多年凍土調查和監測為青藏高原地球科學研究、環境保護和工程建設提供科學支撐

趙 林 吳通華 謝昌衛 李 韌 吳曉東 姚濟敏 岳廣陽 肖 瑤

中國科學院西北生態環境與資源研究院 青藏高原冰凍圈觀測研究站 格爾木 816000

多年凍土調查和監測為青藏高原地球科學研究、環境保護和工程建設提供科學支撐

趙 林 吳通華 謝昌衛 李 韌 吳曉東 姚濟敏 岳廣陽 肖 瑤

中國科學院西北生態環境與資源研究院 青藏高原冰凍圈觀測研究站 格爾木 816000

CAS Field Station

隨著我國西部大開發戰略的實施和氣候變暖對青藏高原影響的日益顯著，多年凍土變化對生態、水文、氣候和工程建設的影響日漸突出，多年凍土的長期定位監測和大范圍野外調查已經成為冰凍圈、生態、水文、氣候和寒區工程建設等方面深化研究和解決重大科學和工程問題的重大需求。中科院青藏高原冰凍圈觀測研究站（簡稱“高原冰凍圈站”）自建站以來對青藏高原多年凍土進行了長期連續的監測和大范圍的野外調查，開展了多年凍土水熱狀況的變化機理、模型模擬和生態效應綜合研究。特別是近年來在科技部、國家自然科學基金委和中科院等重大項目支持下，高原冰凍圈站積極開展國內外科研合作，規范了多年凍土野外考察和定位監測的方法，建成了在國際上處于領先地位的多年凍土綜合監測網絡；系統地開展了高原多年凍土分布、溫度、厚度和地下冰空間分異規律的定量研究，基于多源數據和多模式比對，發布了空間分辨率為 1 km 的高原多年凍土溫度、厚度和地下冰的空間格網數據。基于長期監測數據，構建和改進了適合于青藏高原多年凍土的一維熱傳導模式和陸面過程模式，定量評價了過去 30 年來高原尺度多年凍土的變化及物理機制。這些科研成果不僅為青藏鐵路建設、三江源國家公園生態保護、區域氣候模擬等問題的解決提供了強有力的基礎數據支撐，同時也面向國家需求和國家重大項目研究，推動決策咨詢服務。有關青藏高原多年凍土區植被、生態和土壤有機碳氮空間分布的研究成果，填補了該領域的國際空白，為未來地球國際科學研究計劃和地球系統模式發展提供了最為基礎的本底數據支撐。

青藏高原，多年凍土，調查，監測，地下冰，碳循環

經過 2 億多年間數次構造運動的作用，青藏高原從平均海拔低于海平面的“特提斯海”逐漸隆升，成為全球中低緯度地區海拔最高的高原，氣候也由溫暖濕潤逐漸轉變為整體嚴寒干旱，多年凍土也隨著海拔的升高和氣候的變冷而逐漸形成。人類現有的認識水平還沒能確切地給出青藏高原的多年凍土到底是在什么時候和什么地點開始發育，但距今 2 萬多年前的末次冰盛期時，高原的 85% 地表下發育著多年凍土，多年凍土面積至少可達 220 萬平方公里[1]。之后，隨著氣候波動轉暖，到全新世最適宜期時，高原多年凍土的分布面積退縮到最小范圍。總體而言，自晚更新世以來，青藏高原多年凍土呈現總體萎縮狀態。現有多年凍土的發育是以高原主體為主，呈現大片連續狀分布，向周邊山體逐漸轉變為輻射狀不連續的“鑲邊”模式。高原主體的大片連續多年凍土的東部從阿尼瑪卿山脈開始，一直向西延伸到喜馬拉雅山脈西部和喀喇昆侖山脈西坡；南部從唐古拉山脈南坡開始，向北到昆侖山北坡結束。而“鑲邊”的多年凍土以“帽狀”覆蓋于高原周邊的高山頂部，主要發育于北部的祁連山脈，東部的阿尼瑪卿山脈和橫斷山脈，南部和西部的念青唐古拉、岡底斯和喜馬拉雅山脈，平面上呈現不連續和島狀的環帶狀圍繞在高原主體周邊。

