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青藏高原多年冻土地温和稳定型分布图数据在国家青藏高原科学数据中心发布

受前苏联和北美高纬度多年冻土分类系统的影响，青藏高原大多数多年冻土图都使用了基于连续性(多年冻土的面积比例)的分类系统，由于高海拔多年冻土与高纬度多年冻土分布特点的不一致性，基于连续性程度来划分高海拔多年冻土存在诸多问题。而基于年平均地温的高海拔多年冻土分带方案可以更好的描述高海拔多年冻土，其不仅与多年冻土厚度、垂直剖面上的衔接情况、冰缘地貌的发育程度等密切相关，而且反映了在环境与工程应用上都十分需要的多年冻土稳定性。

近日，中国科学院西北生态环境资源研究院冉有华副研究员（第一作者）和中国科学院青藏高原研究所李新研究员（通讯作者）等科研人员根据高海拔多年冻土分带方案，制备了代表当前时期（2005-2015年）的青藏高原多年冻土热稳定型分布图，验证表明，新的冻土图具有更高的可靠性。相关论文发表在《SCIENCE CHINA Earth Sciences》，相关数据可通过青藏高原国家科学数据中心下载使用（数据链接附后），可用于支持寒区工程的规划、设计及生态规划与管理等，并可作为多年冻土现状的数据基准, 用于评估未来青藏高原多年冻土的变化。

图1. 青藏高原多年冻土稳定性分布

图 2. 青藏高原年平均地温分布

在中、低纬度多年冻土区中，青藏高原多年冻土面积居世界首位，这里植被相对稀少，有机质含量相对较低，对气候变暖较为敏感。且由于升温的海拔依赖性，青藏高原多年冻土可能会受到气候变化的更大影响。青藏高原多年冻土制图一直是我国普通冻土学研究的重要内容。过去半个世纪多以来，青藏高原已经积累了一系列多年冻土图，这些冻土图在理解青藏高原多年冻土的分布等方面发挥了重要作用，但存在两个方面的主要问题。首先，受前苏联和北美高纬度多年冻土分类系统的影响，大多数冻土图基于连续性(定义为多年冻土的面积比例)划分多年冻土。然而，高海拔多年冻土分布具有明显的垂直地带性，北极高纬度所谓“连续多年冻土”在水平面上的垂直投影在高山地区通常是岛状的，并不连续。此外，连续性是一个相对的术语，与制图尺度有关，且在制图实践中难以操作。其次，由于严酷的自然环境，地面观测相对困难，造成青藏高原多年冻土制图长期的数据缺乏。

随着理解的深入和遥感、地面观测数据的积累，制备一个更高质量、更高空间分辨率青藏高原多年冻土稳定性分布图的时机已经成熟。因此，研究团队收集整编了青藏高原237个钻孔的年平均地温测量数据。以遥感冻结指数、融化指数、积雪日数、叶面积指数、土壤容重、高程和高质量的土壤水分再分析资料为预测变量数据，基于集成学习策略, 在对比广义线性模型、广义加性模型、支持向量回归、随机森林、地理加权回归和这五种模型的集合平均基础上，选择支持向量回归用于年平均地温的估计。为了降低模型单次运行的不确定性，该研究采用每个模型运行200次的集合模拟策略，200次模拟的算术平均值作为最终模拟结果，空间分辨率为1公里。为了减少残差自相关可能引起的模型过拟合，每一次模型基于重采样的训练数据集构建，即每一次随机选取的训练样本中剔除距离小于3 km的钻孔。交叉验证表明，模拟结果具有更高的精度（RMSE=0.75℃, 偏差=0.01℃）。

新的多年冻土图显示，青藏高原多年冻土面积约115.02（105.47~129.59）万平方公里（不包括冰川与湖泊），以过渡型为主，极稳定型、稳定型、亚稳定型、过渡型和不稳定型多年冻土分别为0.86、9.62、38.45、42.29和23.80万平方公里。青藏工程走廊即沿青藏铁路格尔木至拉萨段（全长约1118km）10公里范围内，多年冻土面积约占58.43%，以亚稳定型、过渡型和不稳定型为主。

该数据的完成得到了中国科学院“地球大数据科学工程”A类战略性先导科技专项(XDA19070204)和国家自然科学基金项目（42071421, 41630856）资助。

文章信息：

Ran Y, Li X, Cheng G, Nan Z, Che J, Sheng Y, Wu Q, Jin H, Luo D, Tang Z, Wu X. 2020. Mapping the permafrost stability on the Tibetan Plateau for 2005–2015. Science China Earth Sciences, 63, doi:10.1007/s11430-020-9685-3

冉有华, 李新, 程国栋, 南卓铜, 车金星, 盛煜, 吴青柏, 金会军, 罗栋梁, 唐志光, 吴小波. 2020. 2005~2015年青藏高原多年冻土稳定性制图. 中国科学: 地球科学, 50, doi: 10.1360/N072020-0074

论文链接：

英文http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11430-020-9685-3

中文http://engine.scichina.com/doi/10.1360/N072020-0074

数据链接：https://data.tpdc.ac.cn/en/data/b877087b-15f9-4ea2-a9bd-ec9c22562737