刘世博， 赵 林， 汪凌霄， 邹德富， 周华云，谢昌卫，乔永平，岳广阳，史健宗

（1.中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室藏北高原冰冻圈特殊环境与灾害国家野外科学观测研究站，甘肃兰州730000；2.南京信息工程大学地理科学学院，江苏南京210044；3.中国科学院大学，北京100049）

0 引言

多年冻土主要分布于环北极的高纬度地区和中低纬度的高海拔地区，面积约为23×106km2，占北半球陆地面积的25%［1-3］。岩土层中冰的存在是多年冻土的主要特征，由于冰的密度约比水小9%［4-5］，故随着活动层中水分的季节冻结和融化，地表会发生周期性冻胀和融沉。气候变暖会导致活动层融化深度增大，多年冻土上限附近地下冰融化，致使地表出现下沉的趋势［6-8］。地表的冻胀融沉对寒区工程建筑的影响一直是冻土学的主要研究方向之一。在过去几十年，由于人为活动的干扰和气候变化的共同作用，地表形变已经导致青藏公路、东北铁路的破坏率达到30%以上［9-12］，严重危害了寒区的交通运输安全。因此长期且连续的地表形变监测不仅可以获取多年冻土对气候变化的响应，还可以对多年冻土区工程的建设与维护提供宝贵的信息。

地表形变的传统监测手段主要以埋设仪器、水准 测量、差 分GPS（global positioning system）为主［13-16］。在兰州的马衔山［17］，通过多次水准观测并结合温度与土壤水分数据，发现该地区地表10月开始冻胀，4月开始融沉，形变的较大值一般出现在冻土发育良好的小湖滩附近。水分迁移是导致该地区出现冻胀的主要因素。……