青藏高原以其海拔高、面積大而被稱為世界“第三極”，通過其熱力和機械強迫作用，對區域氣候和全球環境產生重大影響，是我國氣候變化的“敏感區”和“啟動區”，以及全球變化的“驅動機”和“放大器”。目前，青藏高原多年凍土面積達 106 萬平方公里[2]，是全球中低緯度地區海拔最高、面積最大的多年凍土分布區，在世界凍土分布中占有重要的位置[1]。過去 50 余年來，青藏高原變暖的趨勢明顯，升溫趨勢可能還會繼續。青藏高原多年凍土出現溫度升高、活動層厚度增厚、范圍萎縮，厚度減薄的趨勢[3]。這些變化無疑會對多年凍土區地下冰和有機碳的形成、存儲環境，對多年凍土區地表的水、土、氣、生等要素間的相互作用關系產生影響，進而影響到區域水文、生態乃至全球氣候系統。同時，這些變化也會影響到人類工程活動及區域可持續發展。中科院青藏高原冰凍圈觀測研究站（簡稱“高原冰凍圈站”）的建立主要是著眼于對多年凍土的獨特特征、過程、變化及其影響的長期監測和研究，為青藏高原的地球科學研究和生產實踐積累基礎數據資料和提供理論支撐。建站 30 年來，構建了迄今為止世界上最完善的多年凍土監測網絡，取得了大量寶貴的監測和第一手調查資料，開展了多年凍土及與多年凍土相關的地球系統科學研究。

1 構建了青藏高原多年凍土監測網絡，為高原地球系統研究、生態環境保護和重大工程建設奠定了堅實的數據基礎

受高寒、缺氧、交通不便等諸多因素的影響，青藏高原成為全球地球科學類數據最為貧乏的地區之一，而平均海拔高度 4 500 米以上的多年凍土區的數據稀缺程度尤甚，突出表現為各類地球系統模式所需要高精度的強迫和驗證數據的短缺，這極大地限制了有關青藏高原地球系統科學的研究水平。

從1987 年建站到 1997 年的 10 年間，高原冰凍圈站主要通過橫向生產性項目的支持，在解決當地交通部門和部隊建設的生產實踐問題的同時，艱難地維護了沿青藏公路西大灘至五道梁段建立的 4 個淺層多年凍土溫度監測孔（最大監測深度 30 米）和一個人工觀測的邊界層梯度氣象塔[4]，首次取得青藏高原腹面連續的多年凍土地溫資料。

1990 年到 21 世紀初，通過國際合作項目外方經費的支持，高原冰凍圈站完成了對青藏公路沿線 5 個活動層水熱監測場和 3 個自動梯度氣象站的建設，形成了最初集氣象、活動層水熱和多年凍土溫度為一體的多年凍土監測系統，由此所獲得的觀測資料不僅為青藏公路的維護和正常使用提供了科學支撐，也成為后來青藏鐵路建設多年凍土路基穩定性劃分、基礎設計和施工的主要依據；同時也基本滿足了陸面過程模式單點模擬數據要求，促進了高原多年凍土區地表能水過程的模擬。

2009 年開始，重點依托科技部基礎性工作專項“青藏高原多年凍土本底調查”項目，同時集成中科院和國家自然科學基金委各類科研和建設經費的支持，在完成編纂野外調查、定位監測方法和規范[5]的同時，先后建立了西至喀喇昆侖山，東至阿尼瑪卿山，北自祁連山和阿爾金山北坡，南至岡底斯山南坡范圍內，基本覆蓋青藏高原主體的多年凍土監測網絡；更新和完善了 20 世紀 80—90 年代在新疆烏魯木齊河源和甘肅榆中縣馬銜山建立的多年凍土監測系統。觀測區跨越甘肅、青海、西藏和新疆 4 省份，平均海拔高度 4 500 米以上，觀測場點達 130 多個（圖 1），包括 10 個 3—4 層梯度綜合氣象站、5 套渦動相關觀測系統、20 個活動層水熱觀測點和 100 個多年凍土溫度觀測鉆孔。除多年凍土溫度觀測孔沒能完全實現全自動觀測之外，其他觀測均實現了全自動記錄。觀測內容包括氣象要素、地表能水平衡過程、活動層水熱特征、多年凍土地溫、多年凍土區溫室氣體排放、土壤碳氮循環過程以及與地表生態、水文環境相關的其他要素等，形成了天-地-空一體化的觀測體系。觀測站點大多位于之前無任何觀測資料的地區，彌補了高原各類監測站點稀少的不足，極大幅度地提高了觀測資料對青藏高原高海拔地區的覆蓋水平。

