作为北方寒区一种常见的自然现象,季节性冻融能够改变农田土壤环境,影响自然界的物质循环和能量迁移过程。综述了冻融作用对土壤理化性质的影响,阐述了农田冻融土壤水、热、盐耦合运移机制,分析了农田冻融土壤环境演变机理,并对生物炭对农田土壤的调控效果进行了总结。最后提出未来农田土壤冻融过程水土环境效应理论与实践研究的重点。

东北多年冻土属中高纬度多年冻土,对气候变化非常敏感。数据模型模拟表明,21世纪东北多年冻土区气温会持续上升,显著的变暖将导致多年冻土退化。东北多年冻土呈现自南向北的区域性退化趋势,多年冻土区南部表现为南界的北移、融区的扩大和多年冻土的消失,而北部表现为多年冻土下限的上移、活动层厚度增大及地温升高等。多年冻土的退化会导致寒区生态环境的恶化,如兴安落叶松占绝对优势的天然林带锐减,林带北移,沼泽湿地萎缩等。随着多年冻土的迅速退缩和变薄,原多年冻土中蕴藏的碳将释放出来,对气候变化产生积极的正反馈,加速变暖,并影响全球碳循环。多年冻土退化导致其热状态失稳而造成寒区基础设施损坏,并且影响冻土微生物、碳循环、寒区生态和水文等,而它们是区域气候变化的重要因子,也将成为未来多年冻土研究的重点。而这些研究都需要长期的基础数据作支撑,因此需要进一步完善冻土参数监测网络,用模型厘清气候变化与多年冻土退化及其环境效应之间的关系。

青藏高原作为地球陆地碳循环系统的重要组成部分,一直是科学家和环保工作者关注的热点,天然气水合物的发现是否会引发环境和地质灾害再次引起科学家甚至政府部门的重视。本文选用甲烷通量、近地表大气甲烷浓度、土壤甲烷浓度和甲烷稳定碳同位素为监测指标,以祁连山天然气水合物试采区为研究区,开展甲烷排放监测。结果表明:（1）祁连山高寒草原、高寒草甸区甲烷排放具有季节性变化和区域分布特点,最大排放值为19.2 mg/m2·h,最大吸收值为-108 mg/m2·h,表现出巨大的碳汇潜力,对青藏高原碳循环具有重要意义;（2）甲烷碳同位素显示冻土区活动层大量存在微生物,10～30 cm甲烷主要微生物成因,微生物活跃期在夏季,冬季则减弱,微生物的代谢影响着甲烷的氧化和产生,嗜甲烷菌的存在对甲烷的排放起很大的控制作用;（3）试采前后近地表大气甲烷含量没有出现"爆炸式"增长,这与研究区天然气水合物的赋存状态和储量及试采方式有关;（4）甲烷排放受多种因素的影响,应加强对土壤温度、土壤湿度和pH值等因素的进一步研究。

没有稳定的冻土环境,就难有冻土工程的稳定。文章通过对中俄原油管道工程沿线冻土环境特征的分析,论述了工程建设存在的主要冻土环境问题,针对冻土环境保护的关键技术展开技术研究,为拟建中俄原油管道工程冻土环境保护设计原则的确定提供了理论依据。