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Monitoreo y análisis de deformaciones en turberas de congelación y deshielo de alta montaña de Zoige mediante InSAR temporal

resumen

Las zonas húmedas de congelación y deshielo de Zoige albergan los mayores pantanos de congelación y deshielo de alta montaña de Eurasia, y desempeñan una función ecológica importante como sumideros de carbono. Los procesos de congelación y deshielo, así como el ciclo del carbono, provocan deformaciones en la superficie terrestre. La monitorización y el análisis de estas deformaciones proporcionan una base importante para el estudio de los procesos de congelación y deshielo y del ciclo del carbono, pero actualmente hay una investigación limitada sobre la deformación de la superficie en esta región. Este artículo utiliza por primera vez las turberas de congelación y deshielo de alta montaña de Zoige como área de estudio, utilizando imágenes Sentinel-1 SAR en órbita ascendente entre enero de 2020 y diciembre de 2022 y el método SBAS-InSAR para obtener la deformación de la superficie. Combinando la modelación de componentes de deformación, la prueba de tendencia y el tipo de cobertura del suelo, se exploran en profundidad las características espacio-temporales, las tendencias de cambio y el estado de salud de las turberas. Los resultados muestran que las tasas de deformación vertical y este-oeste de la región oscilan entre -45 y 45 mm/a y entre -25 y 25 mm/a respectivamente, presentando características complejas de subsidencia y ascenso, acumulación lineal y variaciones estacionales, así como la coexistencia de deformaciones verticales y horizontales. Estos fenómenos están estrechamente relacionados con la congelación y deshielo, el ciclo del carbono, la temperatura del suelo y la precipitación, y las tendencias de deformación varían significativamente entre diferentes tipos de cobertura terrestre, principalmente debido a las diferencias en los factores impulsores. Este artículo revela por primera vez las características complejas, las tendencias y los factores que influyen en la deformación de las turberas de alta montaña de Zoige, lo que proporciona una referencia científica para la evaluación de las funciones ecológicas y la vulnerabilidad de la región, y valida la efectividad de la técnica SBAS-InSAR para la monitorización de deformaciones de superficies de gran escala en turberas de congelación y deshielo.

palabra clave

SBAS-InSAR;turberas de congelación y deshielo;monitoreo de deformaciones;características espacio-temporales de la deformación;cambios estacionales;factores impulsores de la deformación;evaluación de la salud de las turberas

1 Introducción

La turba es el mayor depósito natural de carbono del mundo y es conocida como la "esponja de fijación de carbono" ()Hrysiewicz等，2023). Sin embargo, el cambio climático y las actividades humanas provocan un aumento de la temperatura de la superficie y una disminución del nivel del agua subterránea, aceleran la oxidación y descomposición de la materia orgánica del suelo, transforman la turba en una fuente de carbono, generan emisiones de carbono y provocan deformación de la superficie, con un profundo impacto en los ecosistemas y el clima mundiales..Glaser等，2004V;Hoyt等，2020V;Khodaei等，2023). El humedal de zoige, en el borde noreste de la meseta Qinghai - Tíbet de china, alberga la turba fría, congelada y descongelada más grande de Eurasia y ha sido catalogado como "humedal de importancia internacional" por la UNESCO debido a su rica biodiversidad.Hou等，2022), que desempeña un papel importante tanto en el ciclo del carbono como en el del agua..张子谦等，2020). Sin embargo, afectada por el cambio climático y la actividad humana en las últimas décadas, la superficie de turba de la región se ha degradado hasta un 77%, y los humedales en su conjunto se han reducido en más del 30%.Zhang等，2011V;Guo等，2013a,2013bV;郎芹等，2021). Esta degradación agrava el deterioro ecológico regional y el cambio climático.

La descomposición, la emisión y la absorción y solidificación de la turba causarán una deformación acumulativa obvia de la superficie, y la adquisición efectiva de la deformación de la superficie en la zona de turba puede reflejar intuitivamente el proceso dinámico de cambio de la materia de carbono.Khodaei等，2023). Sin embargo, la deformación de la superficie de la turba alpina no solo se ve afectada por el proceso del ciclo del carbono, sino también por el proceso de congelación y deshielo del suelo congelado. Sin embargo, si toda la turba de zoige es suelo congelado estacional, su proceso de congelación y deshielo causa principalmente congelación periódica de la superficie y deshielo, sin causar deformación acumulativa a largo plazo. Incluso si se produce la degradación del suelo congelado, se manifiesta principalmente en la disminución de la profundidad de congelación y los cambios en la amplitud de la deformación cíclica de la congelación, el aumento y el deshielo, en lugar de la deformación acumulada irreversible.Wang等，2020V;Zhang等，2023bV;Guo等，2013b). Esta característica hace que la deformación periódica causada por la congelación y el deshielo sea diferenciable cronológicamente de la deformación acumulativa impulsada por el ciclo de carbono de la turba, por lo que el Estado de salud y la función de sumidero de carbono de la turba de zoige se pueden evaluar a través del monitoreo y análisis de la deformación superficial.