高原冰凍圈站的觀測站點先后成為國際環北極活動層監測網絡（CALM）、國際多年凍土地溫觀測網絡（GTN-P）和全球冰凍圈觀測網絡（GCW）的重要組成部分。高原冰凍圈站的觀測方法、規范和觀測場點被GCW 作為多年凍土觀測的標準向世界推薦。高原冰凍圈站的觀測資料一年一度在中國氣象局主編的《中國氣候變化公報》以及由美國和英國氣象主管部門主編的《全球氣候公報》（State of the Climate）上發布，為青藏高原氣候、水文和生態系統科學研究以及重大工程建設提供了數據支撐。

圖1 中科院青藏高原冰凍圈觀測研究站觀測站點分布圖

長期監測資料和典型區調查表明，青藏高原地區的多年凍土大部分屬于年平均地溫高于_1.0℃ 的高溫凍土，平均地溫低于_2.0℃ 的多年凍土僅分布在部分高山區[3,6]。相對于低溫凍土，高溫凍土以其升溫變化過程復雜，對區域環境和工程建設影響顯著而受到廣泛關注。高原冰凍圈站利用連續的高精度監測資料對活動層和多年凍土本身的水熱動態變化過程進行了深入分析，首次將活動層季節凍融循環過程區分為 4 個階段，并對不同階段的水熱耦合過程進行了全面闡述，深化了對凍融循環過程的理解[7]。大量的地溫監測結果表明，多年凍土內部熱物理參數、地溫在垂直方向的分布格局以及地表輸入的能量在不同深度的分配比率均發生著連續的變化。凍土的升溫將導致地溫年變化深度和土壤熱擴散率的減小，促進多年凍土的自上而下退化（活動層厚度增大）[6]。這些監測研究成果合理地解釋了青藏高原地區多年凍土活動層增厚明顯而地溫上升緩慢的原因。觀測數據和研究結果為青藏鐵路/公路等重大工程建設提供了強有力的科技支持。

2 完成了對青藏高原多年凍土的本底特征及其主要影響因子的系統調查，查明了青藏高原多年凍土及主要環境背景本底

占據青藏高原陸面面積一半以上的多年凍土，在高原的氣候、水文和生態系統中發揮著重要作用。長期以來，我國對于青藏高原多年凍土的研究和認識主要來源于青藏公路/鐵路沿線、青康公路共和至玉樹段，而高原其他地區的調查和研究基本上處于空白狀態，極大地限制了有關高原地球系統科學的集成研究，也是制約青藏高原生態屏障建設方案設計、自然資源可持續利用規劃和寒區工程建設規劃設計的主要因素之一。自2009 年開始，在科技部基礎性工作專項“青藏高原多年凍土本底調查”項目的資助下，高原冰凍圈站開始了連續 5 年的大規模多年凍土現狀調查工作，先后以青海興海縣溫泉地區、曲麻萊縣可可西里無人區、雜多縣，西藏改則縣、安多縣，以及新疆阿爾金地區、西昆侖甜水海地區等為典型區，通過雷達、電磁、鉆探、土壤剖面和植被樣方乃至無人機航拍等手段，對這些地區的多年凍土分布邊界、厚度以及地下冰、活動層厚度、土壤、植被、氣候、地質地貌和多年凍土溫度等方面開展了綜合調查。形成了以 7 個典型調查區為主、2 橫 3 縱調查線路為輔（圖 2），基本覆蓋青藏高原腹地不同氣候、地質和地貌區域的多年凍土調查網絡，首次在高原腹地無人區獲取了大量實地調查資料；在此基礎上，綜合利用多源遙感數據反演和多模式模擬比對的方法，編制了空間分辨率為 1 km 的典型調查區和高原尺度的多年凍土區土壤、植被圖[8-11]，極大深化了對青藏高原腹地土壤、植被等本底資源信息的認識水平。

