作为全球碳循环系统及陆地生态系统的重要组成部分，冻土区土壤甲烷排放在土壤碳库与气候变化之间的反馈联动机制中扮演着关键性角色，并因此成为全球气候变化研究中的前沿热点问题。冻土区土壤甲烷排放的气源主要为微生物产甲烷活动和冻土层、天然气水合物中的气体释放作用，其中，微生物气源的研究较为成熟，而冻土层和天然气水合物气源甲烷的排放研究目前尚停留在定性分析阶段。在影响因子方面，文献计量学统计结果中出现频次最多的关键词依次为土壤温度、湿度和水位条件、有机质含量、地表植被条件等，这些要素可以对甲烷产生、传输和氧化吸收等多个环节产生影响。模型计算法是当前冻土区土壤甲烷排放评估预测的主要方法，包括早期的统计计算模型和近年来出现的基于土壤甲烷排放成因机理的过程模型，相关计算结果有效地支撑了全球气候变化评估研究。通过对冻土区土壤甲烷排放研究成果的梳理和总结，发现当前对冻土区土壤甲烷排放的气源和单因子影响作用认识较为明确，不同尺度的监测和评估方法也较为成熟。但是，对多气源作用下的冻土区土壤甲烷复合排放研究仍然较为薄弱，尤其是在冻土层和天然气水合物的甲烷释放方面，还缺少相关的定量计算研究。与此同时，在影响因子研究...

选用图们国家气象观测站1976—2020年的最大冻土深度，冬季11月至翌年3月平均气温、最大积雪深度、最低平均气温、日照时数、风速等气象资料，通过线性趋势和气候倾向率、相关分析和回归分析等方法，探索图们市最大冻土深度变化的特征及其影响因子。结果显示：1976—2020年图们市最大冻土深度呈现下降趋势，年最大冻土深度越大，冻土初终日数也越大，变化趋势几乎相同。年冻土初终日数呈现出减小的趋势，其减小速率为3.626 d/10年。最大冻土深度的年代变化分析表明，自20世纪80年代以来最大冻土深度开始减小，20世纪90年代冻土深度减小幅度更为显著，最大冻土深度与冬季11月至翌年3月平均气温相关性最好，其次是日照时数，再次是年平均风速和年平均最低温度，最后是最大积雪深度。最大冻土深度与冬季11月至翌年3月平均气温呈现负相关、年日照时数均呈现负相关(P<0.01)；与年平均风速呈现正相关(P<0.01)；与年平均最低温度、年最大积雪深度呈现负相关(P<0.05)。

为了解大通县季节性冻土冻结深度的变化对气候变化的响应,利用大通县气象观测站1994～2020年最大冻土深度、冻土期间平均气温(10月～次年4月)、平均最低气温、极端最低气温和平均地面温度、平均最低地面温度、极端最低地面温度资料,采用线性倾向估计、相关系数等方法,分析了大通县季节性冻土最大冻结深度的演变规律及其与气温、地温等要素之间的关系。结果表明:大通县最大冻土深度多年平均可达87 cm,最大值出现在2007年为114 cm,最小值出现在2010和2015年为68 cm,两者相差46 cm;在整个气候变暖的大背景下,27a来大通站最大冻土深度逐年减小的趋势较为显著(P=0.01),线性趋势为7.5 cm/10a。并且存在明显的阶段性变化,呈现"减—增—减"的趋势,最大冻土深度的变化与冬季平均气温和地温变化呈显著的负相关关系,气温和地温低则冻土层厚,否则冻土层薄。土壤冻结和解冻的早晚影响作物播种和牧草返青的推迟或提前,进而影响当年农作物发育期和产量,因此,研究季节性冻土深度变化规律,对合理利用气候资源,指导农业生产,开展农业气象服务具有一定的参考价值。

