喜马拉雅水塔为亚洲提供了重要的水资源.多年冻土退化会对喜马拉雅河川径流产生重要影响.然而,该影响的严重程度仍然难以量化.本研究以喜马拉雅北麓最大的河流——雅鲁藏布江(YZR,简称“雅江”)流域为研究区,建立了耦合冻土活动层加深和地下冰融化的地表-地下耦合水文模型.研究结果表明,在2001～2022年间,雅江流域多年冻土退化导致地表直接径流以0.65km3/a的速率减少,而基流则以0.35km3/a的速率增加,地下冰融化对雅江年径流的贡献约为0.25%.“填充-溢出”机制可解释在全球不同多年冻土地区所观察到的基流随冻土退化而增减不一的矛盾.基流对河流溶解性有机碳(DOC, Dissolved Organic Carbon)浓度的稀释可导致河流DOC的延滞效应.本研究不仅为喜马拉雅地区的水资源管理奠定了坚实的科学基础,也为全球多年冻土地区河流流量和养分通量的变化机理提供了新的见解.

本文主要探讨了土壤物理性质对植物生长和土壤生物活动的影响，尤其关注了冻土的水文学特征。研究地点集中在东北的大小兴安岭地区，这片区域以多年冻土活动层为主要研究对象。概述了冻土产生的条件，并根据地貌和海拔特征将研究区的冻土划分为不同分区。冻土的水文学特性是研究的重点，涉及到冻融过程对径流水文的影响。此外，本文还指出了当前研究的不足之处，并对未来的研究方向提出了展望。不仅深入分析了土壤物理性质与冻土水文学之间的关联，还强调了合理管理土壤物理性质对植物生长和土壤生物活动的重要性，同时也为未来的冻土研究提供了有价值的参考和指导。

近几十年随着全球气候变暖及人类活动的增强，冻土退化趋势显著，这一过程改变了寒区的水文地质条件，从而引起一系列的生态环境变化。热融湖塘是冻土退化的产物，其形成与发展又会引起冻土环境的改变，进而对全球气候变化产生影响。因此，针对多年冻土退化过程中日趋严重的热喀斯特现象，以及由此而产生的冻土融穿、地下水位改变、热融湖塘扩张等问题，对目前多年冻土区热融湖塘的水文变化研究现状进行分析整理。本文主要从以下五个方面展开了论述：（1）热融湖塘演化过程及主要影响因素分析；（2）热融湖塘水文过程时空变化规律及影响因素分析；（3）热融湖塘水量平衡过程研究及影响因素；（4）热融湖塘变化对区域水质的影响；（5）热融湖塘对碳循环的影响。最后，提出在后期研究中应基于同位素技术，充分考虑湖塘周边环境，并结合气候变化、多年冻土退化状况进行多因素分析，以期能为深入开展研究冻土退化背景下冻土水文过程、区域水资源演变以及对生态环境的影响提供参考依据。

冻土的低渗透性改变了地表水下渗,导致寒区流域产汇流过程发生改变;其季节冻融及引起的活动层深度变化,改变了土壤含水量从而调蓄流域储水量。过去数十年,气候变暖引起冻土退化重塑了寒区水文地质环境、改变了地下水热状况;而多年冻土退化的后果是其所含有的固态冰向液态地下水转化,进而改变多年冻土地下水的时空模态、生态环境和工程设施基础,影响多年冻土的碳汇功能,以及释放封存于其内的温室气体并进一步加速气候变化。尽管水化学和数值模拟技术的发展提升了人们对于冻土地下水补径排和循环机理的理解,但冻土区恶劣的环境和直接监测地下水的困难,仍然使冻土地下水研究存在巨大挑战。本文通过梳理多年冻土地下水相关文献,刻画了多年冻土地下水的时空模态,探讨了冻土与地下水的相互作用,认为在未来的研究中,水化学方法应更加侧重于冻土地下水动态,数值模拟应更加侧重于地下水热过程。另外,还整合了气候变化背景下多年冻土地下水变化的相关研究成果,描述了从补给区-排泄区、冻土融化起始-长期退化至消失过程中地下水的赋存、补径排变化以及这些变化所带来的影响。最后,尝试性探讨了冻土地下水研究未来可能的发展,以期为多年冻土地下水水文、水资源和生态环...

冻土水文要素变化及关键参数的确定是黄河源区水文过程分析和模型模拟研究的核心内容之一。为进一步认识冻土冻融影响下黄河源区冻土水文关键要素变化及特征，论文选取玛曲季节冻土观测站和康穷多年冻土观测站进行对比分析，结合降水、蒸散发、冻土土壤水分的野外观测，采用HYDRUS-1D模型冻融模块进行模拟分析。结果表明：(1)冻土冻融过程会改变土壤水力参数，季节冻土饱和含水率θs冷季大于暖季，残余含水率θr冷季小于暖季；多年冻土饱和含水率θs冷季大于暖季，残余含水率θr仅深层冷季小于暖季。(2)季节冻土与多年冻土在年内冻结期间土壤含水量呈“U”形变化；在冻结稳定时期季节冻土储水量减少比多年冻土快。(3)冻结稳定时期季节冻土与多年冻土底部渗漏通量都不断减少，而多年冻土由于底部冻土层的存在，底部渗漏通量减少到0后保持不变。(4)季节冻土与多年冻土在地下20 cm处存在冻结锋面，冻结开始期间土壤水双向流向冻结锋面，融化开始期间土壤水由冻结锋面双向流出。研究对于深化黄河源区冻土水文过程的认识，优化水资源管理具有重要的理论和实际价值。

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...

