高寒地区是世界众多大型河流的源区，了解区内河水与地下水的相互作用对流域水资源科学管理具有重要意义。因广泛发育多年冻土，高寒地区河床底部局部融区的形成和动态变化控制着河水与地下水的转换，导致两者间水力关系的复杂性和特殊性。受观测条件限制，目前高寒地区河水与地下水相互作用的研究极少，少量已有研究也多采用同位素和水化学示踪方法，成本高且精度低。采用观测成本更低但精度与密度更高的温度信号作为示踪剂，以量化河水和地下水之间的交换；利用垂向一维瞬态热运移解析模型，定量计算不同深度处河水与地下水的交换流速；利用分布式测温光纤系统的观测结果，分析河水与地下水相互作用的时空动态变化特征。研究结果表明：高寒地区河水与地下水的交换存在强烈的时空差异，季节与气候的转换对河水与地下水的交换量起着控制作用，甚至能够改变河水与地下水的交换方向，河水与地下水的交换量随着冻土活动层加深而增加。温度示踪方法适用于高寒冻土区河水与地下水相互作用研究，2种温度示踪方法的联合使用可有效提高研究精度与准确性，为缺乏基础水文地质数据的高寒地区提供一种可行的研究思路。

高寒地区是世界众多大型河流的源区，了解区内河水与地下水的相互作用对流域水资源科学管理具有重要意义。因广泛发育多年冻土，高寒地区河床底部局部融区的形成和动态变化控制着河水与地下水的转换，导致两者间水力关系的复杂性和特殊性。受观测条件限制，目前高寒地区河水与地下水相互作用的研究极少，少量已有研究也多采用同位素和水化学示踪方法，成本高且精度低。采用观测成本更低但精度与密度更高的温度信号作为示踪剂，以量化河水和地下水之间的交换；利用垂向一维瞬态热运移解析模型，定量计算不同深度处河水与地下水的交换流速；利用分布式测温光纤系统的观测结果，分析河水与地下水相互作用的时空动态变化特征。研究结果表明：高寒地区河水与地下水的交换存在强烈的时空差异，季节与气候的转换对河水与地下水的交换量起着控制作用，甚至能够改变河水与地下水的交换方向，河水与地下水的交换量随着冻土活动层加深而增加。温度示踪方法适用于高寒冻土区河水与地下水相互作用研究，2种温度示踪方法的联合使用可有效提高研究精度与准确性，为缺乏基础水文地质数据的高寒地区提供一种可行的研究思路。

为研究黑河上游水源涵养区生态环境问题，以祁连山黑河源区央隆草原为例，采用遥感解译与路线验证相结合的遥感调查手段，查明了祁连山黑河源区央隆草原一带的冻融地质作用类型、分布特征以及由其产生的生态环境问题。结论如下：(1)研究区内冻融地质作用类型由山顶至山前平原依次为寒冻风化碎石流带、冻融滑移带、冻胀-融陷带，呈现明显的山地垂直分带特征，各分带内发育不同的冻融灾害类型。(2)在冻融地质作用的持续影响下，研究区生态环境问题较为突出，出现了高寒草甸破坏、冻土沼泽面积减少、土壤退化、岩漠化和荒漠化加剧、冻融灾害频发及生态功能性弱化等一系列问题。

为研究黑河上游水源涵养区生态环境问题，以祁连山黑河源区央隆草原为例，采用遥感解译与路线验证相结合的遥感调查手段，查明了祁连山黑河源区央隆草原一带的冻融地质作用类型、分布特征以及由其产生的生态环境问题。结论如下：(1)研究区内冻融地质作用类型由山顶至山前平原依次为寒冻风化碎石流带、冻融滑移带、冻胀-融陷带，呈现明显的山地垂直分带特征，各分带内发育不同的冻融灾害类型。(2)在冻融地质作用的持续影响下，研究区生态环境问题较为突出，出现了高寒草甸破坏、冻土沼泽面积减少、土壤退化、岩漠化和荒漠化加剧、冻融灾害频发及生态功能性弱化等一系列问题。

