《CATENA》：Climatic heterogeneity determines the distribution and resilience of Tibetan Plateau rock glaciers
编辑推荐：
•气候异质性驱动了青藏高原（TP）上影响冻土流（RG）分布的关键控制因素的转变。•在季风性东南部，风速（>3.2 m s?1）强烈促进冻土流的形成。•冻土流发生的敏感性（易发程度）与关键环境因素之间存在非线性关联。•在预测冻土流分布方面，子区域模型的预测效果优于全高原尺度的模
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气候异质性驱动了青藏高原（TP）上影响冻土流（RG）分布的关键控制因素的转变。
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在季风性东南部，风速（>3.2 m s?1）强烈促进冻土流的形成。
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冻土流发生的敏感性（易发程度）与关键环境因素之间存在非线性关联。
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在预测冻土流分布方面，子区域模型的预测效果优于全高原尺度的模型。
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冻土流发生的气候适宜性对未来变暖情景表现出韧性。
引言
冻土流（Rock Glaciers，简称RG）是一种由碎石与裂隙冰相互混合构成的舌状或圆弧状地貌（Martin and Whalley, 1987），代表了高海拔和高纬度地区永久冻土蠕变的诊断性地貌表现（Humlum, 2000）。作为"永久冻土的哨兵"，其分布和形态演变反映了地冰形成、碎屑供给和长期热状态的综合作用信号（Steig et al., 1998）。鉴于在崎岖的高海拔环境中维持现场监测网络的固有挑战，冻土流清查已成为全球范围内绘制永久冻土分布图及其评估其气候驱动敏感性的关键代理指标（Boeckli et al., 2012; Cao et al., 2021; Haq and Baral, 2019; Hu et al., 2024b）。然而，冻土流作为永久冻土指示器的效能，从根本上依赖于对这类地貌与其周边地形-气候环境之间复杂的、往往是非线性相互作用关系的全面理解。
青藏高原（Tibetan Plateau，简称TP），常被称为"第三极"，拥有中低纬度地区最广阔的永久冻土区，估计范围约为1.06 × 106至1.17 × 106 km2（Cao et al., 2019; Ran et al., 2021; Zou et al., 2017）。在全球变暖的当前趋势下，该地区经历了显著且加速的永久冻土退化（Zhao et al., 2024b）。然而，对未来永久冻土损失的预测仍存在高度不确定性，不同模型之间存在显著分歧。例如，在RCP8.5情景下，到2100年永久冻土面积减少的估计值范围从当前范围的17%到42%不等（Hu et al., 2024a; Ni et al., 2021; Zhao et al., 2025）。这种预测不确定性很大程度上源于高原极端的气候异质性，这使得利用集成的全高原模型进行精确预测变得复杂。
冻土流是山地永久冻土最具特色的地貌表现之一，并且是理解永久冻土发生和演化的宝贵自然记录。最近的研究强调了将机器学习与遥感技术相结合以刻画冻土流分布的价值，同时也表明青藏高原上冻土流的丰度及其环境意义已被大大低估（Feng et al., 2026; Zhang et al., 2025）。尽管最近编制的《青藏高原冻土流清查》（Tibetan Plateau Rock Glacier Inventory，简称TPRoGI）（Sun et al., 2024）记录了超过4万个地貌，为推断永久冻土条件提供了坚实的地貌基础，但在这些气候多样化的区域中，控制冻土流空间聚集的环境因素仍然知之甚少。