基于野外調查資料和站點監測數據，高原冰凍圈站深入研究了多年凍土溫度、地下冰、厚度等多年凍土主要特征指標與氣候、土壤、植被以及地質地貌背景等的關系，構建了多年凍土和活動層溫度、厚度的空間分布模型。利用經過基于高原冰凍圈站實測資料糾正過的遙感地表溫度數據和新編制的土壤和植被空間數據，并且采用 5 個典型區、3 個調查剖面的多年凍土分布數據進行驗證，編制了最新的、分辨率最高的“青藏高原多年凍土圖”（圖 3）[2]。此圖不僅給出了高原多年凍土的空間分布特征，也詳細刻畫了多年凍土溫度的空間分布信息[12]，認為青藏高原多年凍土的實際分布面積為106萬平方公里，多年凍土溫度主要在_2℃—_0.5℃。基于大量實測多年凍土厚度資料和多模式比對研究，高原冰凍圈站完成了青藏高原多年凍土厚度空間分布圖的編制，結果顯示，青藏高原多年凍土的平均厚度約 39 米，其中高山、丘陵帶為 60—130 米，而寬廣的高平原及河谷地帶為數米至 60 米；利用遙感地表溫度、土壤調查數據更新了Stefan方程的參數，對青藏高原多年凍土活動層厚度進行了模擬，結果表明，高原尺度活動層的平均值為1.9米，其中 90% 集中于 0.9—2.7 米。同時，在充分挖掘歷史鉆孔資料的基礎上，高原冰凍圈站開展了凍土條件和地質、地貌等因素對地下冰發育規律的研究，重新評估了高原多年凍土層中的地下冰儲量約為 12.7×1012立方米，其中深度在 10 米以上的多年凍土中的地下冰儲量，其值約為 2.2×1012立方米①趙林, 盛煜, 等,編著. 青藏高原多年凍土及變化. 北京：科學出版社, 待出版。

圖2 青藏高原多年凍土典型調查區位置和調查線路圖

圖3 基于調查資料重新繪制的青藏高原多年凍土分布圖[14]

3 發展和改進了陸面過程模型，提出了凍融參數化方案，模擬了多年凍土分布和變化

高原冰凍圈站多年來的監測和研究結果表明，青藏高原多年凍土區地表能量平衡過程表現為夏季和秋季潛熱占主導地位，而冬季和春季感熱占主導地位的特征。多年凍土區活動層的凍融過程和季風降水是導致地表蒸發潛熱較非多年凍土區大的主要原因[13]，主要表現為每年 4 月中下旬開始，活動層表層開始發生日凍融循環；到 5 月中下旬，表層土壤完全融化，融化鋒面之下的凍結層阻滯了液態水向下滲透；5 月份之后隨著高原印度季風和西風的增強，降水增多，表層土壤的含水量較大，增加了地表潛熱的輸出；到 9月活動層達到最大融化深度，印度季風和西風也基本退出高原，通過降水補給的地表水分迅速減小，潛熱開始減小。

通過現場監測和研究表明，青藏公路沿線可可西里、北麓河、開心嶺、通天河等地區，凍結狀態下淺表層土壤導熱率均表現出較融化狀態下小的特點[14-17]——高原腹地五道梁干寒草原區淺層土壤非凍結條件下的導熱率是凍結條件下的 1.81 倍[18]。非凍結條件下導熱率與凍結條件下導熱率比值的大小與下墊面類型密切相關，該比值在荒漠草原最大，退化草甸次之，草甸較小[17]。基于上述研究結果，高原冰凍圈站的科研團隊開創性地獲得了青藏高原土壤飽和度、孔隙度、含冰量等重要而難以測定的動態參數，并研究了諸熱力特征參數變化的物理機制，初步建立高原地區典型地段的土壤熱參數統計模型，為較準確的預報青藏高原氣候與凍土變化趨勢及速度提供了熱力學參數。

