冻结层上水是寒区冻土水文循环的关键层，揭示其动态演变规律，对认知冻土区地下水运移机制及精准预测具有重要科学意义。然而，由于多年冻土区原位监测数据的匮乏，以及非线性适应型水文过程模型构建的缺失，冻结层上水动态时空预测精度难以满足科学研究和工程实践需求。本研究以青藏高原风火山小流域（海拔4063～5398 m）为典型研究区，基于2021—2023年原位观测气象数据（精度±0.1℃/±0.1 mm）、逐日土壤水热(精度±1℃/±0.03 m3·m-3)及冻结层上水位（精度±0.14 cm）原位监测数据，揭示坡面尺度冻结层上水动态的水热时空协同机制；集成气温、降水、土壤温湿度和初始水位等多要素，构建及评估基于长短期记忆神经网络（LSTM）的冻土水文预测模型的适应性。研究发现：（1）冻结层上水动态具有显著季节分异特征，其水位波动（年变幅0～1.53 m）与活动层土壤温湿度呈现一致性，基于Boltzmann函数的平均拟合优度为0.90。（2）所构建的基于LSTM方法的冻结层上水位预测模型（学习率0.002）在坡面多梯度验证中表现出卓越性能，平均纳什效率系...

高寒植被生长和分布与其潜在水分来源和水分利用特征密切相关。受气候变化影响，近年来长江源区植被覆盖迅速提升，大量高寒草甸演化为沼泽草甸，对区域生态水文过程产生了深远影响。基于此，采集2021年长江源多年冻土区流域典型高寒草甸和沼泽草甸坡面上坡、中坡、下坡的土壤、植物样品，获取氢氧稳定同位素监测数据，探究高寒草甸和沼泽草甸的水分利用策略差异。结果表明，叶片水δ18O变幅最大，降水次之，土壤水、根系水变幅最小，叶片水氢氧稳定同位素受蒸发分馏效应影响最大，此外，植物水线的斜率和截距均远小于地区大气降水线，也反映出蒸腾作用下同位素富集现象；相比沼泽草甸，高寒草甸叶片水更加富集δ18O,高寒草甸蒸腾作用更强烈；高寒草甸和沼泽草甸对不同深度土壤水的利用策略较为接近，无显著性差异，其中，0～5 cm深度土壤水的贡献比例最大，均超过22%;坡位因素对高寒草甸和沼泽草甸不同深度土壤水的利用策略无显著性影响，其中，不同坡位草甸0～5 cm土壤水的用水贡献均为最大，可见浅层土壤水为植物根系水的主要来源，当浅层土壤水无法满足植物需水时，植物根系会吸收较深层的土壤水。

高寒植被生长和分布与其潜在水分来源和水分利用特征密切相关。受气候变化影响,近年来长江源区植被覆盖迅速提升,大量高寒草甸演化为沼泽草甸,对区域生态水文过程产生了深远影响。基于此,采集2021年长江源多年冻土区流域典型高寒草甸和沼泽草甸坡面上坡、中坡、下坡的土壤、植物样品,获取氢氧稳定同位素监测数据,探究高寒草甸和沼泽草甸的水分利用策略差异。结果表明,叶片水δ18O变幅最大,降水次之,土壤水、根系水变幅最小,叶片水氢氧稳定同位素受蒸发分馏效应影响最大,此外,植物水线的斜率和截距均远小于地区大气降水线,也反映出蒸腾作用下同位素富集现象;相比沼泽草甸,高寒草甸叶片水更加富集δ18O,高寒草甸蒸腾作用更强烈;高寒草甸和沼泽草甸对不同深度土壤水的利用策略较为接近,无显著性差异,其中,0～5 cm深度土壤水的贡献比例最大,均超过22%;坡位因素对高寒草甸和沼泽草甸不同深度土壤水的利用策略无显著性影响,其中,不同坡位草甸0～5 cm土壤水的用水贡献均为最大,可见浅层土壤水为植物根系水的主要来源,当浅层土壤水无法满足植物需水时,植物根系会吸收较深层的土壤水。

