东北大尺度高分辨率多年冻土制图取得新突破

科技日报记者 李丽云

气候变暖、冻土退化，如何绘制精度更高的多年冻土分布图为寒区工程提供数据支撑？东北林业大学寒区科学与工程研究院单炜教授团队绘制完成了中国东北地区30米分辨率多年冻土分布与时空变化图，相关成果日前发表于国际期刊《可持续发展》和《应用科学》。这标志着东北大尺度高分辨率多年冻土制图取得新突破。

不同时期东北地区多年冻土分布图。课题组供图

详尽且细致的多年冻土空间分布及变化，是区域景观、生态系统变化和线性工程稳定等方面研究的重要基础，同时也是寒区工程规划建设及环境变化预测的数据支撑。

该团队使用MODIS遥感地表温度数据和考虑多个重要参数的地表冻结数模型，在1千米分辨率地表冻结数分布图基础上，采用粒子群优化算法，得到包含坡位、坡度、地形湿度指数、地形多样性和土壤容重5个地貌环境变量的相对概率指标η，通过空间权重分解，实现对2003—2021年1千米分辨率地表冻结数降尺度过程。将降尺后的地表冻结数平均值和同时期野外观测研究站点地温实测数据融合，建立地表冻结数和冻土活动层底板温度间的数值关系，分别模拟得到四个时期的东北地区30米分辨率多年冻土温度分布图。降尺度后的多年冻土分布图仍具有很高可靠性，83.2%的误差值控制在1℃范围内，与区域内6条公路冻土工程地质勘察报告中对多年冻土段判别的一致性在83.17%—96.47%。

分布图显示，东北地区多年冻土以亚稳定型、过渡型和不稳定型分布为主。分布形态由北向南从网状向脉状、岛状、零星岛状过渡，多年冻土分布密度逐渐降低。中国东北多年冻土分布南界在北纬41度左右，可向南延伸至辽宁省桓仁县，且最低冻土温度达-3.4℃。

30米分辨率东北多年冻土分布与时空变化制图从多角度、多尺度深刻揭示东北冻土退化规律，为东北地区气候变化、森林与环境变化、碳排放与碳吸收、寒区工程等方面研究提供了科学的数据支撑。