预测阿拉斯加北部后退性融化滑坡的扩展

《Scientific Reports》：Predicting retrogressive thaw slump expansion across northern Alaska

　　

摘要

逆行冻融滑坡（RTS）是一种广泛分布的冻融侵蚀型重力侵蚀现象，通过富含冰的多年冻土在高纬度景观中的融化与塌陷，搬运大量土壤碳和养分。虽然影响RTS扩张的机制已得到相对充分的研究，但其时空驱动因素仍知之甚少。我们在阿拉斯加北部的66个RTS中，利用航空和卫星影像（1949–2021年）、地面和无人航空系统获取的激光雷达数据以及土壤养分调查数据，对RTS面积和体积的历史变化及未来预测进行建模，并评估其对养分搬运的影响。广义线性混合模型能够区分历史上活跃与不活跃的RTS（灵敏度60%，特异性66%），活跃的滑坡与坡度较缓、朝西的坡面及较高的降水量相关。在活跃的RTS中，后壁长度是面积扩张（R²?=?0.61，RMSE?=?0.64）和体积损失（R²?=?0.74，RMSE?=?0.67）的最强预测因子，温度和降水为次级控制因素。一阶估算表明RTS可能是碳和养分的重要来源，但浓度随滑坡年龄而异。假设RTS活动持续进行，预测显示未来变化将以大型滑坡（9,000–90,000 m²）最为显著，但预测的扩张速率仍存在很大不确定性，到本世纪末可能比当前速率高出约1倍至34倍。