La turba de zoige tiene una amplia distribución, cambios rápidos en el Estado de la superficie y métodos tradicionales de monitoreo de deformación limitados en eficiencia, costo y resolución, mientras que la tecnología de teledetección SAR de radar de apertura sintética proporciona nuevas ideas..Lanari等，2007V;陈晓等，2023). En los últimos años, muchos estudiosos han aplicado con éxito la tecnología de interferencia de radar de apertura sintética Insar (sar interferometry) a varias turberas. Por ejemplo, académicos como Hoyt utilizaron la tecnología SBAS - Insar de interferencia de radar de apertura sintética de base pequeña para monitorear la deformación superficial de la turba en el Sudeste Asiático de más de 2,7 millones de hectáreas, revelando la tendencia de asentamiento de la turba en el sudeste asiático e invirtiendo así la pérdida de carbono.Hoyt等，2020). Tampuu y otros (202021) estudiaron la deformación estacional de los pantanos de turba en las reservas estonias utilizando la tecnología dinsar de interferencia de radar de apertura sintética diferencial (sar) y describieron su relación con el nivel del agua subterránea, analizando el potencial de la tecnología dinsar para monitorear la deformación vertical de los pantanos de turba.De La Barreda-Bautista等（2024）La degradación del permafrost en la turba subártica se revela sobre la base de la tecnología Aspis - Insar (advanced pixel System use the intermittent sbas), que interfiere con un pequeño subconjunto Basal intermitente, y se discute la viabilidad de utilizar la tecnología Insar para monitorear la degradación del permafrost a gran escala.

En la actualidad, la investigación relacionada con la deformación de la superficie de la turba de zoige sigue siendo escasa. como un importante pantano de turba de meseta en el mundo, sus características de deformación de la superficie y su mecanismo de conducción aún no se han estudiado completamente. Cabe señalar que entre enero de 2020 y diciembre de 2022, el Estado aprobó la Ley de protección de humedales, la provincia de Sichuan propuso la creación del Parque nacional de zoige, y la protección de humedales y la restauración ecológica en la región de zoige se aceleraron, y el monitoreo y análisis de la deformación superficial durante este período ayudó a evaluar el Efecto de la protección y restauración de humedales. En vista de esto, este trabajo utilizó con antelación las imágenes SAR Sentinel - 1 de la órbita ascendente y descendente y la tecnología SBAS - Insar para obtener datos de deformación superficial bidimensional de la serie temporal de la turba de zoige, combinando el modelado de componentes de deformación, el análisis de tendencias y el tipo de cobertura superficial para explorar en profundidad Las características espacio - temporales de la deformación, las tendencias de cambio y los factores que influyen, y evaluó el Estado de salud de la turba de acuerdo con los resultados del monitoreo y análisis de deformación. Los resultados de este estudio no solo ayudan a llenar las lagunas en la investigación de monitoreo de la transformación de la superficie de la turba de zoige, sino que también proporcionan una base científica para la protección de los humedales, la evaluación de la función de sumidero de carbono y la formulación de estrategias de protección ecológica y la evaluación del efecto.

2 áreas de investigación y conjuntos de datos

2.1 panorama general del área de investigación

La turba de zoige se encuentra en el noreste de la meseta Qinghai - tíbet, con un rango geográfico de 32 ° 59 'n - 34 ° 48' n, 101 ° 56 'e - 103 ° 16' e, y una superficie de unos 3.500 km 2 1..Zhang等，2011V;Xiang等，2009V;Yang等，2014), a una altitud de 3.400 - 3.700 m ()Li和Gao，2020V;Qu等，2022). Esta zona es un ecosistema típico de pantanos de pastizales alpinos, con una biodiversidad significativa, y es una importante reserva natural nacional..Wu等，2018). La turba de zoige comenzó a formarse hace unos 10.000 años, inicialmente dominada por la turba permeable, y luego se transformó en Turba móvil superficial, con una profundidad de 0,3 - 10 metros y un secuestro de carbono de unos 5,54 pg, lo que representa el 6,2% del carbono orgánico del suelo chino, y es el pantano de turba de meseta más grande de eurasia.

