2007年, 第29卷, 第4期 刊出日期:2007-08-25
  

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    冰冻圈与全球变化
  • 姚檀栋, 蒲健辰, 田立德, 杨威, 段克勤, 叶庆华, Lonnie G.Thompson
    冰川冻土. 2007, 29(4): 503-508. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0073
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    2004年和2006年对青藏高原西南部野外考察结果表明,喜马拉雅山脉西段的纳木那尼冰川正在强烈萎缩.在过去几十年内,许多支冰川已经和纳木那尼主冰川分离,冰川末端形成大量不连续的冰塔林,冰川末端在1976—2006年平均退缩速度为5 m·a-1左右,2004—2006年后退速度达到7.8m·a-1,表现出近期加速后退态势.考察发现,冰川表面由于强烈消融而形成数量众多的融化坑,冰川表面强烈减薄,2004—2006年期间冰川冰舌段海拔5 800 m处冰体厚度减薄率为1.42 m·a-1,在海拔6 050 m冰川大平台处为0.67 m·a-1.冰川物质损耗严重,利用现有花杆资料计算2004—2006年年均冰川物质平衡为-685 mm水当量.邻近纳木那尼冰川的普兰县气象站观测资料表明,近30 a来气温呈快速上升趋势,而降水量急剧减少,气候暖干是造成纳木那尼冰川强烈亏损的主要原因.如果近期气候暖干态势持续加剧,必然导致该区冰川更加强烈的物质损耗,冰川萎缩速度将进一步加快.
  • 陈晓清, 崔鹏, 杨忠, 齐永青
    冰川冻土. 2007, 29(4): 509-516. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0074
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    西藏聂拉木县波曲流域内分布有大量的冰湖,对2000/2001年度卫星遥感数据遥感解译获取了冰湖的分布及面积;对比1987年的数据发现,经过15 a流域内冰湖数量和面积均发生了巨大的变化.通过野外考察获取了重要冰湖的溢流状态、冰碛堤稳定性、冰川影响等资料,在此基础上使用直接判别法和冰湖溃决危险性指数(Idl)进行了冰湖溃决危险性评价,所有冰湖中有9个处于高度危险状态的,3个处于较高危险的,2个处于稳定状态,其余35个处于相对稳定或趋于衰退状态.冲堆普下游、科亚普下游和主河至科亚普汇口以下为高度危险区,塔吉岭普下游、如甲普下游和章藏布下游处于较高危险,其他支沟下游及所有上游区处于冰湖溃决相对安全区.基于危险性评价结果,建议下游根据危险性大小,采取相应的应对措施以减轻冰湖溃决泥石流的危害.
  • 郭柳平, 叶庆华, 姚檀栋, 陈锋, 程维明
    冰川冻土. 2007, 29(4): 517-524. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0075
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    基于多源多时相的数字遥感影像、地形图和DEM数据,利用遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,对西藏玛旁雍错流域冰川地貌类型和空间分布进行了研究,并对流域内近30 a来冰川和湖泊的变化进行分析.结果表明:1974—2003年玛旁雍错流域冰川总面积减少了7.27 km2,平均退缩速率0.24 km2·a-1;湖泊总面积减少37.58 km2,平均退缩速率1.25 km2·a-1.多时相的监测表明,冰川在加速退缩,且阳坡冰川的消融速度大于阴坡,坡度陡、面积小的冰川消融比例大于坡度缓、面积较大的冰川;湖泊面积先减少后有所增加,但总面积还是减少了,不少小湖泊消失.分析流域附近气象资料可知,气温上升和降水量减少是玛旁雍错流域内冰川消融与退缩的主要原因.
