科研進(jìn)展
青藏高原熱融滑塌四維演化過(guò)程研究獲新進(jìn)展
在氣候持續(xù)變暖和極端天氣事件日益頻繁的背景下，全球多年凍土正加速退化。熱融滑塌（Retrogressive Thaw Slumps, RTS）在北極與青藏高原的數(shù)量和規(guī)模顯著增加，不僅重塑區(qū)域地貌格局，還威脅凍土區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和基礎(chǔ)設(shè)施安全，并加速凍土碳釋放，對(duì)區(qū)域環(huán)境與氣候反饋產(chǎn)生重要影響。與北極地區(qū)熱融滑塌規(guī)模大、塌陷深的特征不同，青藏高原的熱融滑塌普遍表現(xiàn)為規(guī)模小、發(fā)育淺的特點(diǎn)，且受衛(wèi)星遙感空間分辨率不足及重訪周期限制，其精細(xì)化時(shí)空形變過(guò)程長(zhǎng)期難以被準(zhǔn)確捕捉與識(shí)別。
中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)與凍土工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)，利用無(wú)人機(jī)攝影測(cè)量技術(shù)，歷時(shí)六年（2019-2024年）對(duì)青藏高原8處熱融滑塌開(kāi)展了厘米級(jí)連續(xù)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)青藏高原熱融滑塌四維時(shí)空演化過(guò)程的系統(tǒng)追蹤與高精度量化。
研究結(jié)果表明，青藏高原熱融滑塌多發(fā)育于北向緩坡（平均坡度8.3°），形態(tài)整體呈長(zhǎng)條形（平均長(zhǎng)寬比約3.0），普遍具有“后緣塌陷區(qū)—中部滑移區(qū)—前緣堆積區(qū)”的三段式結(jié)構(gòu)，各區(qū)域的變形特征差異顯著：后緣塌陷區(qū)顯著下沉，平均下沉幅度達(dá)2.4米，中部滑移區(qū)局部抬升，平均抬升1.4米，前緣堆積區(qū)相對(duì)穩(wěn)定。
2019-2024年間，研究區(qū)熱融滑塌整體呈持續(xù)擴(kuò)張趨勢(shì)，活動(dòng)期集中在每年6~10月，其中9-10月最為劇烈；滑塌面積年均擴(kuò)張約1182.9平方米，月均擴(kuò)張約505.7平方米，其后緣后壁年均后退14.5米，月均后退6.2米。同時(shí)，研究精準(zhǔn)量化了滑塌體內(nèi)部地表物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速率，明確了該速率自后緣向前緣呈遞減規(guī)律，揭示了后緣后退與下坡物質(zhì)搬運(yùn)之間的緊密力學(xué)關(guān)聯(lián)。
研究還識(shí)別出青藏高原熱融滑塌的三種典型擴(kuò)張模式，分別為突發(fā)增長(zhǎng)型、持續(xù)增長(zhǎng)型和停止增長(zhǎng)型，并進(jìn)一步揭示了兩類代表性的熱融滑塌演化路徑：一類是在極端降雨、異常高溫或坡腳擾動(dòng)作用下快速大規(guī)模啟動(dòng)并持續(xù)擴(kuò)張的即時(shí)觸發(fā)型，具有明顯的突發(fā)性；另一類是經(jīng)歷多年緩慢變形，在條件累積到臨界狀態(tài)后突然加速發(fā)展的閾值延遲型。這兩類熱融滑塌演化路徑在災(zāi)害突發(fā)性和預(yù)警可行性上存在顯著差異，對(duì)凍土災(zāi)害識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)管理具有重要意義。
研究實(shí)現(xiàn)了對(duì)小尺度熱融滑塌四維時(shí)空動(dòng)態(tài)演變的精確量化，獲取了高精度的滑塌面積擴(kuò)張、后緣后退、地表物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和體積變化等核心參數(shù)，明確了青藏高原熱融滑塌月度、年度和總體變化特征，深化了對(duì)其內(nèi)部物質(zhì)遷移和擴(kuò)張過(guò)程的認(rèn)識(shí)，為青藏高原多年凍土區(qū)熱融滑塌的碳動(dòng)態(tài)評(píng)估及工程走廊基礎(chǔ)設(shè)施安全提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。
該研究的相關(guān)成果以Centimeter-resolution 4D dynamics of retrogressive thaw slumps from repeat UAV photogrammetry on the Tibetan Plateau為題，發(fā)表于國(guó)際期刊Remote Sensing of Environment。西北研究院高思如副研究員為論文第一作者，蔣觀利研究員為通訊作者。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院“西部之光”青年學(xué)者項(xiàng)目資助。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425726000325#s0010
2019-2024年熱融滑塌表面形態(tài)演化過(guò)程
2019-2024年熱融滑塌表面高程變化過(guò)程
即時(shí)觸發(fā)型和閾值延遲型熱融滑塌演化路徑