El tipo de clima de la región de zoige es el clima monzónico húmedo de la zona templada fría de la meseta, con una temperatura media anual de 0,7 - 3,3 grados celsius, con una diferencia de temperatura anual significativa y un ciclo estacional de congelación y deshielo. La precipitación anual regional es de unos 493 - 836 mm, concentrada principalmente en abril - octubre. afectada por el calentamiento climático, la temperatura en la región ha aumentado 0,4 ° C por década desde 1970, pero la precipitación ha disminuido gradualmente.Hou等，2022V;Zhou等，2021). La población local está dominada por pastores tibetanos, con una densidad de aproximadamente 3,4 personas / km 2 3.Bian等，2010). La vegetación de la región incluye plantas herbáceas y plantas de humedales adaptadas al clima frío y húmedo, que juegan un papel importante en la formación y mantenimiento de turberas. Además, hay un pequeño número de bosques y terrenos de construcción en la Zona. Ubicación geográfica, distribución de elevación y distribución de turberas en el área de estudio..Xu等，2018) comoFig. 1Se muestra.

Fig. 1 Overview of the research area （The purple fillings indicate the distribution of peatlands （Xu et al.，2018））

2.2 conjuntos de datos

En este trabajo, se utilizan 172 imágenes SAR Sentinel - 1a obtenidas entre enero de 2020 y diciembre de 2022 como fuentes de datos, de las cuales 89 imágenes de órbita ascendente y 83 imágenes de órbita descendente, y las fechas de imagen son consistentes.Table 1Se enumeran los principales parámetros de las imágenes utilizadas.

Table 1 Key parameters of Sentinel-1 data

观测时间	升轨影像数量	降轨影像数量	升轨轨道号	降轨轨道号	极化方式	干涉宽幅模式原始分辨率
2020	31	30	128	135	VV	3.79 m*13.95 m
2021	29	29
2022	29	24

Este artículo utiliza datos de determinación de órbita de precisión para proporcionar parámetros de órbita para debilitar el error de órbita. El modelo digital de elevación utiliza el modelo de superficie digital de 30 m de resolución del satélite avanzado de observación terrestre alos (satélite avanzado de observación terrestre) para el procesamiento de datos de interferencia diferencial. Para debilitar el efecto de retraso atmosférico, se utiliza el Servicio General de corrección atmosférica en línea gacos (servicio general de corrección atmosférica en línea) para corregir el interferómetro diferencial.Yu等，2017,2018a,2018b). Los datos de temperatura superficial y precipitaciones se utilizan en el conjunto de datos era5 - Land del Centro Europeo de previsión meteorológica a medio plazo ecmwf (centro Europeo para las previsiones meteorológicas a medio plazo) para el análisis de deformación y causas.

3 métodos de investigación

3.1 SBAS - Insar

SBAS - Insar puede mejorar efectivamente la coherencia general del Atlas de interferencia estableciendo un umbral de línea de base espacio - temporal para obtener un patrón de interferencia diferencial de línea de base espacio - temporal corta.Zhang等，2023a), es más adecuado para áreas relativamente irrelevantes como humedales y áreas de permafrost. La fase de interferencia diferencial SBAS - Insar consta de errores de elevación, deformación superficial, retraso atmosférico, error orbital y fase de ruido, que se pueden expresar específicamente como

En la fórmula,Indica la posición del píxel,Es el píxel en el interferómetro diferencial de amplitud i ILa fase de interferencia diferencial en,yIndica la fase de error de elevación relacionada con la línea de base vertical y la fase de deformación relacionada con la línea de base temporal, respectivamente, y los últimos tres componentes de fase son la fase de retraso atmosférico, la fase de error orbital y la fase de ruido, que son señales de alta frecuencia de dimensión temporal.

Con el fin de debilitar el impacto del retraso atmosférico en la precisión del monitoreo de deformación, este trabajo utiliza gacos para corregir la fase de retraso atmosférico en el Atlas de interferencia diferencial. ParayInterferómetro diferencial formado por dos imágenes SAR en un momento, píxelesLa fase de corrección atmosférica enWang等，2019b(...)

