氣候變暖、凍土退化，如何繪制精度更高的多年凍土分布圖為寒區(qū)工程提供數(shù)據(jù)支撐？東北林業(yè)大學寒區(qū)科學與工程研究院單煒教授團隊繪制完成了中國東北地區(qū)30米分辨率多年凍土分布與時空變化圖，相關成果日前發(fā)表于國際期刊《可持續(xù)發(fā)展》和《應用科學》。這標志著東北大尺度高分辨率多年凍土制圖取得新突破。

不同時期東北地區(qū)多年凍土分布圖。課題組供圖

詳盡且細致的多年凍土空間分布及變化，是區(qū)域景觀、生態(tài)系統(tǒng)變化和線性工程穩(wěn)定等方面研究的重要基礎，同時也是寒區(qū)工程規(guī)劃建設及環(huán)境變化預測的數(shù)據(jù)支撐。

該團隊使用MODIS遙感地表溫度數(shù)據(jù)和考慮多個重要參數(shù)的地表凍結數(shù)模型，在1千米分辨率地表凍結數(shù)分布圖基礎上，采用粒子群優(yōu)化算法，得到包含坡位、坡度、地形濕度指數(shù)、地形多樣性和土壤容重5個地貌環(huán)境變量的相對概率指標η，通過空間權重分解，實現(xiàn)對2003—2021年1千米分辨率地表凍結數(shù)降尺度過程。將降尺后的地表凍結數(shù)平均值和同時期野外觀測研究站點地溫實測數(shù)據(jù)融合，建立地表凍結數(shù)和凍土活動層底板溫度間的數(shù)值關系，分別模擬得到四個時期的東北地區(qū)30米分辨率多年凍土溫度分布圖。降尺度后的多年凍土分布圖仍具有很高可靠性，83.2%的誤差值控制在1℃范圍內，與區(qū)域內6條公路凍土工程地質勘察報告中對多年凍土段判別的一致性在83.17%—96.47%。

分布圖顯示，東北地區(qū)多年凍土以亞穩(wěn)定型、過渡型和不穩(wěn)定型分布為主。分布形態(tài)由北向南從網(wǎng)狀向脈狀、島狀、零星島狀過渡，多年凍土分布密度逐漸降低。中國東北多年凍土分布南界在北緯41度左右，可向南延伸至遼寧省桓仁縣，且最低凍土溫度達-3.4℃。

30米分辨率東北多年凍土分布與時空變化制圖從多角度、多尺度深刻揭示東北凍土退化規(guī)律，為東北地區(qū)氣候變化、森林與環(huán)境變化、碳排放與碳吸收、寒區(qū)工程等方面研究提供了科學的數(shù)據(jù)支撐。