目前冻融地质研究中的一个关键空白在于，长期以来关注的因素范围过于狭窄，如年平均气温（MAAT）和降水量，而其他关键驱动因素则 largely 被忽视。虽然积雪覆盖传统上被认为具有隔热作用（Ishikawa, 2003; Zhang, 2005），但在干旱地区其作为主要冰源的双重角色很少与季风区风速的影响进行对比。高海拔风力可能在粗大块状沉积物中引发独特的"通风冷却"效应（Amschwand et al., 2024; Amschwand et al., 2025），即使在边缘温暖的环境中也能促进地下冰的保存——这种机制在区域模型中尚未得到系统的关注。如果没有对这些驱动因素进行子区域评估，我们对未来气候扰动下山岳冰冻圈响应的预测能力将受到限制。
在本研究中，我们采用广义提升模型（Generalized Boosted Model，GBM）来阐明冻土流发生与其多维环境决定因素之间的功能关系。鉴于全高原尺度的综合处理往往会掩盖局部的物理过程，我们将青藏高原划分为气候特征各异的子区域。这种子区域策略使我们能够检验以下假设：随着主导大气环流在高原上的转移，环境控制因素会发生"切换"。通过将通常被忽视的因素——特别是积雪持续天数（Snow Duration Days，SDD）和风速——纳入我们的建模框架，我们进一步揭示了决定这些永久冻土相关地貌存在和稳定性的特定地形-气候阈值。
本研究旨在阐明气候异质性如何塑造青藏高原上冻土流的分布，并评估在持续的气候变化背景下冻土流在气候适宜性方面的韧性。我们的研究结果提供了一个稳健的概念框架，用于解释青藏高原极端气候梯度下山岳冻土流的空间异质性，并表明控制冻土流分布的环境驱动因素并非静止不变，而是取决于各气候区域独特的水分可用性与热调节机制之间的相互作用。这种区域化的视角对于完善大规模永久冻土制图和减少退化预测中固有的偏差至关重要。此外，通过与正在快速退缩的冰川进行对比，评估冻土流发生的气候适宜性的相对韧性，本工作突出了冻土流作为日益脆弱的第三极中关键水文缓冲带的重要战略意义。
各节摘要
研究区
青藏高原呈现出显著的气候空间异质性（Yao et al., 2012）。高原东部和南部主要受印度季风和东亚季风的影响（Liu et al., 2014），接收温暖潮湿的气流，大范围的年平均气温超过0°C，年降水量超过1000 mm。相比之下，西部和北部地区以中纬度西风为主导，气候寒冷干燥，年平均气温
环境决定因素的区域分化
GBM建模揭示，青藏高原各区域间冻土流分布的环境控制因素存在显著的区域变异性（图4）。在西北子区域（Z1），分布模式主要受积雪持续天数（SDD）和坡度共同影响，二者合计贡献了78.8%的相对重要性。这与东北子区域（Z2、Z3和Z4）形成对比，在这些区域中，SDD单独成为主导因素，解释了超过80%的影响，而
控制冻土流分布的分异环境机制
基于区域化GBM建模，本研究揭示了冻土流分布主导环境控制因素的区域性转变，这与青藏高原的气候异质性高度吻合。这种空间变异性受中纬度西风、季风系统以及复杂地形屏障之间相互作用的影响（图8）。
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西风主导区（Z1–Z4）：这些区域以寒冷干燥的气候特征为标志，受西风带影响
结论
本研究揭示了青藏高原上冻土流（RG）分布的主导环境驱动因素存在区域性转变，这归因于高原极端的气候异质性。在西风主导的西北区域，积雪持续天数作为主要的冰源代理指标发挥作用；而在季风性东南部，风速则成为一个关键的、此前被忽视的因素，可能通过通风诱发的冷却效应促进冻土流的分布。我们的子区域建模框架证明
CRediT作者贡献声明
王晓文：写作—审阅与编辑，写作—初稿，监督指导，资源提供，项目管理，方法论，经费获取，形式化分析，数据整理，概念化。蔡嘉鑫：写作—审阅与编辑，写作—初稿，可视化，验证，方法论，形式化分析，数据整理。刘林：写作—审阅与编辑，经费获取。吴婷婷：验证，数据整理。崔凯：可视化，数据整理。周志伟：写作—
利益冲突声明
作者声明他们不存在任何可能影响本文所报告工作的已知竞争经济利益或个人关系。
致谢
作者对所有数据提供者开放共享其数据集表示衷心感谢。本工作由国家自然科学基金（资助号：42371458、42671589和U24A20619）、四川省自然科学基金（资助号：2024NSFJQ0040）、西藏自治区科技计划项目（资助号：XZ202601ZD0014）、中国科学院精密大地测量国家重点实验室开放基金
王晓文|蔡嘉鑫|刘林|吴婷婷|崔凯|周志伟|蒋黎明|刘国祥
