以大兴安岭呼中典型冻土区为研究对象，研究表层（0～15、15～30 cm）土壤碳储量空间分布规律。通过野外调查、采样和室内分析，基于Landsat 8 OLI影像，利用随机森林（RF）算法建模，分析大兴安岭冻土区表层土壤有机碳空间分布状况。在13个遥感变量因子中筛选相关性最高变量，确定海拔、ARVI、VIGreen、EVI、OSAVI、NDVI,6个环境变量相关性最高，可作为自变量。结果表明，当节点分裂次数（leaf）值为5，决策树数量（trees）值为900时，预测模型的训练集和测试集最为接近，表明此时的模型稳定性最好，0～15、15～30 cm土层训练集R2的拟合精度分别为0.23、0.43，测试集R2的拟合精度分别为0.35、0.24。以此参数预测表层（0～15、15～30 cm）土壤碳储量空间土壤碳空间分布状况分布特征，0～15和15～30 cm土壤碳密度平均值为7.40 kg/m2和14.80 kg/m2,0～15 cm土层土壤碳储量分布大致为由南向北逐渐增加，15～30 cm土层土壤碳储...

北半球多年冻土区土壤有机碳（SOC）是全球碳库的重要组成部分，在全球碳平衡过程中具有重要作用。随着全球气候变化，中高纬度多年冻土区森林火灾频发，诱发多年冻土快速退化，导致SOC大量损失，对气候变暖形成正反馈效应。研究不同火烧强度后多年冻土区SOC及其组分的含量变化特征，对于火后SOC库的管理具有重要意义。本文选取大兴安岭阿龙山镇多年冻土区2009年火烧迹地为研究对象，通过相邻样地比较法，对不同火烧强度0～1 m深度的SOC含量、密度及其组分含量的变化规律进行分析。结果表明：（1）在未过火样地，随着土壤深度的增加，SOC含量及密度、游离态颗粒有机碳（fPOC）、闭蓄态颗粒有机碳（oPOC）和颗粒态有机碳（POC）含量下降，与0～10 cm土层相比，90～100 cm处含量分别下降了84.75%、2.78%、99.82%、91.86%和98.97%；矿物结合态有机碳（MAOC）含量变化趋势相反，与0～10 cm土层相比，90～100 cm处含量增加了830.93%。（2）与未过火样地相比，在0～1 m深度，轻度火烧样地SOC含量和密度分别降低了9.78%和9.30%;fPOC、oPOC、P...

在全球变暖的背景下，北极出现了冻土退化、夏季海冰减少、陆地径流输入增加和沿岸侵蚀加剧等一系列变化。随着全球变暖，封存于冻土中的有机碳（Organic Carbon,OC）正在向海加速迁移和释放，这将影响北冰洋的碳循环的格局，但目前鲜有证据能直接证实这一推论。本文通过分析楚科奇海两根百年尺度沉积岩芯的木质素和碳同位素，讨论了其所埋藏的有机质的来源和剖面变化情况。结果显示楚科奇海柱状沉积物中的有机碳来源于陆生C3植物的草本组织和海洋源生产的混合贡献；沉积物中木质素的绝对含量Σ8呈现上升趋势，证明随着全球变暖，更多的陆源物质被输运到楚科奇海。本研究表明人类活动引起的全球变暖确实增加了冻土有机碳向海的迁移，陆源输入增强导致的木质素含量增加是百年尺度下全球变暖导致冻土融化增强的直接证据。

为研究埋地二氧化碳管道周围土壤温度场的分布规律，基于齐鲁石化-胜利油田百万吨级CCUS示范项目二氧化碳输送管道，建立管道周围土壤温度场数值模型，采用Fluent软件对二氧化碳三种输送相态（低压液相、高压液相、超临界）下的典型工况土壤温度场进行计算。在低压液相输送的基础上分析管道周围土壤冻结范围的季节变化规律及不同埋深、不同运行温度对管道周围土壤冻结范围的影响，研究结果表明：随着埋深增大，管道周围多年冻土范围增大，季节性冻土范围受影响较小；而随着起点温度的升高，管道周围多年冻土和季节性冻土范围都减小，当温度升高至0℃时将不再形成冻土。在高压液相输送和超临界输送的基础上，以小麦为例分析管道运行温度变化对地表植被的影响，研究结果表明：为使土壤温度能满足沿线农作物生长需求，二氧化碳高压液相输送时，其管输介质温度不宜低于5℃，超临界输送时不宜高于50℃。

