西北研究院青藏工程走廊冻土环境遥感监测、建模与评估获进展

从格尔木到拉萨横穿青藏高原1120多公里的工程廊道内，密集分布着青藏铁路、青藏公路、格拉输油管道、兰西拉通讯光缆、青藏直流联网工程等多条重大线性工程。在全球气候变化加剧和人类活动日益频繁背景下，青藏工程走廊内的多年冻土退化显著，冻融灾害增多，生态系统面临新的挑战。近日，中国科学院西北生态环境资源研究院（筹）科研人员在青藏工程走廊内开展系列冻土环境多遥感监测试验、模型构建与影响评估研究并取得进展。

科研人员通过三维激光雷达和热红外传感器监测青藏工程走廊内的冻土斜坡与赋存于其上（中）或周边的多种冻土工程（青藏铁路、公路、输电与通信塔）间三维时空变形及其水热动态，并对冻土斜坡—工程地表多要素间相互耦合与作用进行探索研究。根据对多工程缓冲区及冻土工程运营过程中工程对冻土斜坡的热影响范围及其程度分析，揭示了多种冻土工程扰动下的冻土斜坡时空热模式。

此外，科研人员自主开发了包含16种冻土指数的PIC模型（Permafrost Indices Computing）用于模拟站点和区域的各种冻土指数。青海省气象局应急与减灾处已采用此模型开展气候变化下冻土灾害预警与减灾工作并取得良好效果。模型代码请访问https://github.com/iffylaw/PIC。

为进一步评估青藏铁路修建及运营对高寒生态系统的影响，科研人员分析了走廊内气候变化对不同区域植被的影响，并利用PIC模型模拟了冻土区内的活动层厚度变化。结果显示北部区（工程走廊按照冻土类型分为“北部区”“多年冻土区”“南部区”）和冻土区内的植被生长呈好转趋势，冻土区内的活动层逐渐加深。北部区和冻土区内（包含可可西里和三江源国家自然保护区）绝大部分植被已改善，但南部区（主要指西藏地区）特别是其铁路周边植被退化严重。国外研究显示，森林生态系统的好转对抑制冻土的退化有一定作用，其森林腐殖质厚度的增加阻止了气温上升对冻土融化带来的影响。将改善的高寒草甸、草原与冻土活动层厚度进行空间相关性分析后发现，恢复好转的高寒植被从空间上并未能抑制冻土退化。科研人员还将集成多种数据与建模进行深入分析论证。

该成果分别于近期发表于Landslides、Geoscientific Model Development 和Ecological Indicators 等期刊。