  • 伏洋, 李凤霞, 张国胜, 杨琼, 曾晓青
    冰川冻土. 2007, 29(4): 525-535. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0076
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    根据青海省"三江源地区"和"环青海湖地区"典型生态区域1987-2004年代表性牧草观测站植被监测资料和地面气象数据,结合NOAA/AVHRR卫星遥感数据以及调查数据,分析了两区域十几年来草地退化特征.结果表明:中度以上退化草地面积平均以20×104hm2·a-1的速度递增,草地生产力<750 kg·hm-2的草地面积占全省面积的26.99%.三江源地区牧草产量以4.48~16.48 kg·a-1趋势减少,高度以0.16~0.80 cm·a-1的趋势降低,优势牧草株数的线性递减率分别为11株.a-1和16株.a-1,莎草科牧草开花期和籽粒成熟期的发育百分率下降25~50个百分点;环青海湖地区牧草产量以3.05~4.64 kg·a-1趋势减少,高度以0.75~1.28 cm·a-1趋势降低,以禾本科牧草为代表的优良牧草在群落中的比重分别下降了1%~3%,位于青海湖以南地区的温性草原类和温性荒漠类,递减率分别为0.25%·a-1和0.38%·a-1.青海省天然草地退化主要是在自然和人为因素等作用下发生的,在自然因素中气候的暖干化趋势是草地退化的重要因素,表现在影响牧草的生育期、产量以及草地的群体结构的变化,而20世纪90年代以来极端天气、气候灾害的增多,进一步加剧了草地的退化;人为控制因素中,表现在草畜季节不平衡造成的超载过牧、人口增长以及草地不均匀的放牧压力等,进一步加剧天然草地生态功能的退化.
  • 杨金虎, 沈永平, 王鹏祥, 杨启国
    冰川冻土. 2007, 29(4): 536-542. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0077
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    利用中国西北五省(区)1960-2004年100个台站逐日最低温度资料,通过百分位法定义了不同台站的逐日极端低温阈值,对近45 a来西北地区逐年极端低温事件发生频次进行了时空诊断,并分析其同西北区域性增暖的响应.结果表明:一致性异常分布是中国西北年极端低温事件发生频次的最主要空间模态;中国西北年极端低温事件发生频次的空间分布可分为以下5个关键区:北疆区、青海北部区、西北东部区、南疆区及青南高原区;年极端低温事件发生频次除了青南高原区表现为微弱的减少趋势外,北疆区、青海北部区、西北东部区和南疆区均表现为显著的减少趋势,并且发生了突变现象.在年极端低温事件发生频次的各主要空间分区中,13~15 a和7~8 a的周期在所有分区中反映得比较清楚;年极端低温事件发生频次对西北区域性增暖呈显著负响应.
  • 艾尔肯·吐拉克, 艾斯卡尔·买买提, 吐尔逊·肉苏力, 王晓风, 沈永平, 毛炜峄, 王顺德
    冰川冻土. 2007, 29(4): 543-552. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0078
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    塔里木河是我国最大的内陆河,历史上是九大水系144条河流的总称.由于气候变化和人类活动影响生态环境急剧恶化,目前形成了"四源一干"的格局.根据水文气象监测资料,从50 a来流域内的降水、蒸发、径流、洪水、泥沙、水质等方面对塔里木河流域生态环境恶化的成因进行分析.
  • 毛炜峄, 玉素甫·阿布都拉, 程鹏, 董克鹏
    冰川冻土. 2007, 29(4): 553-558. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0079
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    1999年盛夏中昆仑山北坡大多数河流出现了有正式水文记录以来的最大洪峰,各河流最大洪峰出现时间存在不一致性,洪峰变化复杂.应用主要河流出山口水文站的逐日流量和降水量,和田气象站的逐日0℃层高度,500 hPa气温以及NCEP/NCAR 500 hPa高度场资料,分析了1999年夏季中昆仑山北坡诸河出现的历史特大洪水特性及其气象成因.这次特大洪水是高空持续高温引起的冰雪融水与产流区出现的暴雨共同作用下的混合型洪水.洪水前期春季到初夏该区域山区降水偏多,高空气温和0℃层高度持续偏低,对高山区的积雪积累极为有利;7月底至8月初和田高空气温和0℃层高度迅速上升并维持数日,使冰雪快速消融,同时山区出现大降水是引发洪水的直接气象成因.在青藏高原东部柴达木盆地上空存在有500 hPa稳定高压,使中亚副热带大槽东移中昆仑山北坡是这次特大洪水发生的环流系统特点.
  • 谢富明, 毛炜峄, 张建岗, 高前兆, 沈永平, 王进, 王顺德
    冰川冻土. 2007, 29(4): 559-569. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0080
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    2004年塔里木河流域四条源流出山口天然径流量272.1×108m3,属丰水年,比多年平均值224.9×108m3多47.20×108m3,增加21.0%;比20世纪90年代平均241.9×108m3多30.20×108m3,增加12.8%,在1957-2005年49 a水文系列中排名第5位.其中,阿克苏河、叶尔羌河、和田河3条源流与多年均值比较,增幅达22%~25%,开都-孔雀河为平略偏丰.四条源流入塔里木河总水量为56.88×108m3,占四条源流出山口天然径流总量的20.9%.根据现今塔里木河综合治理,仍需要制定长远的全面流域规划,以生态系统建设为根本,从工程上、宏观水量控制管理上、经济上和科技手段上,保障实现塔里木河流域水资源的可持续开发利用.
