全球气候变暖背景下，活动层厚度的加深是多年冻土退化最主要表现特征之一，但其变化存在强烈的空间异质性，尤其是在复杂山地环境显得更为突出。以祁连山黑河流域俄博岭为研究区，采用钎探的方法，在样方尺度上探究冻胀草丘和热融洼地两种微地貌下伏活动层融化深度的差异性。结果表明：6—10月，冻胀草丘和热融洼地活动层融化深度的变化范围分别为（44.48±4.97）～(118.38±20.94)cm和（29.22±7.42）～(93.40±15.45)cm，且冻胀草丘活动层融化深度加深的速度快于热融洼地。样方尺度上，两种微地貌下伏活动层最大融化深度差异比较明显，冻胀草丘处的活动层融化深度是热融洼地的2倍之多，这主要由不同微地貌之间土壤含水量的差异而导致的。另外，借助一维热传导模型模拟了两种微地貌下的活动层热状态，结果表明土壤水分差异性致使热融洼地的融化深度较冻胀草丘浅。山地环境条件下，不同微地貌之间活动层融化深度差异性研究有助于为未来开展高精度活动层融化深度制图提供可靠的技术支撑。

全球气候变暖背景下，活动层厚度的加深是多年冻土退化最主要表现特征之一，但其变化存在强烈的空间异质性，尤其是在复杂山地环境显得更为突出。以祁连山黑河流域俄博岭为研究区，采用钎探的方法，在样方尺度上探究冻胀草丘和热融洼地两种微地貌下伏活动层融化深度的差异性。结果表明：6—10月，冻胀草丘和热融洼地活动层融化深度的变化范围分别为（44.48±4.97）～(118.38±20.94)cm和（29.22±7.42）～(93.40±15.45)cm，且冻胀草丘活动层融化深度加深的速度快于热融洼地。样方尺度上，两种微地貌下伏活动层最大融化深度差异比较明显，冻胀草丘处的活动层融化深度是热融洼地的2倍之多，这主要由不同微地貌之间土壤含水量的差异而导致的。另外，借助一维热传导模型模拟了两种微地貌下的活动层热状态，结果表明土壤水分差异性致使热融洼地的融化深度较冻胀草丘浅。山地环境条件下，不同微地貌之间活动层融化深度差异性研究有助于为未来开展高精度活动层融化深度制图提供可靠的技术支撑。

中国科学院黑河遥感试验研究站(以下简称"黑河遥感站")立足寒旱区内陆河流域,通过星空地一体化的综合观测手段,精细化地观测黑河流域的水文气象要素,在科学上为寒旱区定量遥感、尺度转换、模型集成等方面的研究作出突出贡献,在服务国家需求上为流域可持续发展、生态环境保护、国家公园建设等提供科技支撑。黑河遥感站构建了我国第一个多要素-多尺度-精细化流域综合观测系统,积累了大量的长期观测数据,为流域综合观测提供了示范;开展了深入的寒旱区定量遥感研究,形成了一系列寒旱区关键特色遥感数据产品,且得到了广泛应用;构建了异质性地表遥感产品真实性检验的理论框架和方法体系,并形成了相关国家标准;在黑河流域生态-水文-社会经济模型,以及流域可持续发展决策支持系统的发展中起到关键支撑作用。总体上,黑河遥感站实现了从传统单站观测向流域综合观测系统的转型,实践和推进了观测-模型-决策一体化研究,是新时代山水林田湖草系统综合监测的典型,也是以流域为单元开展地球表层系统科学研究的示范。

中国科学院黑河遥感试验研究站(以下简称"黑河遥感站")立足寒旱区内陆河流域,通过星空地一体化的综合观测手段,精细化地观测黑河流域的水文气象要素,在科学上为寒旱区定量遥感、尺度转换、模型集成等方面的研究作出突出贡献,在服务国家需求上为流域可持续发展、生态环境保护、国家公园建设等提供科技支撑。黑河遥感站构建了我国第一个多要素-多尺度-精细化流域综合观测系统,积累了大量的长期观测数据,为流域综合观测提供了示范;开展了深入的寒旱区定量遥感研究,形成了一系列寒旱区关键特色遥感数据产品,且得到了广泛应用;构建了异质性地表遥感产品真实性检验的理论框架和方法体系,并形成了相关国家标准;在黑河流域生态-水文-社会经济模型,以及流域可持续发展决策支持系统的发展中起到关键支撑作用。总体上,黑河遥感站实现了从传统单站观测向流域综合观测系统的转型,实践和推进了观测-模型-决策一体化研究,是新时代山水林田湖草系统综合监测的典型,也是以流域为单元开展地球表层系统科学研究的示范。