积雪是北疆地区季节冻土冻融循环的主要控制因素，季节冻土又通过改变浅层土壤的冻融相态来影响积雪融水的下渗，但该地区消融季浅层土壤的冻融状态并不清楚，致使难以从机理层面准确评估积雪和冻土协同对土壤水分的调节作用。为此，本研究基于1961—2011年阿尔泰山地区6个气象站点的积雪与冻土地面监测数据，应用高斯模型和玻尔兹曼模型进行分析，在划分多雪年、少雪年和正常年的基础上，分析了北疆地区积雪和季节冻土的基本特征，详细探讨了消融期浅层土壤的冻融状态。结果表明，该地区各站点的多年平均积雪持续期为123.2 d，多年平均最大雪深为29.7 cm；季节冻土多年平均冻结期为150.9 d，平均最大冻结深度为120.3 cm。总体上，积雪呈现增加趋势，主要表现为雪深的增加；而冻土则呈现退化趋势，主要体现在冻结期缩短和最大冻结深度减少。不同类型积雪年冻土融化结束时间和积雪消融结束时间的对比分析显示，70%的多雪年和60.5%的正常年冻土融化结束时间分别比积雪消融结束时间早8.2 d和5.5 d；而少雪年冻土融化结束时间则比积雪消融结束时间晚13.2 d。总体上，所有站点的结果表明，随着积雪的增加，消融期季节...

冻融过程中的土壤温度和水分条件的变化，显著影响季节冻土的土壤呼吸动态，同时土壤呼吸释放的二氧化碳通过加剧温室效应影响气候，从而改变降水、蒸散过程等关键水文循环环节。因此，量化季节冻土的冻融过程与土壤呼吸之间的关系，对预测区域气候和水文循环的动态平衡十分关键。以澜沧江上游类乌齐县的季节冻土为研究对象，基于土壤呼吸和冻融过程连续原位测量数据，建立不同冻融阶段的土壤呼吸单因子模型，分析冻融过程中土壤温度和含水量对土壤呼吸的影响。结果表明，昼夜尺度和单次冻融过程的土壤呼吸通量均呈单峰变化，完全融化阶段的土壤呼吸贡献率约为94%；当土壤含水量大于0.09m3·m-3时，土壤温度对冻融过程中的土壤呼吸影响最为显著；回归拟合中土壤呼吸与土壤温度的指数模型表现最佳，土壤呼吸的温度敏感性指标Q10在融化阶段最高（43.21±4.72），完全融化阶段最低（2.71±0.17），总体随土壤含水量降低和土壤温度升高而减小。研究结果可为青藏高原暖湿化背景下的季节冻土区土壤碳排放的相关研究提供参考。

【目的】干涉合成孔径雷达测量(InSAR)技术近年来被广泛用于反演活动层厚度（ALT），然而现有研究较少考虑冻融对地表形变和土壤孔隙水热变化的影响，因此，本文构建了考虑土壤水热变化的ALT反演模型。【方法】使用InSAR技术和CNNBiLSTM-AM模型得到地表参数，顾及冻融驱动下活动层的变形和土壤孔隙及水分的变化构建了活动层厚度反演模型。首先，通过SBAS-InSAR技术提取研究区垂直向地表形变。然后，构建CNN-BiLSTM-AM模型，使用卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN）对多源遥感数据特征提取，采用双向长短期记忆网络（Bi-directional Long Short-term Memory,BiLSTM）对提取特征进行预测，添加多头自注意力层（Attention Mechanism, AM）提高模型对关键信息的提取，得到多特征约束下的土壤含水量预测值。最后，以垂直向地表形变作为表征活动层的主要参数，构建基于土壤孔隙比和土壤含水量的活动层厚度反演模型，得到兰新高铁冻土区活动层厚度的时空分布。【结果】模型估计值与俄博岭实测数据验证的...

