我国东北地区位于中高纬度欧亚大陆东缘,大、小兴安岭多年冻土区是欧亚大陆高纬冻土区向南最突出的部位,属于高纬山地冻土.东北多年冻土区是我国,乃至全球范围内,受气候变暖和人为活动影响最显著的冻土区之一.过去40 a来该区冻土显著退化,主要表现在:1)冻土南界及不连续多年冻土各分区边界北移而导致总面积减小、空间分布破碎化;2)活动层加深,融区扩大,局地冻土岛消失;3)冻土温度升高、厚度减薄、热稳定性降低等.由于各种因素的共同影响,寒区生态环境也发生了一系列变化.这具体表现为以兴安落叶松占绝对优势的天然林带锐减,整个北方森林带北移,沼泽湿地面积减小等,寒区生态系统和环境已出现恶性循环.关注、研究、整治和管护寒区环境对区域社会、经济和生态可持续发展不可或缺.

为了揭示青藏高原高寒地区土壤冻融过程对地表-植被-大气三者之间能量-水分循环的影响,在青藏高原风火山左冒孔流域(长江源)开展了不同植被盖度条件下冻土活动层水热状态的野外观测(在30%、60%、90%的草甸盖度下观测分层土壤水分及温度)和相关试验.选取考虑了积雪、植被覆盖及枯枝落叶层对土壤冻融影响的水-热-盐分耦合模型SHAW为动力学约束模型,进行参数率定及其模拟计算.结果表明:青藏高原地气间的能量交换主要受冻土、植被生长和地表土壤含水量的影响,并且呈明显的季节性变化;未退化高寒草甸草地对青藏高原冻土具有明显的隔热保温作用,可以降低冻土对气候变化的响应.在土壤活动层冻结过程期间,土壤水分具有向表层和深层两向分流汇聚的特征,植被覆盖变化对水分运移通量有明显影响.

近地表面的多年冻土是陆地生态系统重要的组成部分,其研究是生态、水文和工程建设研究者关心的重要议题。气候是多年冻土重要的影响因子,国内外研究中,与气候变化相结合的多年冻土研究是当前研究的重要方面;同时,多年冻土的水文学、生态学意义研究也在广泛开展。我国的多年冻土研究一直与寒区经济建设和开发紧密联系,在冻土分布、类型、温度、冻土退化及冻土区开发利用等方面取得了丰硕的成果。未来还应注重高分辨率冻土分布制图、融深变化的研究,并建立长期的多年冻土变化监测机制,以便更好地研究气候变化下,陆地生态系统对全球变化的响应与反馈。

从青藏高原冻土及水热过程出发 ,利用青藏高原活动层监测数据 ,讨论了冻土水热过程与植被生长环境的关系 ,比较了季节冻土区与多年冻土区水热过程的差异及与植被的关系 ,同时讨论了不同草地生态冻融过程的变化 .结果表明 ,冻土及水热过程与寒区生态环境有着密切的关系 ,冻土及水热过程不仅控制着地表状态的变化 ,影响着植被的发育程度 ,同时二者之间也存在着强烈的相互作用的关系 .一旦地表条件被破坏 ,干扰了冻土水热过程与地表植被生长间的平衡关系 ,将引起生态环境的退化 ,出现荒漠化 ,甚至沙漠化