大通河源区位于祁连山中东部,属高山多年冻土区,利用源区内冻土钻探及监测资料对源区冻土发育的基本特征及变化趋势进行了分析和探讨.冻土地温分析表明,源区冻土年平均地温随海拔的变化梯度约为3.82℃·km-1,且冻土地温与表层覆被条件关系密切.盆地平原地带多年冻土厚度约为17～86 m,且以海拔每上升100 m冻土厚度增加约10 m的梯度增加.多年冻土活动层厚度受海拔地带性作用不显著,更多地受局地因素的控制,地表覆被条件成为其主要影响因素.在气温升高以及人类活动日益增多的影响下,源区冻土整体处于退化状态,多年冻土年平均地温以0.0075℃·a-1的速率上升.

采用样方法对祁连山大通河源区高寒植被生态系统进行了调查,计算了丰富度指数、多样性指数和均匀度指数等表征物种多样性的定量指标。根据已有的等效高程模型得到植被采样点的冻土地温,并基于冻土地温时空转换模式得到一个温度从低到高的温度梯度带,通过分析高寒植被物种多样性随冻土地温梯度的变化探讨了多年冻土环境变化对高寒植被的影响。结果表明:随着冻土地温的升高,物种丰富度、物种多样性、均匀度呈上升—降低—上升趋势,并在季节冻土区内达到最大值;植被类型由高山稀疏植被向高寒草甸演替,高寒草甸向高寒沼泽草甸演替,最终向高寒草甸演替。相同植被类型在不同地温带具有不同的物种多样性分布特征,高山稀疏植被和高寒灌丛随着地温的升高呈现先增加后降低的变化趋势;高寒沼泽草甸植物群落多样性指数、丰富度指数、均匀度具有先降低后上升的变化趋势;高寒草甸的3个多样性指数随地温的升高呈上升趋势;而且在较高冻土地温环境下,高寒草甸的3个多样性指数高于高寒沼泽草甸。

以大通河源区为研究区域,分析了植被对多年冻土分布的影响.以等效高程为基础,根据实测的多年冻土地温数据和植被调查数据,建立了不同植被类型条件下的冻土地温-等效高程关系模型.借助于TM遥感数据、DEM数据和GIS技术模拟了大通河源区植被覆盖区的多年冻土地温分布特征.以地温数据为基础,参照青藏高原多年冻土分带方案,对多年冻土的分类特征进行了研究.结果表明:大通河源区多年冻土年均地温为-8.66～1.72℃,多年冻土和季节冻土的面积比例分别为95%和5%,其中极稳定型、稳定型、亚稳定型、过渡型和不稳定型多年冻土各类型的面积比例依次为1%,12%,31%,35%和16%.

多年冻土是一种热现象,地温是判断多年冻土特征的有效指标。通过对祁连山区东北部大通河源区多年冻土分布状况的野外考察与钻探等工作,借助于实测地温数据和地温曲线分析工具,对大通河源区39个钻孔点的多年冻土地温特征进行了对比分析,对影响多年冻土地温的主要因素进行了概括和总结。结果表明,在大通河源区,高程、植被类型、地表覆盖特征、土壤水分条件等是影响多年冻土地温的主要因素。根据尺度性划分的结果,高程是影响区域多年冻土地温变化的一级因素;随着空间尺度的下降,植被类型和地表覆盖特征成为二级影响因素;在沼泽化草甸植被覆盖区,土壤水分条件又成为影响多年冻土地温的三级影响因素。对多年冻土地温特征及影响因素的分析不仅有助于了解区域多年冻土的稳定性、预测全球气候变暖背景下的多年冻土演变和退化,还可以为寒区气候变化、生态、水文等相关领域的发展提供基础,为各项工程设施的实施和维护提供建议和指导。