粉尘循环是地球系统表层岩石圈、水圈、冰冻圈、大气圈和生物圈之间相互作用的重要纽带.中纬度陆地岩石圈经地表风化、冰川磨蚀形成大量富营养物质的粉砂,经流水搬运至内陆盆地,在干旱气候和风力作用下,形成大量沙尘输送至海洋,显著影响海洋生物地球化学过程和全球气候.以中亚内陆为代表的亚洲沙漠及荒漠戈壁区是地球上最重要的沙尘源区之一,是上述过程的最典型代表,且影响最大.然而,目前对于地质时期“中亚内陆粉尘活动和营养物质组成是如何变化的?其与构造侵蚀、冰冻圈演化和大气环流的关系如何?对大洋生产力和全球碳循环的影响是什么?”等一系列问题仍缺乏研究,制约了对亚洲粉尘释放在全球生物地球化学循环和气候变化中重要角色的理解.鉴于此,本文通过系统梳理和总结中亚黄土粉尘地层年代、物质来源和营养物质组成、传输过程以及粉尘的大洋铁施肥效应,对地质时期中亚粉尘活动和营养物质演化历史以及驱动机制进行了系统阐述;评估了粉尘营养物质输入对太平洋生产力和全球碳循环与气候变化的影响;提出未来需要通过进一步加强岩石圈-冰冻圈-粉尘产量和营养物质含量关系研究,开展大空间范围和长时间尺度上亚洲粉尘营养元素含量及化学形态组成及其与大洋生物...

为探讨青海南部陆域冻土区烃源岩地球化学异常成因及气源条件，通过分析青海开心岭冻土区TK-1钻孔岩芯样品中酸解烃、荧光光谱、甲烷碳同位素含量及垂向迁移变化特征，解析其烃类地球化学异常成因，剖析岩芯中烃类异常与裂隙或破碎带、水合物稳定带、烃类运聚成藏过程的响应关系，研究其对天然气水合物及烃类运聚的地球化学指示意义。结果显示：钻孔岩芯中烃类在62～80 m、112～119 m、150～169 m和254～350 m深度段出现明显的地球化学异常富集特征，钻孔岩芯酸解烃中烃类组成、参数比值(C1/ΣC1-5、C1/ΣC2-5、C1/ΣC2-3、iC4/nC4等)、甲烷碳同位素(δ13CPDB)显示烃类以热解成因为主，包括油型裂解气、凝析油伴生气、煤成气和少量的无机成因气。二叠系那益雄组煤系烃源岩处于高—过成熟阶段，其热演化过程中的生排烃气可能是形成水合物所需气体的重要来源。冻土带...

全球寒区冻土区包括季节性和多年冻土区，主要分布在高海拔和高纬度地区，其土壤中储存了大量的有机碳。该地区正面临着比全球平均温度更高的暖化速率，气候变暖对该地区土壤有机碳的影响及其对气候变暖的反馈作用倍受关注。本文针对气候变暖对季节性和多年冻土草地生态系统碳循环关键过程(如植物生产、凋落物和根系分解、微生物群落结构等方面)的影响，以及土壤有机碳形成和稳定性机制等进行了扼要综述。在此基础上，提出了目前存在的问题，分析了未来在实验设计和新技术应用上的有关发展态势，以期进一步推动气候变暖背景下，我国寒区草地生态系统碳循环关键过程和土壤有机碳库稳定性机制的研究。

总结了祁连山冻土区的特点和分布情况，介绍了碳过程的基本概念和影响因素，探讨了气候变化对祁连山冻土区碳过程的影响，并提出了关键策略。对了解祁连山冻土区碳过程对气候变化的响应、保护该区生态环境具有重要的学术和实践价值。

为解决松嫩平原碳酸盐渍土对工程的不利影响，且削弱季节冻土区冻融循环对碳酸盐渍土带来的损伤，采用无机材料石灰和粉煤灰对碳酸盐渍土进行改良。研究了不同改良方案下碳酸盐渍土抗剪强度的变化及其抵抗冻融循环的能力；通过熵权-TOPSIS模型对各改良方案进行评价。结果表明：石灰和粉煤灰均会提升碳酸盐渍土的抗剪强度，但是石灰的改良效果远胜于粉煤灰，石灰会使得碳酸盐渍土的应力-应变曲线变成应变软化型；粉煤灰在提升碳酸盐渍土抵抗冻融损伤能力上表现得比较突出；而双掺石灰和粉煤灰明显兼顾了强度和抵抗冻融损伤能力这2个指标；在考虑力学性能、抗冻融能力以及经济等因素时，石灰和粉煤灰的掺量均为12%的方案最优。

为完善阿里荒漠区土壤本底数据，提高对高寒荒漠土壤碳汇水平的认识，以青藏高原阿里荒漠区0～100 cm土层为研究对象，通过对分布在全区34个样点的野外调查、样品收集与室内试验，探讨了土壤有机碳含量（soil organic carbon, SOC）与土壤有机碳密度（soil organic carbon density, SOCD）的分布特征及其与植被类型和土壤物理性质的关系。结果表明：（1）0～100 cm深度的SOC和SOCD均值分别为3.74 g·kg-1和4.91 kg·m-2，在全国范围内处于较低水平；在垂直方向上，SOC与SOCD从表层逐渐向深层递减，具有明显的表聚现象。（2）全区的SOC与SOCD表现为强变异性，而且因植被类型不同呈显著差异（P≤0.05），水平方向上呈现为由东北向西南从荒漠草原、草原化灌木荒漠、半灌木-矮半灌木荒漠再到无植被区域的递减趋势。（3）区内土壤的容重和砂粒含量随深度增加而逐渐增加，含水量、黏粒含量和粉粒含量逐渐减少，在部分植被盖度低的区域土壤含水量和黏粒含量随土层深度呈现出低—高—低趋势。土壤含水量、粉...