  • 姚玉璧, 王润元, 尹东, 邓振镛, 张秀云
    冰川冻土. 2007, 29(4): 570-577. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0081
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    利用黄河首曲草地气候资料和生态观测资料,分析了黄河首曲草地气候变化特征及其生态效应.结果表明:黄河首曲大部分区域降水量年际变化呈下降趋势,存在2~4 a、6~7 a和10~11 a的年周期振荡特征.气温年际变化呈上升趋势,增温速度均大于全国增温速度.1983年之前气温距平以偏冷为主,1984年之后持续偏暖.草地年干燥指数变化呈显著上升趋势,20世纪80年代末至2004年明显趋于干旱化.气候变化是草地生态退化的自然诱发因素,而超载过牧,滥采乱挖,人为破坏,生物链失衡等环境蠕变是造成生态退化的人为因素,二者共同作用导致黄河首曲草地水资源锐减、生物多样性减少及生态退化.
  • 赵逸舟, 马耀明, 马伟强, 李茂善, 孙方林, 王磊, 向鸣
    冰川冻土. 2007, 29(4): 578-583. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0082
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    利用"全球协调加强观测计划(CEOP)亚澳季风之青藏高原试验"(CAMP/Tibet,2001—2010)的观测资料,从不同的时间尺度分析了藏北高原不同地点不同深度的土壤温度和土壤湿度变化特征.结果表明:10 cm以上日平均土壤温度呈正弦变化,而10 cm以下土壤温度变化不大;各层土壤温度最高都出现在7~8月;年际气候的差异至少可以反映到40 cm土壤;各层土壤湿度无明显日变化,存在明显月变化,夏季降水量的多少对各层土壤湿度都有明显的影响.
  • 王长科, 吕宪国, 蔡祖聪, 罗勇
    冰川冻土. 2007, 29(4): 584-588. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0083
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    若尔盖高原草甸土氧化大气CH4的速率为-0.092~0.125 ng·g-1·h-1,氧化速率随着土壤深度的增加而减小,深度超过25cm的土层没有氧化大气CH4的潜力;而高原泥炭土CH4排放速率为0.236~1.088 ng·g-1·h-1,排放速率亚表层土(10~25 cm)最大.两种土壤均能氧化高浓度CH4,泥炭土氧化大气浓度CH4的速率是草甸土的15~22倍.两种土壤不同层次氧化高浓度CH4的潜力都没有显著差异.降水减少或人为排水导致的泥炭地水位下降,将加强若尔盖高原土壤氧化CH4从而减少CH4排放.
  • 蒋友严, 任贾文, 秦翔, 谢爱红, 王叶堂
    冰川冻土. 2007, 29(4): 589-594. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0084
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    利用2005年5月1日至7月22日在东绒布冰川海拔6523m的若普拉垭口架设的自动气象站获得的各辐射参数资料,分析了该地区总辐射、地面反射辐射、地面长波辐射、天空长波辐射的日平均变化和平均日变化,并计算了反射率和辐射平衡.结果表明:1)短波辐射的平均日变化都随着太阳高度角的增大而加强,并且总辐射和地面反射辐射的日平均变化有很好的相关性,观测期间二者的月平均值都在5月份最大.由于垭口新降雪较多,雪面的反射率也很高;2)天空长波辐射的平均日变化比地面长波辐射变化滞后2 h,且其日平均变化幅度比地面长波辐射的变化幅度大;3)净辐射的平均日变化随着太阳高度角的变化而变化,下午14:00时净辐射最大,其日平均变化在观测期间整体上有增大趋势.