高寒山区土壤碳是全球冻土碳库的重要组成部分，以溶解相从陆地侧向输出到河流是该地区土壤碳输出的重要途径，而以往研究主要集中在多年冻土区，对季节冻土区关注较少.为探讨季节冻土区河流溶解性碳的输出规律、影响因素及其作用机制，以位于青藏高原祁连山北麓黑河上游的季节冻土山区——红泥沟小流域为研究区，通过对河水中溶解性有机碳（DOC）和溶解性无机碳（DIC）浓度与通量的连续观测，结合河水中稳定同位素丰度及流域内气象、水文、地温等观测数据，发现在冻土消融前期（春末），流域出口河水中DOC和DIC浓度较高但通量较低；在冻土消融后期（夏季），河水中DOC和DIC浓度较低但通量较高；河水中DOC和DIC浓度在消融后期总体呈下降趋势，但低流量期的浓度比高流量期略有上升.研究表明：对以红泥沟小流域为代表的季节冻土山区，消融前期溶解性碳输出的主控因素仍是冻土特征及动态，但在消融后期则变为水文输入特征主控，以细粒残坡积物为主的薄层含水层和广泛发育的冻融扰动地貌也对其有重要影响，导致河流中DOC浓度高于青藏高原其他地区的报道值.

高寒山区土壤碳是全球冻土碳库的重要组成部分，以溶解相从陆地侧向输出到河流是该地区土壤碳输出的重要途径，而以往研究主要集中在多年冻土区，对季节冻土区关注较少.为探讨季节冻土区河流溶解性碳的输出规律、影响因素及其作用机制，以位于青藏高原祁连山北麓黑河上游的季节冻土山区——红泥沟小流域为研究区，通过对河水中溶解性有机碳（DOC）和溶解性无机碳（DIC）浓度与通量的连续观测，结合河水中稳定同位素丰度及流域内气象、水文、地温等观测数据，发现在冻土消融前期（春末），流域出口河水中DOC和DIC浓度较高但通量较低；在冻土消融后期（夏季），河水中DOC和DIC浓度较低但通量较高；河水中DOC和DIC浓度在消融后期总体呈下降趋势，但低流量期的浓度比高流量期略有上升.研究表明：对以红泥沟小流域为代表的季节冻土山区，消融前期溶解性碳输出的主控因素仍是冻土特征及动态，但在消融后期则变为水文输入特征主控，以细粒残坡积物为主的薄层含水层和广泛发育的冻融扰动地貌也对其有重要影响，导致河流中DOC浓度高于青藏高原其他地区的报道值.

基于黑河流域径流、气象和土地利用类型等资料，采用弹性系数等方法研究了黑河径流变化特征及影响因素。结果表明：（1）1990年后黑河流域径流量增加趋势明显加速，并且在黑河干流表现最为明显，1957—1990年莺落峡站径流量增加速率为0.75×10～8m3·（10a）-1，而1991—2020年其增加速率为2.60×10～8m3·（10a）-1，后者是前者的3.47倍，并且黑河全流域1990年后径流量增加主要发生在夏季和秋季，较1990年前分别增加了7.07%和26.58%。（2）径流对气候变化的响应在夏季最为敏感，并且降水是导致径流增多的主要气候因素，夏季降水量增多1.000%，同期径流量平均增多0.741%（P<0.01）。（3）2020年较1980年黑河流域耕地和建设用地面积相对增幅分别为24.20%和71.43%；草地和未利用土地面积相对降幅分别为1.30%和5.28%。径流量与林地面积、建设用地面积呈正相关，而径流量与草地面积呈负相关。研究结果可以为黑河流域水资源的科学管理、优化配置和后续...

基于黑河流域径流、气象和土地利用类型等资料，采用弹性系数等方法研究了黑河径流变化特征及影响因素。结果表明：（1）1990年后黑河流域径流量增加趋势明显加速，并且在黑河干流表现最为明显，1957—1990年莺落峡站径流量增加速率为0.75×10～8m3·（10a）-1，而1991—2020年其增加速率为2.60×10～8m3·（10a）-1，后者是前者的3.47倍，并且黑河全流域1990年后径流量增加主要发生在夏季和秋季，较1990年前分别增加了7.07%和26.58%。（2）径流对气候变化的响应在夏季最为敏感，并且降水是导致径流增多的主要气候因素，夏季降水量增多1.000%，同期径流量平均增多0.741%（P<0.01）。（3）2020年较1980年黑河流域耕地和建设用地面积相对增幅分别为24.20%和71.43%；草地和未利用土地面积相对降幅分别为1.30%和5.28%。径流量与林地面积、建设用地面积呈正相关，而径流量与草地面积呈负相关。研究结果可以为黑河流域水资源的科学管理、优化配置和后续...

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。