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(xué)寒區(qū)科學(xué)與工程研究院?jiǎn)螣樈淌趫F(tuán)隊(duì)繪制完成了中國(guó)東北地區(qū)30米分辨率多年凍土分布與時(shí)空變化圖，相關(guān)成果日前發(fā)表于國(guó)際期刊《可持續(xù)發(fā)展》和《應(yīng)用科學(xué)》。這標(biāo)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(shí)期東北地區(qū)多年凍土分布圖。課題組供圖

詳盡且細(xì)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(chǔ)，同時(shí)也是寒區(qū)工程規(guī)劃建設(shè)及環(huán)境變化預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)支撐。

該團(tuán)隊(duì)使用MODIS遙感地表溫度數(shù)據(jù)和考慮多個(gè)重要參數(shù)的地表凍結(jié)數(shù)模型，在1千米分辨率地表凍結(jié)數(shù)分布圖基礎(chǔ)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(gè)地貌環(huán)境變量的相對(duì)概率指標(biāo)η，通過(guò)空間權(quán)重分解，實(shí)現(xiàn)對(duì)2003—2021年1千米分辨率地表凍結(jié)數(shù)降尺度過(guò)程。將降尺后的地表凍結(jié)數(shù)平均值和同時(shí)期野外觀測(cè)研究站點(diǎn)地溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)融合，建立地表凍結(jié)數(shù)和凍土活動(dòng)層底板溫度間的數(shù)值關(guān)系，分別模擬得到四個(gè)時(shí)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(nèi)，與區(qū)域內(nèi)6條公路凍土工程地質(zhì)勘察報(bào)告中對(duì)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(guò)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(guò)渡，多年凍土分布密度逐漸降低。中國(guó)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(dá)-3.4℃。

30米分辨率東北多年凍土分布與時(shí)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(xué)的數(shù)據(jù)支撐。