青藏高原是我国冻土分布最广泛、气候变化响应最敏感的区域之一。近年来，气候变暖与风沙化过程共同影响高原冻土环境，风积沙覆盖通过改变地表与地下之间的热量传输，对冻土热状态和冻融过程产生重要影响。然而，已有研究多集中于风积沙覆盖对多年冻土的影响，对于风积沙层如何调控季节冻土热状况、最大季节冻结深度及冻融节律仍缺乏系统认识。

中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室研究团队，以青藏高原北麓河和红梁河流域典型风积沙覆盖区为研究对象，开展不同厚度风积沙层覆盖条件下的连续地温观测，结合XGBoost-SHAP和偏最小二乘路径模型等方法，定量分析了气候因子和地表条件对季节冻土变化的相对贡献，系统阐释了风积沙覆盖调控季节冻土热状态和冻融过程的作用机制。

研究发现，风积沙覆盖层显著改变了季节冻土热状况和最大季节冻结深度。随着风积沙层厚度增加，冻土冻结期明显缩短，红梁河流域与北麓河流域冻结期分别缩短23.5%和35.5%。在冻土融化阶段，风积沙覆盖层同样表现出差异化的调控特征，自上而下的融化期显著缩短，其中红梁河流域厚风积沙覆盖层冻土融化期缩短至11.4±5.7天，北麓河流域厚风积沙覆盖层冻土融化期几乎消失。与此相反，冻土自下而上的融化期却随风积沙覆盖层增厚而延长，说明厚风积沙层增强了冻融过程的不对称性，具体表现为上部冻融速率加快，下部冻融速率减缓。

研究进一步表明，冻土最大季节冻结深度总体随风积沙层厚度增加而变浅，风积沙层厚度每增加1厘米，季节冻土最大冻结深度减小0.3厘米。XGBoost-SHAP分析显示，气温是最大季节冻结深度的主导预测因子，降水和净太阳辐射的直接贡献相对较弱；但在厚风积沙层与低植被覆盖度共同作用下，最大季节冻结深度存在增加趋势。偏最小二乘路径模型表明，气候强迫和局地地表条件主要通过地温响应共同调控冻融过程，其中区域气候调控最大季节冻结深度的总体水平，风积沙层厚度和植被覆盖主要调节其局地空间格局。

该研究深化了对风沙化背景下冻土热稳定性变化的认识，为寒区工程热稳定性评估、冻土过程参数化以及风沙化区域生态治理提供了科学依据。

相关成果以Modulating effects of aeolian sand cover on the thermal regime and freeze-thaw processes of seasonally frozen ground on the Qinghai-Tibet Plateau为题发表于国际学术期刊Agricultural and Forest Meteorology。西北研究院博士研究生杜文琰为论文第一作者，蒋观利研究员和吴青柏研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金重点项目、冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室自主部署课题和国家自然科学基金青年科学基金项目（C类）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2026.111269

基于SHAP的最大季节冻结深度（MSFD)关键预测因子解释。(a)：各预测因子的相对重要性；(b)：风沙层厚度（ST）和植被覆盖度（VC）联合指标后的相对重要性；(c)：ST-VC平面上的联合SHAP分布；(d)：固定其他气候因子典型值下XGBoost预测的MSFD响应面