為深入探討氣候變化對青藏高原多年凍土的影響，高原冰凍圈站依托大氣-植被-多年凍土綜合監測系統，根據實地觀測結果對 SHAW、CoLM、NOAH、SIB2 和 CoupModel 等陸面過程模式中土壤未凍水含量、熱物理特性、地表粗糙度、反照率等參數化方案進行了系列改進，并針對多年凍土的特點，把模擬深度由 2—4 米擴展到 15—17 米，改進后的模型能夠較好地模擬青藏高原多年凍土活動層水熱過程及地氣能水交換過程[16,19-21]；隨后，利用改進后的模式模擬了過去 30 年來整個青藏高原凍土空間分布變化的時間序列。結果表明，青藏高原多年凍土面積縮減速度滯后于氣候變暖的速率，這與沿青藏公路沿線的實測結果一致（圖 4）[11]。

圖4 模擬的青藏高原多年凍土分布圖[11]

4 定量評估了青藏高原多年凍土區碳的源匯效應

為查明青藏高原多年凍土區土壤有機碳庫的儲量和源匯效應，自 2003 年開始，高原冰凍圈站在青藏高原多年凍土區展開了較大范圍的土壤有機碳分布和組成調查及研究，系統分析了土壤有機碳、氮與土壤質地、土壤理化性質以及相關氣候、植被、地質、地貌等因素間的關系，發表了系列研究成果[22-29]。通過數理統計、數值模擬等手段第一次給出了土壤剖面中不同深度（0.5 米、1 米和 2 米）的有機碳密度的空間分布網格數據（圖 5）②趙林, 盛煜, 等,編著. 青藏高原多年凍土及變化. 北京：科學出版社, 待出版，結果顯示，青藏高原多年凍土區表層 2 米深度內土壤有機碳儲量約為 25.37 Pg（1 Pg=1015g），總氮儲量為 2.40 Pg。在青藏高原西部干旱地區，多年凍土和非多年凍土區土壤碳、氮的含量差異不顯著[24]，但是多年凍土區的土壤碳氮比高于非多年凍土區[25]。在青藏高原東部，沼澤草甸的土壤碳、氮和養分含量最高[26,27]。整體上，降雨的差異是導致青藏高原東西部土壤中有機碳含量和總氮差異的主要原因；而在局地范圍內，土壤碳、氮含量的決定因素是土壤質地和活動層厚度[28]。

圖5 基于調查資料繪制的青藏高原多年凍土區土壤有機碳分層密度分布圖

研究表明，土壤有機碳中活性碳組分的含量隨土壤水熱條件變化而發生著明顯的季節變化，非多年凍土區表層土壤中酶的活性要較多年凍土區強，有機質的循環強度也比多年凍土區大；土壤微生物群落組成也與有機碳含量和土壤的酸堿性密切相關。這說明在氣候變暖背景下，伴隨著土壤升溫，活動層增厚和表層土壤水分含量的減少，有機碳的分解和溫室氣體排放的潛力較大[30-35]，非多年凍土區的酶活性較強，表明有機質的循環強度比多年凍土區大[34]。

多年凍土區碳通量和循環過程的監測結果表明，青藏高原多年凍土區目前主要表現為弱的碳匯，土壤呼吸與活動層厚度密切相關，活動層較厚地區植被的生物量較小，但土壤呼吸仍然很高[36]，即使是在非多年凍土區，土壤呼吸速率同樣較高，這表明多年凍土退化后可能加速土壤有機碳的分解[37]。熱融滑塌是多年凍土退化的典型冰緣現象。監測結果表明，熱融滑塌可以促進表層土壤由碳匯向碳源轉變，而土壤甲烷的排放量卻表現出減小趨勢[38]。