En la fórmula,ySe indica por separadoyFase de retraso atmosférico en el momento,Indica la fase de retraso atmosférico correspondiente al par de interferencia. Después de convertir esta fase en un número complejo, se puede deducir centralmente del mapa de fase de interferencia diferencial SBAS - Insar mediante multiplicación conjugada para obtener la fase de interferencia diferencial después de la corrección del retraso atmosférico.

Modelado y estimación de la deformación de baja frecuencia de la superficie y los errores de elevación después de la corrección del retraso atmosférico..Berardino等，2002), el modelo de deformación polinómica de baja frecuencia utilizado por SBAS - Insar es..Berardino等，2002(...)

En la fórmula,representaciónLa fase de deformación correspondiente al momento,,yRepresenta, respectivamente, la tasa media de cambio de la forma del suelo, la aceleración de la deformación y la aceleración de la deformación durante el período de monitoreo.Es el momento de adquisición de la primera imagen SAR (es decir, el momento de inicio),Es el momento de adquisición de la imagen SAR n 1.

Después de obtener la fase de deformación de baja frecuencia y error de elevación, se deducen estas dos partes del interferómetro diferencial enredado original para obtener el mapa de fase de interferencia diferencial residual. después de desenganchar el mapa de fase residual, solo se agrega la fase de deformación de baja frecuencia (excluyendo la fase de error de elevación) para obtener el mapa de fase de desenganche actualizado.Berardino等，2002). A continuación, se puede modelar y resolver la tasa de cambio de fase entre los momentos de adquisición de dos imágenes SAR adyacentes, y la fase temporal correspondiente al momento de adquisición de la imagen SAR se puede obtener a través de la integración de la dimensión temporal.Berardino等，2002). Deducción de la fase temporal a través式（3）La deformación de baja frecuencia resuelta y el filtrado de la fase residual en el dominio espacio - temporal pueden separar el error orbital, el retraso atmosférico y la fase de ruido.Berardino等，2002). La deducción del error orbital, el retraso atmosférico y los componentes de fase de ruido de la fase temporal puede obtener la fase de deformación temporal, y la deformación temporal se obtiene mediante la conversión de la fase a la deformación.Berardino等，2002). Sobre la base de la deformación temporal, se puede utilizar el ajuste de mínimos cuadrados para obtener la tasa de cambio de forma.

En el procesamiento real de datos, debido a que el área de investigación de este artículo es turba y el Estado de la superficie cambia rápidamente, para garantizar una mejor coherencia del Atlas de interferencia, el umbral de la línea de base espacial del par de interferencia se establece en 110 m y el umbral de la línea de base temporal en 36 D. Debido a las limitaciones más estrictas de la línea de base espacial y temporal y la ausencia de datos SAR de órbita descendente durante dos meses, se produce una inconsistencia del Atlas de interferencia en algunos períodos de tiempo. Para garantizar la continuidad de la red de base espacio - temporal de interferencia, este artículo amplía el umbral de base temporal del período de falta de datos a 72 días por separado sobre la base de mantener el umbral de base temporal general en 36 días, conectando así las imágenes delanteras y traseras de la posición desconectada. En comparación con establecer el umbral de referencia de tiempo total en 72 días, esta operación de establecer el umbral de referencia de tiempo de 72 días solo en la posición donde los datos están desconectados con 36 días como umbral de referencia de tiempo total puede mantener la estabilidad de la red de interferencia sin afectar la coherencia del conjunto de mapas de interferencia general debido a la introducción de pares de interferencia con una base de referencia de tiempo excesiva y una coherencia pobre. En este artículo, la distribución de la línea de base espacio - temporal de interferencia es la siguiente:Fig. 2Se muestra. Después de obtener el interferómetro diferencial de acuerdo con la combinación de interferencia anterior, se utiliza los datos de gacos para corregir el retraso atmosférico, luego se realiza el filtrado Goldstein y se aplica el método de flujo de costo mínimo MCF (flujo de costo mínimo) para obtener el Atlas de fase de desenganche. Finalmente, la serie temporal de deformación y la tasa de cambio anual promedio se obtienen sobre la base del método SBAS - Insar mencionado anteriormente.

