作为东北多年冻土典型区，在气候变化和人类活动的共同影响下，大兴安岭山区多年冻土广泛快速退化，并导致了冻融灾害的频发。为系统地掌握该区工程融沉灾害分布及冻土退化情况，我们采用电阻率层析成像（electrical resistivity tomography, ERT）、浅层测温（0～2 m）和无人机航测等方法于2023年8—9月开展了大兴安岭多年冻土区融沉灾害调查。结果表明，沥青路面下融沉长度和融沉量最大且以路基融沉（包含路基倾斜和波浪路面）为主；混凝土路面以长大深纵裂为主，而林区铁路和中俄原油管道（China-Russia Crude Oil Pipelines, CRCOPs）以管基和施工运营作业带（right-of-way，或ROW）融沉和热喀斯特为主。融沉灾害地理分异特征明显：融沉灾害多发现于地势平坦且冻土保存条件较好的位置，融沉灾害的年平均地温与坡度呈正相关关系，且破坏长度与坡度呈负相关关系。阳坡的融沉灾害平均破坏长度大于阴坡破坏长度。低纬度的融沉灾害平均破坏长度大于高纬度破坏长度。年平均地温较低的草甸土和森林土的融沉灾害平均破坏长度大于年平均地温较高的暗棕壤融沉灾害的破坏长度...

冻土作为冰冻圈重要的组成部分，其存在分布及水热状态受到多种因素的影响。除了纬度、海拔等，局地因素如植被类型、积雪、土壤水分等也在很大程度上影响冻土的变化。特别是位于欧亚大陆多年冻土南缘的兴安-贝加尔型多年冻土，其发育、保存和分布等状态特征与局地因素密不可分。本文结合40多个钻孔资料和现有研究成果，分析得出目前大兴安岭多年冻土温度和厚度总体上受纬度影响，由南往北随年平均气温降低，冻土温度由0℃降到-2.83℃，但局地因素的影响可使地温最低达-3.6℃；厚度范围为29～130 m，其中地温低、厚度大的多年冻土主要发育在谷底的塔头灌丛湿地区域。满归、根河、伊图里河、新林等地的监测数据表明，自2009年开始，大部分钻孔温度显示该区活动层减薄，浅层多年冻土地温降低，融区最大冻结深度加深，而深层多年冻土却呈升温趋势，零地温变化率位置则各不相同，推测这种情况与全球变暖间隙以及植被、积雪和人类活动等局地因素有关。本研究对理解高纬度多年冻土区的地温变化过程以及这些变化的驱动因素具有重要的科学价值，也会对区域经济可持续发展及应对冻土退化带来的问题起到积极作用。

优先流是水分沿特定通道快速迁移的现象，与土壤孔隙特性密切相关。在多年冻土区，浅表层优先流主要由降雨、融水及人类活动产生。野外观测研究发现，浅表层优先流对中俄原油管道沿线冻土稳定性构成影响，但相关研究甚少。本文聚焦于大兴安岭地区浅表层沉积物中常见的粉质黏土，通过室内显色示踪试验，引入四类优先流——随机与规则大孔隙优先流、有机质夹层中微裂隙优先流、标准砂/粉质砂土夹层中指状优先流及碎石夹层中的漏斗状优先流，分析其对大兴安岭粉质黏土冻融循环过程的影响。结果表明：与参照试样密实的粉质黏土试样相比，微裂隙和大孔隙优先流使试样冻结和融化时间分别增加65%～87%和39%～57%，最低温度降低0.4～2.5℃，稳定时间延长1.9～2.4倍，体积含水率提高18%～25%，着色率提升15%～56%，优先流指数高于参照试样48%以上。进一步分析发现，优先流类型、水传输效率及通道连通性显著影响冻融循环过程中的温度与水分分布。本研究可为应对气候暖湿变化下冻土退化及管道维护提供重要科学依据。

受气候变暖影响，东北北部地区冻融灾害频发，对寒区工程设施造成了重要影响。地基温度场的研究是分析与解决工程基础冻融灾害的重要手段。文中我们以漠河机场跑道为对象，通过有限单元法研究了洁净砾石换填对机场道基温度场的影响，并对运行30年内道基温度场进行预测。结果表明，换填使季节最大冻结深度（MSF）增加，且换填对道基下MSF的水平影响范围在道面中心线两侧30 m左右。之后，通过比较不同换填深度（1.5（顶）～3.5(底)、1.5～4.5、1.5～5.5和1.5～6.5 m）的道基温度场变化，发现：换填底部深度达到4.5 m时，MSF变化的速率开始减小。最后，根据IPCC第六次评估报告（AR6）未来100年间不同气候变暖速率模型模拟研究了无换填与不同换填深度下的MSF可能变化。结果发现，到2100年，在SSP2-4.5情景下，未换填及不同换填深度的道基下MSF分别为1.63、1.86、1.84、1.84和1.84 m。因此，利用换填法来减少跑道冻融灾害时换填深度应至少达到4.5 m。同时，应加强漠河机场道基地表水与该跑道区地下水的防排水设施建设与维运。研究结果有助于进一步认识换填对多年冻土和活动...