选用和龙国家基本气象站1979—2018年最大冻土深度、冻土冻结日数、初终日期、最大积雪深度、年平均地温和年平均气温等观测数据,通过趋势系数、气候倾向率、相关分析和R/S分析等方法,对和龙近40年冻土变化及其影响因子进行分析。结果表明:1979—2018年和龙最大冻土深度呈减少趋势,气候倾向率为-4.248cm/10a;随着冻土深度减少,冻结日数也逐渐缩短,最大值与最小值之间差值为62d,冻土完全解冻日期提前明显;最大冻土深度减少与最大积雪深度的增加、年平均地温和年平均气温的升温显著相关,其中最大冻土深度与最大积雪深度、年平均地温之间的相关系数通过了信度为0.001的显著性检验;和龙近40年最大冻土深度的Hurst指数为0.8129,说明最大冻土深度序列具有较强的持续性,未来仍将继续减少。

多年冻土的分布会受到局地地质、地形地貌和地表覆被等因素的影响。为探究各因子对多年冻土分布的影响强弱,选择青藏高原五个典型多年冻土区为研究区,基于MODIS和SRTM DEM数据提取研究区内2003—2012年平均地表温度、NDVI、地表反照率、积雪日数和坡度、坡向等因子,并采用地理探测器模型研究了各因子对研究区多年冻土分布的影响程度及差异。结果表明:在所有研究区内,地表温度是影响多年冻土分布最强的因子,其次为积雪日数。随着空间尺度范围的增大,坡度和坡向对多年冻土分布的影响逐渐减弱,地表温度的影响则逐渐增强。交互探测结果显示两个因子交互作用对多年冻土分布的影响程度都要大于单因子作用下的影响程度。本研究明确了青藏高原多年冻土分布的区域差异规律,为不同尺度多年冻土分布制图提供理论基础。

利用1960—2018年塔城地区9个气象观测站冻土深度及同期气温观测资料,采用数理统计方法分析了其分布状况、变化特征及其与气象因子的关系,结果表明:近59 a塔城地区最大冻土深度均在120 cm以上,大值区主要分布在中部、南部及托里,冻结初日最早出现于9月上旬,最晚结束于5月中旬;年最大冻土深度除额敏以4.00 cm/10 a的速率显著增多外,其余各站均表现为减少趋势,其中克拉玛依减幅最大;月际变化中1、2、5、9、10月仅个别站表现为增多趋势,其余站表现为减少趋势,而3、4、11、12月9站均表现为一致的减少趋势;塔城地区最大冻土深度年际变异系数均表现为中等变异性,表明其对气候变化的响应较敏感;平均冻土深度年代际变化呈现"浅—深—浅—浅—浅—浅"的变化趋势,从1980年代开始平均冻土深度逐渐变浅;影响最大冻土深度变化的因子主要有年(月)平均气温、平均最低气温及气温日较差。

利用1961-2010年佳木斯、富锦2个代表站55 a的最大冻土深度及影响冻土的降雪、冬季温度等资料,采用气候趋势系数和气候倾向率的方法,对1961年以来佳木斯地区最大冻土深度变化进行了分析。结果表明,佳木斯地区最大冻土深度年际变化呈减小趋势,西部减小趋势明显大于东部;影响最大冻土深度变化的主要因子是最大积雪深度和冬季平均降水量,而且两者是呈负相关,相关系数通过信度为0.001的显著性检验。

利用1960～2010年黑龙江省83个气象站的冻土、0 cm地温、海拔、纬度和经度资料,采用线性回归方法,分析了黑龙江省冻土的影响因子。结果表明,高纬度地区地温低,在同等条件下冻土深度较低纬度地区大;冻土与气候因素中的气温、降水、云量、日照、积雪相关。

基于长江源风火山多年冻土区典型小流域2004—2007年的观测资料,运用回归和统计分析方法,探讨了气温、地温、降水、土壤水分与径流的响应关系.结果表明:5—9月为研究流域的水文过程活跃期,该时段的径流量占全年总径流量的85%;径流过程中存在春汛和夏汛,夏汛洪峰值明显高于春汛.径流过程中不同时段具有不同的影响主导因子,春汛期主要是65 cm以上的土壤温度和水分起主导作用;夏季枯水期40 cm以上土壤水分与径流是负相关,深层地温和土壤水分起主导作用;夏汛期气温、降水起主导作用;秋季枯水期的影响因子依次为土壤温度、水分及气温.多年冻土区降水大部分冻结在土壤中或者用来补充土壤水分的亏缺,不能直接产流,只有在春汛和夏汛期间与径流保持一定的相关关系.