探究火后多年冻土区土壤酶活性的变化特征及其影响因素有助于预测和评估气候变暖对多年冻土区生态系统的影响。本研究选取大兴安岭北部多年冻土区2015年火烧迹地分析未火烧、轻度火烧、重度火烧区0～60 cm深度土壤中的脲酶(UR)、酸性磷酸酶(AP)、乙酰基葡萄糖苷酶(NAG)、β-葡萄糖苷酶(βG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)等胞外酶活性变化特征及其影响因素。结果表明：火烧强度、土壤深度和土壤理化性质对土壤胞外酶活性均有显著影响。与未火烧点相比，轻度火烧点土壤的UR、AP、βG和LAP活性升高了59.8%～241.7%,NAG活性降低了35.5%;重度火烧点所有土壤酶活性均升高，增幅为26.0%～206.0%。随土壤深度增加，土壤酶活性逐渐降低。冗余分析表明，土壤温度(ST)、全磷(TP)、C∶P、C∶N、土壤深度和土壤含水量(SWC)是土壤酶活性的重要影响因子，贡献率分别为70.9%、12.2%、4.7%、3.6%、2.9%和1.9%;土壤酶活性与ST、TP、C∶P、C∶N和SWC呈显著正相关，与土壤深度呈显著负相关。林火及其诱发的土壤理化性质变化共同影响土壤胞外酶活性，且火烧强度越大影响越...

探究火后多年冻土区土壤酶活性的变化特征及其影响因素有助于预测和评估气候变暖对多年冻土区生态系统的影响。本研究选取大兴安岭北部多年冻土区2015年火烧迹地分析未火烧、轻度火烧、重度火烧区0～60 cm深度土壤中的脲酶(UR)、酸性磷酸酶(AP)、乙酰基葡萄糖苷酶(NAG)、β-葡萄糖苷酶(βG)和亮氨酸氨基肽酶(LAP)等胞外酶活性变化特征及其影响因素。结果表明：火烧强度、土壤深度和土壤理化性质对土壤胞外酶活性均有显著影响。与未火烧点相比，轻度火烧点土壤的UR、AP、βG和LAP活性升高了59.8%～241.7%,NAG活性降低了35.5%;重度火烧点所有土壤酶活性均升高，增幅为26.0%～206.0%。随土壤深度增加，土壤酶活性逐渐降低。冗余分析表明，土壤温度(ST)、全磷(TP)、C∶P、C∶N、土壤深度和土壤含水量(SWC)是土壤酶活性的重要影响因子，贡献率分别为70.9%、12.2%、4.7%、3.6%、2.9%和1.9%;土壤酶活性与ST、TP、C∶P、C∶N和SWC呈显著正相关，与土壤深度呈显著负相关。林火及其诱发的土壤理化性质变化共同影响土壤胞外酶活性，且火烧强度越大影响越...

林火是影响多年冻土稳定性的主要因素之一，对火后多年冻土区土壤微生物生物量碳氮的变化特征进行分析，为火后冻土土壤恢复提供理论依据。以大兴安岭漠河2002年火烧灌丛湿地为研究对象，在未火烧和火烧区分别随机设置5个试验样地采用土钻分别采集土壤深度（h）为0-3-N）质量分数和pH分别增加213.26%、24.23%、38.36%和3.75%,土壤全碳、全氮和全磷质量分数分别降低44.70...

林火是影响多年冻土稳定性的主要因素之一，对火后多年冻土区土壤微生物生物量碳氮的变化特征进行分析，为火后冻土土壤恢复提供理论依据。以大兴安岭漠河2002年火烧灌丛湿地为研究对象，在未火烧和火烧区分别随机设置5个试验样地采用土钻分别采集土壤深度（h）为0-3-N）质量分数和pH分别增加213.26%、24.23%、38.36%和3.75%,土壤全碳、全氮和全磷质量分数分别降低44.70...