青藏高原多年冻土区冻融侵蚀（蠕变和泥流）过程和机理研究

As an important ecological element in the permafrost plateau region, soil environment is most sensitive factor to environmental change. Base on field survey and laboratory analysis, a typical soil freezing-thawing erosion region, located in the Yangtze River source, will be selected to study soil freezing-thawing erosion mechanism and characteristic. By analyzing soil inner structure and feature in the freezing-thawing erosion processes (including creepage and solifluction), spatial variability of soil properties will be illustrated. To confirm the main forcing factor on soil freezing-thawing erosion, we will survey the impact of soil temperature, soil moisture, vegetation, slope and meteorological condition on soil freezing-thawing erosion. Comparing the impact factors of creepage and solifluction movement, field survey and laboratory analysis, we will proclaim soil freezing-thawing erosion mechanism and intensity and then put forward new research method and technology. Also, Our research will provide scientific theory for soil environmental protection and construction of the Yangtze River source.

青藏高原多年冻土区土壤环境既是生态系统重要的生境，又是环境变化最敏感的因子之一，选择长江源多年冻土区冻融侵蚀比较发育的区域，采用野外定点观测试验和实验室分析等研究方法，对长江源多年冻土区土壤冻融侵蚀（蠕变和泥流）的特征和发生机制进行研究。分析冻融侵蚀（蠕变和泥流）土体内部结构和强度变化，揭示在冻融过程中，典型冻融侵蚀（蠕变和泥流）土体的空间变异性。通过对土体温度、水分、植被和坡度、有关气温等要素的分析，揭示冻融侵蚀（蠕变和泥流）的主要驱动因素。通过对比分析蠕变和泥流运动影响要素和运动特征，揭示冻融侵蚀发生的机理，同时经过观测和模拟分析，对冻融侵蚀强度进行评价，提出青藏高原冻土区土壤坡面冻融侵蚀的研究方法和技术。为长江源区的土壤环境保护和建设提供科学理论依据。

本研究项目在青藏高原多年冻土区的五道梁盆地选择典型的研究区域和样地，通过野外实际连续观测和实验，结合在实验室的相关指标的分析和测定，对多年冻土区冻融侵蚀进行的研究。本项目的研究结果显示，在多年冻土区广泛发育的冻融侵蚀过程与青藏高原热融湖塘形成有明显的关联。在多年冻土区活动层土壤在冻融侵蚀作用下，表层土壤出现冻融变形和沉降，逐渐出现集水和植被蠕变滑塌。冻融侵蚀对多年冻土活动层土壤环境和植被产生严重影响，冻融侵蚀导致活动层表层土壤（0-10cm）的养分严重流失，脆弱的高寒植被退化，高寒土壤植被根系层不稳定，植被根系的水分和能量不断改变。同时冻融侵蚀还改变了活动层土壤的水热平衡，活动层土壤在受到冻融侵蚀以后，土壤水文过程改变，土壤的入渗和水分迁移过程改变，这些改变加速了土壤的退化，影响冻土活动层土壤的持水能力和土壤的导热能力，进而直接影响到了深层永久性冻土的水量和能量的平衡。通过在实验室分析在冻融侵蚀影响下土壤力学性能，发现活动层受冻融侵蚀影响以后土壤的力学性能出现了明显的改变，土层的结构疏松且抗剪应力降低，导致在多年冻土区的坡地易于发生滑坡和泥石流，这严重影响了青藏高原多年冻土区的各类工程的稳定和安全。本项目采用放射性元素（137Cs）示踪技术确定了从1986-2000年在高寒草甸区的土壤侵蚀为962.5亿t，高寒草原区土壤侵蚀量为1112.78 亿t.. 通过本项目为进一步研究青藏高原多年冻土区冻融过程变化及其对高寒生态环境变化和人类生产生活的影响提供基础资料和科学技术支持，并且对进一步研究多年冻土环境变化和气候变化之间的相互关系提供科学依据。