科研進(jìn)展
青藏高原熱融滑塌四維演化過程研究獲新進(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，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)化時空形變過程長期難以被準(zhǔn)確捕捉與識別。
中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)與凍土工程全國重點實驗室研究團隊，利用無人機攝影測量技術(shù)，歷時六年（2019-2024年）對青藏高原8處熱融滑塌開展了厘米級連續(xù)監(jiān)測，實現(xiàn)了對青藏高原熱融滑塌四維時空演化過程的系統(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)整體呈長條形（平均長寬比約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)相對穩(wěn)定。
2019-2024年間，研究區(qū)熱融滑塌整體呈持續(xù)擴張趨勢，活動期集中在每年6~10月，其中9-10月最為劇烈；滑塌面積年均擴張約1182.9平方米，月均擴張約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，研究精準(zhǔn)量化了滑塌體內(nèi)部地表物質(zhì)的運動速率，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)搬運之間的緊密力學(xué)關(guān)聯(lián)。
研究還識別出青藏高原熱融滑塌的三種典型擴張模式，分別為突發(fā)增長型、持續(xù)增長型和停止增長型，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作用下快速大規(guī)模啟動并持續(xù)擴張的即時觸發(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，對凍土災(zāi)害識別與風(fēng)險管理具有重要意義。
研究實現(xiàn)了對小尺度熱融滑塌四維時空動態(tài)演變的精確量化，獲取了高精度的滑塌面積擴張、后緣后退、地表物質(zhì)運動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，深化了對其內(nèi)部物質(zhì)遷移和擴張過程的認(rèn)識，為青藏高原多年凍土區(qū)熱融滑塌的碳動態(tài)評估及工程走廊基礎(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。該研究得到國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金面上項目、甘肅省自然科學(xué)基金項目和中國科學(xué)院“西部之光”青年學(xué)者項目資助。
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)演化過程
2019-2024年熱融滑塌表面高程變化過程
即時觸發(fā)型和閾值延遲型熱融滑塌演化路徑