5 結語

中科院青藏高原冰凍圈綜合觀測研究站建站30年來，圍繞青藏高原冰凍圈系統各要素的變化、機理及影響等方面開展了長期、系統的監測和試驗研究，承擔了大量的國家級項目，通過一系列項目的實施，構建了迄今為止國際上最完善的多年凍土監測網絡，取得了豐富的監測和第一手調查資料。高原冰凍圈站的大部分觀測站點位于自然條件惡劣的無人區，定位監測獲取的氣象數據和環境數據，填補了這些地區氣候環境資料空白，成為高原上開展相關研究的第一手資料。基于實測資料，首次給出了包含以往數據空白區的青藏高原地區多年凍土的分布格局，首次繪制了基于美國土壤分類標準的青藏高原地區土壤分類圖，給出了青藏高原地區植被分布圖，并估算了青藏高原多年凍土區地下冰儲量及多年凍土區土壤有機碳含量。系統研究了多年凍土區凍融循環過程的不同階段活動層土壤的水熱動態變化機制；并在此基礎上，改進了經典的凍土模式，量化了凍融過程中非相變熱，確定了青藏高原陸面 Bowen 比出現負值時積雪厚度的閾值，發現了活動層凍結條件下導熱率較小的反常現象。相關的研究結果為三江源自然環境保護、青藏高速公路、部隊建設提供服務，為青藏高原的地球科學研究和生產實踐積累基礎數據資料和提供理論支撐。

高原冰凍圈站的研究結果得到了國際同行的認可。自2011 開始，青藏高原多年凍土變化研究成果連續 7 次在《全球氣候公報》（State of the Climate）上發布；并于每年 7/8 月，在《美國氣象學會通報》（Bulletin of the American Meteorological Society）以特輯形式發表。改進的凍土模式作為子模塊被加拿大的寒區水文模型 CRHM 使用，同時研究結果被政府間氣候變化專門委員會（IPCC）多次引用。監測網絡也被納入了全球多年凍土地溫監測網絡（GTN-P）、環北極活動層監測網絡（CALM）和世界氣象組織的全球冰凍圈監測網絡（WMO-GCW）重要組成部分和標準野外站。另外，高原冰凍圈站有機碳氮調查結果和凍土區碳排放的研究結果，為深入分析多年凍土變化對全球氣候變化的反饋作用提供了證據。

毫無疑問，高原冰凍圈站已經成為青藏高原多年凍土和冰凍圈環境相關基礎數據的主要生產基地、全球多年凍土研究的野外基地以及冰凍圈科學人才的培養基地，已在國際上產生了廣泛的影響。目前，高原冰凍圈站正在完善冰凍圈研究體系和觀測體系，補充無人區的監測，加強無人機的區域實時監測；同時注重人才的培養和人員的培訓工作，嚴格規范管理，以期更進一步提高站上科研人員的科研能力、協作能力、創新能力，以及野外科研平臺的管理能力，努力建成國際一流的多年凍土觀測及研究平臺。

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Support Geoscience Research, Environmental Management, and Engineering Construction with Investigation and Monitoring on Permafrost in the Qinghai-Tibet Plateau, China

Zhao Lin Wu Tonghua Xie Changwei Li Ren Wu Xiaodong Yao Jimin Yue Guangyang Xiao Yao
（The Cryosphere Research Station on Qinghai-Xizang Plateau, Northwest Institute of Eco-Environment and Resources,Chinese Academy of Sciences, Golmud 816000, China）

Due to the climate warming and the implementation of China’s western development strategy, the variation in permafrost has increasingly and significantly influenced the ecology, hydrology, climate, and engineering construction on the Qinghai-Tibet Plateau(QTP) during the past decades. Long-term in-situ monitoring and large-scale field investigation on permafrost have become a major demand for addressing key scientific and engineering issues in the cryosphere, ecology, hydrology, climate, and engineering construction in cold regions. Since the Cryosphere Research Station on Qinghai-Xizang Plateau of Chinese Academy of Sciences was established in 1987, we have conducted long-term continuous monitoring and large-scale field investigations on permafrost of the QTP, and thus synthetically studied the mechanisms of the change in hydrothermal conditions of permafrost and their simulations and ecological effects.Under the support of major programs funded by the Ministry of Science and Technology, the National Natural Science Foundation of China, and Chinese Academy of Sciences, we carried out many international cooperations actively and standardized the approaches of in-situ monitoring and field investigation on permafrost, and thus established the monitoring network of permafrost which is in the leading position around the world. We also quantitatively studied the spatial distribution, ground temperatures, thickness, and ground ice of permafrost on the QTP. By comparing the multi-source dataset and multi-models, we released the spatial grid dataset of ground temperatures, thickness, and ground ice of permafrost on the QTP with a spatial resolution of 1 km×1 km. Furthermore, based on the long-term monitoring dataset, we developed and improved the one-dimensional model of heat conduction and land-surface-process model for applying to the Tibetan permafrost, and thereby quantitatively estimated the variation of permafrost and its physical mechanisms on the QTP during the last three decades. Those results not only provide a basic-data support for the construction of the Qinghai-Tibet Railway, the environmental protection of the Three-River Source national park, and the regional simulation of climate but also promote decision-making services for national demands and major scientific programs. Moreover, the spatial distributions of vegetation types,soil types, and soil organic carbon and nitrogen in the permafrost regions of the QTP also fill the gaps in those aspects and provide the basic-data support for the global research programs of the future Earth and the development of the Earth system models.