作为长江、黄河、澜沧江的发源地，三江源区是我国重要的水源涵养区和生态屏障。在气候变化背景下，三江源区广泛分布的冻土显著退化，对植被变化与生态环境产生深远影响，但近20年植被变化特征及其对气候与冻土变化的响应尚不明晰。基于2001—2020年间三江源区植被、气象与土壤冻融数据集，分析了过去20年间三江源区植被物候变化特征及其对气候因子与土壤冻融要素变化的响应。结果表明：三江源区归一化植被指数（NDVI）整体呈东南高、西北低的空间格局，2001—2020年间三江源区植被整体呈变绿趋势，生长季NDVI以每10年0.017的速率显著增加；植被物候显著变化，生长季延长[6.3 d·（10a）-1]，主要由生长季开始日期（SOS）提前[4.9 d·（10a）-1]贡献。基于统计分析结果，气温和降水是生长季NDVI最重要的主导因素，植被对降水的敏感性在气温相对较高、降水相对较少的暖干区域更强；生长季开始前的降水是SOS最重要的主导因素。土壤冻融变化对植被生长的影响具有空间异质性，在暖干区域，土壤融化时段延长对植被生长起到抑制作用。总体来看，三江源季节冻土区...

季节性冻土区占据中国超过一半的国土面积，冻融作用会显著改变土壤性质与包气带水、热传输过程，并且由于温度与气态水对土壤水分运移影响显著，开展水汽热耦合研究对于探究季节性冻土区土壤水循环过程十分关键。该研究综述了包气带水汽热耦合运移理论的提出与发展历程，阐明了季节性冻融作用对水汽热耦合运移研究中水力参数及水分相态转化过程的影响，探讨了水汽热耦合模型适用性，总结了温度梯度驱动下气态水运移规律及其重要性，并对该领域尚需加强研究的方向提出建议：1）聚焦“土壤-植被-大气”系统水循环过程，构建适用于季节性冻土区的包气带水汽热-植被耦合模型，探究土壤水资源生态效应，为植被恢复与生态系统稳定提供理论指导；2）在寒旱区工程建设中考虑气态水的影响，明确覆盖层下水汽运移机理，对建设过程中由水汽运移引起的工程病害提出具体防治措施。通过本研究梳理归纳以期为深化包气带水汽热耦合运移理论以及解决季节性冻土区相关实际问题提供科学依据与参考。

为分析松花江流域水资源的演变规律，基于寒区水-热-氮素循环模型（the water and energy transfer processes and nitrogen cycle processes model in cold regions,WEP-N）和水资源评价方法，对径流发生突变的1998年前后（即1999—2018年和1956—1998年）进行比较，松花江流域年水资源总量减少217.0亿m3，减幅达到22.2%。其中，地表水资源量减少是水资源总量减少的主要组分，占水资源总量减少的比例为96.9%，不重复地下水资源减少量占3.1%。基于多因子归因分析方法分析可知，气候变化是松花江流域水资源减少的主要因素，对松花江流域全年水资源总量、地表水资源量、不重复地下水资源量减少的贡献率分别为81.6%、74.9%、286.6%，取用水的贡献率分别为18.4%、25.1%、-86.6%。从年内不同时期分析可知，非冻融期是全年水资源量减少的主要时期，占全年水资源总量减少的82.6%，冻融期占17.4%。和北方的海河流域、黄河流域相比，水资源减少幅度和主要影响因素各不相同，主要取决于气候变化...

冻土水文地质学主要研究冻土区水分要素的时空分布和运动规律及其与冻土间的相互作用。在微观上，冻结温度、未冻水含量以及孔隙水压力等冻土层独有的水热参数决定了冻土的结构和物理力学性质，同时影响了冻土层的冻融过程。而宏观上，冻土层的存在改变了常规的地表径流和水系模式，地下水的循环系统也由于冻土层的季节性冻融发生了根本变化，形成了冻土区独特的水文地质条件。从微观和宏观两种角度系统归纳与总结国内外冻土水文地质学研究进展，并分析包括地球物理技术、水化学、冻土水文模型在内的技术方法，同时对高寒区特有的地下水溢流冰、融雪入渗和冻土保墒现象的研究成果进行总结与分析。冻土水文的发展趋势应在积累研究数据和技术方法的基础上进一步探索产汇流过程机理，并建立更完善的冻土水文物理模型，定量分析冻土与水资源之间的相互作用。