江河源区是我国高寒生态安全屏障的重要区域，冻土的长期存在使其形成低温冻结环境，弱化了土壤微生物活性，抑制了土壤有机质的矿化过程，因而其近地表浅层土壤碳氮含量高。然而，土壤碳氮含量对不同冻土分区和环境因素响应的空间分异规律尚不清楚。为此，针对江河源4个不同冻土区(季节冻土区、岛状多年冻土区、不连续多年冻土区、片状连续多年冻土区)共11个样点进行植被样方调查、土壤分层采样。在分析碳氮含量的基础上，探讨了年均地温(MAGT)、活动层厚度(ALT)、海拔(ASL)、土壤深度(SD)、植被特征及土壤pH对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碳氮比(C/N)的影响。结果表明：(1)SOC、TN、C/N在片状连续多年冻土区最高，在季节冻土区最低，且与年均地温负相关，和海拔正相关；(2)江河源区SOC、TN、C/N随土壤深度的增加而降低，自表层至40cm深度整体下降幅度分别为58.45%、36.96%、17.01%;(3)SOC、TN、C/N与植被覆盖度(FVC)显著正相关(P≤0.05),与土壤pH值显著负相关(P≤0.01);(4)冗余分析表明，土壤pH、MAGT、ALT、SD、FVC是影响江河源...

冻土区管道保温层效果与评价指标变化的随机性密切相关，以往冻土区管道保温层效果评价模型存在一定的局限性与不足。为了提升冻土区管道保温层效果模型的应用效果，本文基于驱动力-状态-响应（Driving force-State-Response,DSR）理论、综合云理论和迭代运算方法相结合的综合评价方法，构建适用于中俄冻土区管道保温层效果的评价模型。为了验证冻土区管道保温层效果评价模型的科学性，以中俄管道沿线（漠河—大庆段）四处典型监测区域MDX007、MDX113、MDX304和MDX364为实例，应用评价模型对管道保温层效果的失效类型和失效可能性概率进行了综合分析。结果表明：运用评价模型可以科学指导中俄原油管道保温层效果的评估，并依据相应的保温层效果失效类型结果给出对应的措施建议。综合云模型能够结合不同理论模型的优势，保证冻土工程环境评价的科学性，通过置信度值验证，具有良好的应用前景。研究成果可为中俄原油管线安全稳定运营提供战略性的科学支撑。

多年冻土是冰冻圈系统的重要组成成分，因具有特殊的水热物理和力学性质，其生态系统服务功能如固碳增汇、净化水质、调节水文气候、水源涵养和贮存等也较为特殊。近几十年来，随着气候变化和人类活动干扰增强，多年冻土正在发生快速、广泛而深刻的退化，突出表现为地温升高、活动层加深、季节冻深变浅、岛状多年冻土消失、多年冻土分布下界抬升、融区扩展等。当前，我国正努力推动实现碳达峰碳中和目标，多年冻土作为陆地生态系统最大土壤有机碳库，是实现双碳目标的关键环节。我们认为，通过植被建植技术、繁育固碳能力强的苔藓草丛、微生物技术改变浅表层传热过程和水文条件等，构建接近自然状态的冻土保护技术体系是减少温室气体排放的关键路径之一，相关技术的研发将助力我国双碳目标的实现。

石冰川是含冰的舌状或叶状多年冻结地质体，广泛分布于全球范围内的高海拔和高纬度冰缘区，是多年冻土边界的重要代用指标。活动型石冰川沿山谷/坡向下缓慢蠕动，其活动性在全球变暖背景下逐渐增强，成为一种日益重要的寒区地质灾害。此外，石冰川内部含有大量冰体，是干旱与半干旱地区一种重要的淡水资源。基于国内外研究进展，将石冰川分为倒石堆型、岩屑覆盖型、冰碛型、昆仑山型，并分别讨论了不同类型石冰川的形成机制。石冰川的运动主要由多年冻土蠕变、冻胀融沉、整体前进，以及岩屑与冰的补给等过程组成，其时空变化主要受到气候条件、地形环境、内部结构，以及外力作用等多种因素的共同影响。石冰川对全球变暖的响应主要表现为地温增加引起的局部区域运动加速或失稳以及多年冻土融化导致的石冰川失活。在冰川退缩及季节性积雪持续时间缩短背景下，冰碛型石冰川表面的岩屑覆盖层作为保温隔热层，可以保护下伏冰体减缓融化，延缓和降低石冰川对气候变化的响应，成为干旱与半干旱地区一种日益重要的水资源。我国目前已有超过13 511条石冰川纳入编目，总面积超过945.51 km2，但仍然十分缺乏系统性的石冰川编目及长期的现场监测和模...

活动层作为多年冻土区水热物理和力学动态最活跃的近地表层，是供给高寒植物生长所需水分和营养物质的关键区，是多年冻土与大气圈、土壤圈进行能水和物质交换的主要通道，也是微生物活动最频繁和生物地球化学循环最关键的冷生土壤层。近几十年来，在气候变暖和人类活动增强影响下，多年冻土区活动层厚度（ALT）普遍增加，对寒区环境与冻土工程产生了不利影响。本文对影响天然状态下ALT空间分异的宏观地质地理和微观局地因子、ALT的野外测量和模拟计算方法、ALT对气候变化的响应特征进行了回顾，并探讨了ALT变化对高寒生态环境的影响。研究表明：太阳辐射及其重分布和下垫面的复合作用是ALT空间分异的主因，在其他因素和条件一致时，高程多年冻土下界和纬度多年冻土南界附近的ALT较厚；近三十年来ALT积极响应气候变暖，随气温升高而增加，但区域差异明显，中纬高海拔和山地多年冻土区ALT大部分呈显著增加趋势，而高纬富含冰多年冻土区ALT因地下冰融化下沉，一定程度上抵消了因气候变暖而增加的部分。本文还展望了ALT未来研究方向，认为应聚焦ALT精准模拟制图、ALT变化的自适应机制、ALT变化对生物地球化学循环的影响和ALT变化对水...