冰川反照率作为影响辐射收支最为敏感的要素,其波动变化将直接影响冰川能量—物质平衡的变化。利用遥感手段研究冰川反照率特征和时空分布规律,对于估算冰川消融乃至下游河川径流具有重要参考依据。本文以MOD10A1逐日反照率产品和Landsat TM/ETM+影像反照率反演结果为主要数据源,用实测数据进行Landsat TM/ETM+反演反照率和MOD10A1产品反照率的误差分析;进而分析黑河流域典型冰川2000—2018年MOD10A1产品反照率的时空变化特征。结果表明,MOD10A1与自动气象站测得的实测反照率差异较大,但两者随时间的变化趋势一致;MOD10A1与Landsat TM/ETM+反演结果差异较小,在黑河流域冰川反照率的研究中具有较好的适用性。在年际尺度上,4条冰川反照率均呈现微弱的下降趋势,空间尺度上,八一冰川年平均反照率最高,羊龙河五号冰川次之,七一冰川次低,十一冰川最低;消融季冰川反照率羊龙河五号冰川最高,七一冰川次之,八一冰川次低,十一冰川最低。

冰川反照率作为影响辐射收支最为敏感的要素,其波动变化将直接影响冰川能量—物质平衡的变化。利用遥感手段研究冰川反照率特征和时空分布规律,对于估算冰川消融乃至下游河川径流具有重要参考依据。本文以MOD10A1逐日反照率产品和Landsat TM/ETM+影像反照率反演结果为主要数据源,用实测数据进行Landsat TM/ETM+反演反照率和MOD10A1产品反照率的误差分析;进而分析黑河流域典型冰川2000—2018年MOD10A1产品反照率的时空变化特征。结果表明,MOD10A1与自动气象站测得的实测反照率差异较大,但两者随时间的变化趋势一致;MOD10A1与Landsat TM/ETM+反演结果差异较小,在黑河流域冰川反照率的研究中具有较好的适用性。在年际尺度上,4条冰川反照率均呈现微弱的下降趋势,空间尺度上,八一冰川年平均反照率最高,羊龙河五号冰川次之,七一冰川次低,十一冰川最低;消融季冰川反照率羊龙河五号冰川最高,七一冰川次之,八一冰川次低,十一冰川最低。

季节冻土的时空变化对地—气水热交换、地表能量平衡、地表水文过程、生态系统及碳循环等有着非常重要的影响。利用黑河流域11个气象站40多年的气温数据和5 cm深度处的土壤温度数据,建立了月平均气温与土壤冻结天数之间的关系。同时应用月平均气温与冻结天数的相关关系和5 km网格化月平均气温及30 m分辨率的DEM数据,编制了黑河流域逐月季节冻土分布图,并按其空间分布特征,将逐月地表冻融状态划分为:完全冻结、不完全冻结和不冻结3种。系统研究了黑河流域2000—2009年逐月季节冻土分布及冻结概率的时空变化特征。在季节分配上,黑河流域完全冻结面积最大值出现在1月;不完全冻结面积最大值在11月;而不冻结面积最大值在6月和7月。在年际变化上,完全冻结状态的离差值在冷季变化大,暖季变化小;不完全冻结状态在一年的回暖期和降温初期,年际变化较大;不冻结状态分别在4月和10月变化较大。冻结概率在1月达到最大值,6月和7月降低到最小值。在空间分布上,黑河流域季节冻土的逐月分布与变化和冻结概率主要受海拔高度控制,纬度的影响次之。

高山多年冻土的分布及土壤季节冻融过程对地表水文过程、生态系统、碳循环及寒区工程建设等都有很大的影响.黑河上游地处祁连山中东部,属于高原亚寒带半干旱气候,研究黑河流域多年冻土分布对于系统理解该区域的生态-水文过程、气候与环境变化以及水资源评价、工程建设等非常重要.2011年6—8月对黑河干流源头西支开展了多年冻土调查,沿二尕公路(S204)在热水大坂垭口至石棉矿岔口之间区域,完成测温孔7眼,并布设测温管进行地温监测.根据勘察、钻探及测温资料,确定了黑河源头地区山地多年冻土下界为海拔3 650～3 700m之间.受高度地带性的控制,随着海拔的降低,活动层厚度由在海拔4 132m时的1.6m增加至在多年冻土下界处的约4.0m,多年冻土年平均地温也相应的由-1.7℃增加到0.0℃左右,而多年冻土厚度由100m以上减小到多年冻土下界处的0.0m.同时,坡度和坡向、岩性、含水(冰)量、地下水、河水等局地因素对多年冻土温度和厚度也有重要的作用.