Qinghai-Tibet Plateau (QTP), permafrost, investigation, monitoring, ground ice, carbon cycle

DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.2017.10.015

*資助項目：國家重大科學研究計劃項目（2013CBA 01803）

修改稿收到日期：2017年10月12日

趙 林 中科院西北生態環境與資源院（籌）研究員，中科院青藏高原冰凍圈觀測研究站（藏北高原冰凍圈國家野外科學觀測研究站）站長、冰凍圈與全球變化研究室副主任，中國地理學會冰川凍土分會理事、冰凍圈學會理事、“青藏高原研究會”常務理事、“第四紀研究會”理事。發表論文 130 余篇，其中 SCI 收錄刊物 60 余篇，作為主筆完成專著 2 部；參與編寫專著 5 部。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第四、五次評估報告第一工作組貢獻作者，獲“中國最美野外科技人員”稱號。曾主持國家自然科學基金委員會重點、面上項目，科技部國家科技基礎條件平臺項目，科技部基礎性工作專項項目，科技部國家基礎研究重大項目課題，以及中科院重點項目等。主要學術貢獻：構建了青藏高原多年凍土監測網；查明了青藏高原多年凍土、地下冰、土壤和植被及土壤有機碳、氮的空間分布規律，完成了多年凍土空間數據庫建設；揭示了中亞高海拔多年凍土的空間變化規律；闡明了凍融過程中活動層水熱耦合過程、土壤碳氮生物地球化學過程及其主要物理機制；基于陸面過程模式和多年凍土模式，預估了氣候變化背景下青藏高原多年凍土的變化及其氣候效應。E-mail: linzhao@lzb.ac.cn

Zhao Lin Research Professor of the Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, Chinese Academy of Sciences (CAS); director of the Cryosphere Research Station on the Qinghai-Xizang Plateau, CAS; deputy director of the Research Laboratory of Cryosphere and Global Change,Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, CAS; board of directors at the Chinese Society of Glaciology and Geocryology, the Chinese Society of Cryosphere Science, the China Society on Tibet Plateau, and the Chinese Association for Quaternary Research. He has more than 130 scientific publications, including approximate 60 journal papers indexed by the SCI and 7 monographs or book chapters. He was a contributor author of the Working Group I of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Fourth and Fifth Assessment Reports, and was awarded the national outstanding field-scientific and technological workers, the Ministry of Science and Technology. His major contributions include: establishing the monitoring network of permafrost on the Qinghai-Tibet Plateau (QTP), ascertaining the spatial distributions of permafrost, ground ice, soil types,vegetation types, soil organic carbon, and soil total nitrogen on the QTP, building the spatial database of permafrost on the QTP, revealing the spatial variation of permafrost in the high-altitude regions of the central Asia, elucidating the hydrothermal coupling and biogeochemical processes of the active layer thickness during the freezing and thawing processes and their physical mechanisms, and predicting the variation of the QTP permafrost and its potential feedback to climate change based on the land-surface-process models and permafrost models. These key findings were founded by the State Key Programs and General Projects of the National Natural Science Foundation of China, the Special Program for Key Basic Research of the Ministry of Science and Technology, China, the National Key Basic Research of the Ministry of Science and Technology, China, the Key Program of CAS, and the National R&D Infrastructure and Facility Development Program of China. E-mail: linzhao@lzb.ac.cn