  • 曲玮, 牛叔文
    冰川冻土. 2007, 29(4): 595-602. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0085
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    水是干旱地区最为宝贵、无法替代和不可或缺的自然资源,是绿洲生命、生存和生产的基本前提条件.为了维护绿洲稳定,实现可持续发展,必须加强对现有水资源的质和量进行严格保护及科学、合理开发利用.根据干旱区内陆河流域自然地理条件和水资源形成、分布、转化的特点,可以把其分为径流形成区和径流散失区两大部分:前者分布在山区,其中高山冰雪和中山森林带对水源稳定和调节具有重要意义,应重点保护;后者分布在山前平原地区,是水资源强烈开发利用区和人类活动区,极易造成水资源污染和地下水资源的破坏,因而控制水量消耗、防止水体污染及合理开发地下水应是本区的重点.国家、地方相关部门和研究单位尽快研究、制定和建立生态补偿机制,明确"水权"、"生存权"和"发展权"之间利益关系,给予生态脆弱地区更多的生存、发展机会和空间,同时制定严格的区域水资源保护法律法规,以利各项保护措施有法可依,从根本上避免生态脆弱区为发展经济而破坏生态环境的悲剧反复上演.
  • 许刘兵, 周尚哲
    冰川冻土. 2007, 29(4): 603-612. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0086
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    山地抬升和气候变化是影响内陆地区河流地貌发育的两个关键因素,不同地区的河流对它们的响应方式多种多样.位于川西高原西部活动构造区的硕曲河谷下游亚金段保留有6级河流阶地,运用ESR和TL技术对其中T2到T6级阶地的砾石层及邻近的冰碛物进行了测年,并结合阶地沉积物特征分析了阶地对山地抬升和气候变化的响应.结果表明:亚金T2~T6级阶地砾石层均堆积于冰期;阶地基座均形成于间冰期-冰期过渡时段;形成这些阶地的下切过程均开始于冰期晚期,可分别与深海同位素阶段的MIS 2、6、8、14和16阶段晚期相对应.自MIS16阶段晚期以来,硕曲河谷亚金段平均下切速率约为1.22 mm·a-1,小于该地区山地同期平均抬升速率2 mm·a-1,这与"河谷下切速率不大于山地抬升速率"一致.
  • 鞠远江, 刘耕年, 魏遐
    冰川冻土. 2007, 29(4): 613-616. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0087
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    对以平衡线高度作为气候变化代用指标的理论依据进行了讨论,依据天山乌鲁木齐河源1号冰川的大量观测资料,建立和完善现代冰川平衡线高度与气候统计关系,从传统方法以区域范围内气候因子为参数改造为以冰川范围内气候因子为参数,通过检验认为改造后的公式比较合理.将公式外推到小冰期第二次冰进时的1号冰川,并运用侧碛垄最大高度法确定了小冰期第二次冰进时冰川的平衡线高度,给出了该次冰进时气候条件的半定量推算结果.证明利用山地冰川平衡线高度作为气候变化的代用指标,并且对气候状况进行半定量推断是可行的.
  • 徐启运, 郭慧, 尹宪志, 徐文君, 史志娟, 黄涛, 奚立宗
    冰川冻土. 2007, 29(4): 617-625. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0088
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    根据石羊河流域及周边地区的大量研究结果分析,整理和建立了10 ka BP来石羊河流域气候演变序列,可以划分出主要的7个气候湿润期和6个干旱期.近50 a以来石羊河流域气候干旱化趋于显著,有4个主要特点:1971—2000年比1951—1980年平原绿洲地区年平均降水(气温)增加(正常);高山和沙漠边缘地区降水量减少(气温正常或偏高);大部分地方年平均蒸发量普遍减少10~131 mm;年平均沙尘暴、雷暴日数减少.
  • 王欣, 刘时银
    冰川冻土. 2007, 29(4): 626-635. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0089
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    近年来随着全球气候变暖和冰川退缩,冰碛湖溃决灾害受到了广泛的关注,对冰碛湖溃决洪水/泥石流灾害的研究也取得较大进展,经历了由野外观测到遥感手段与野外观测相结合、由定性半定量到定量、由经验估算到基于物理过程建模模拟的发展过程.从冰碛湖的识别与变化监测入手,综述了冰碛湖的溃决诱因与溃决机制、溃决风险评价指标体系、溃决洪水/泥石流的模拟以及溃决风险减缓措施等方面的研究进展与现状,展望了当前的研究工作的发展趋势,为进一步研究冰碛湖溃决洪水/泥石流灾害奠定基础.
  • 寒区科学与技术
  • 常小晓, 马巍, 王大雁
    冰川冻土. 2007, 29(4): 636-639. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0090
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    以取自华东某地的深部粘土为研究对象,根据室内单轴和三轴压缩试验的试验结果,分析了高围压下冻结粘土的应力-应变行为与单轴压缩条件下应力-应变行为的异同,并讨论了围压和温度对冻结粘土强度的作用.
  • 李栋伟, 汪仁和, 胡璞, 崔灏
    冰川冻土. 2007, 29(4): 640-644. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0091
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    应用冻土的粘弹塑本构力学模型,采用温度场与冻土大变形耦合作用的方法,编制了能够模拟寒区冻土大变形的本构有限元程序;并通过用户子程序嵌入到大型商业有限元软件ADINA中,对冻土中锥形桩室内模型试验进行了变形场和温度场耦合的有限元数值模拟.有限元计算结果和模型试验结果非常接近,并且两者的规律性也相同,验证了耦合温度自由度的粘弹塑本构力学模型的正确性和可靠性,表明应用有限元分析方法可为寒区冻土中锥形桩基工程设计提供参考.
  • 郝加前, 吉延峻, 何乃武, 魏智, 杨思忠, 何瑞霞, 金会军
    冰川冻土. 2007, 29(4): 645-652. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0092
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    在气候变暖背景下,多年冻土退化加剧,高温冻土将会在更大范围出现,保护冻土原则的适用性将受到经济、技术、环保合理性的挑战.在条件适宜高温冻土区,根据建筑结构和基础类型,采用预先融化技术(简称预融技术)处理冻土地基可在经济合理的前提下,保证工程的安全可靠性和长期稳定性.回顾了国内外冻土区预先融化技术的经验,总结和展望了预融技术在工程设计、施工及运行中的三个基本步骤,包括施工前多年冻土的融化、已融土的密实和固结,工程运行期间保持融化和防止冻胀措施的实施.预融技术主要利用蒸汽,热、冷水的对流换热和电流热效应,以及改变地表热状况来融化下伏多年冻土.保持融化的方法主要包括改变地表反射率和地基土的结构,融土保温以及利用主动和被动升温传热装置等(如热管技术).结合中国东北的一些预融技术运用实例,如漠河机场工程等,简要评述了预融技术的应用效果.
  • 研究短论
  • 李庆旭, 刘光琇, 卲麟惠
    冰川冻土. 2007, 29(4): 653-658. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0093
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    通过介绍层次分析法的基本原理、步骤和计算方法,将层析分析法应用到高速公路生态环境影响评价研究中,以宝(鸡)天(水)高速公路为例,将此方法运用在公路生态环境影响评价的方案比选问题中进行分析.评价结果表明:层次分析法不仅是处理公路建设生态环境影响评价中方案比选问题的有效手段,而且提高了权重定量的理性成分,其评价结果与实际结果具有较好的一致性.最后论述层析分析法在高速公路生态环境评价中的优缺点,以此为今后高速公路生态环境影响评价研究提供参考依据.
  • 徐曼, 张爱军
    冰川冻土. 2007, 29(4): 659-663. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0094
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    以SCI-E收录数据库论文为样本的科学计量指标统计分析和灰色预测显示,在1995—2005年的11 a中,中国干旱区研究各项科学计量指标上升趋势十分显著,未来仍将继续保持大幅度的增长.中国干旱区研究的核心学科群呈现学科构成相对稳固,产出力变化较大的特征.由论文的引证指标揭示的学术影响力水平与国际同行相比略有差距,但远高于我国其它学科领域.
  • 伍光和, 沈永平
    冰川冻土. 2007, 29(4): 664-667. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0095
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    在中国的三大类现代冰川中,海洋型冰川以其末端海拔最低、易于到达、冰川地貌复杂多样和周围自然风光优美而最能吸引众多游客,因此最宜开展旅游活动;亚大陆型冰川次之;极大陆型冰川雪线及冰舌末端海拔最高,不易到达,周边自然风光相对单调,只适合特殊群体进行登山、探险和科学考察.从形态类型考察,冰帽、悬冰川和冰斗冰川一般只适宜观赏,而山谷冰川不仅具有观赏价值,游客还可登上冰舌,直接体验冰上生活.最后还对川、滇、藏、青、甘、新六省区冰川旅游资源的开发提出了具体建议.
  • 周庆人, 刘世杰, 李成敏
    冰川冻土. 2007, 29(4): 668-670. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2007.0096
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    通过西藏那曲至嘉黎公路工程实例,阐述了西藏高原冻土的形成和工程特性,描述了冻土的分布特征,对调查中出现的冻土工程地质问题,提出相应的工程处理措施,对初到藏区工作的工程建设者有一定的指导意义.