Fig. 2 Distribution of the spatial and temporal baselines

3.2 método de cálculo de la deformación bidimensional temporal que integra los resultados de la órbita de elevación

La deformación de la superficie causada por el deshielo y el ciclo del carbono es principalmente el hundimiento o elevación vertical, pero los datos SAR de una sola órbita solo pueden obtener la deformación de la línea de visión del radar los (línea de visión). Por lo tanto, es necesario extraer la deformación vertical mediante la fusión de la deformación en la dirección los de la vía de elevación. Según los estudios existentes, los satélites SAR vuelan a lo largo de direcciones aproximadamente Norte - sur, y la dirección de observación es vertical a la dirección de vuelo, por lo que no pueden capturar eficazmente la deformación Norte - Sur. Por lo tanto, las observaciones de deformación de los contribuyen principalmente a la deformación vertical y este - oeste, que se puede expresar como:Samieie-Esfahany等，2009(...)

En la fórmula,yEs la observación de la deformación de los en un momento determinado de la órbita ascendente y descendente,yEs el ángulo de incidencia y el ángulo de rumbo del satélite,yEs la deformación correspondiente este - oeste y vertical a valorar. Basado en式（4）Se pueden calcular las series temporales de deformación vertical y este - oeste de cada punto en el momento de la adquisición de cada imagen sar. Sobre la base de los resultados de la deformación vertical, se puede realizar un análisis y evaluación más precisos de la deformación superficial causada por el suelo congelado y el ciclo del carbono.

3.3 métodos de análisis de deformación

3.3.1 modelado de resultados de deformación temporal y extracción de componentes

La deformación superficial de la turba congelada y descongelada estacionalmente se manifiesta principalmente en la superposición de la deformación lineal y la deformación periódica estacional, la deformación lineal es lenta y continua, mientras que la deformación periódica estacional se ve afectada por factores ambientales cíclicos como la temperatura y la precipitación, mostrando la Ley de variación del asentamiento periódico y la elevación.明義森等，2023V;陈玉兴等，2019). Debido a que la deformación temporal de la superficie obtenida por SBAS - Insar es el resultado de la superposición de varios componentes de deformación, para facilitar un estudio más detallado de las características de deformación, especialmente para explorar la intensidad de las fluctuaciones estacionales de la superficie de la turba de zoige, este trabajo utiliza modelos lineales y de coseno positivo para descomponer Los resultados de la deformación temporal.Xu等，2022), para obtener información sobre la deformación estacional. Con este método, los resultados de la deformación temporal de la superficie se pueden descomponer en deformación lineal y deformación periódica estacional, y la expresión del modelo es..Xu等，2022(...)

En la fórmula,Es el número de días acumulados en relación con el tiempo de la primera imagen (hora de inicio),Representa el período de oscilación estacional de 365 días,Es el componente de deformación lineal,yEs el coeficiente del modelo de deformación periódica,Es un elemento residual. Según los estudios existentes..Xu等，2022), se puede utilizar la amplitud sintética de los componentes ortonormales de dos funciones triangularesLa amplitud que caracteriza la deformación estacional (es decir, la amplitud de banda), esta variable refleja la magnitud máxima de la deformación estacional y es un parámetro característico efectivo de la deformación estacional.

3.3.2 métodos de análisis y predicción de tendencias de deformación

(1) método de análisis de tendencias de deformación histórica

La tendencia histórica de la deformación se refiere a la tendencia de cambio de la deformación durante el período de monitoreo, que puede caracterizar las características complejas de la deformación. En este trabajo, se utiliza la prueba de tendencia Mann - Kendall y el método de estimación Theil - sen para obtener la tendencia de deformación histórica. El primero es un método estadístico no paramétrico para analizar si hay tendencias significativas en las series temporales..Liu等，2020). La hipótesis original es que no hay una tendencia al alza o a la baja significativa en la serie temporal, y la hipótesis opuesta es que hay una tendencia, y la fórmula es la siguiente:

En la fórmula,yEs una variable de forma superficial de la serie temporal,Es la estadística de la prueba,Es una función simbólica,Es la estadística de distribución normal estándar,Es la longitud de la serie temporal,Es el número uno de la serie temporal.El número de veces que los símbolos aparecen continuamente,Es el número de grupos, que representa el número de grupos con el mismo resultado de deformación en la serie temporal. Este artículo utiliza un nivel de confianza de 0,05, valor críticoEs ± 1,96, cuandoPor encima de 1,65, 1,96 y 2,58, la tendencia pasó la prueba de significación del 90%, 95% y 99%, respectivamente.

El método anterior puede juzgar si hay una tendencia en la deformación de la superficie, y el método de estimación Theil - sen se puede utilizar para medir la dirección de la tendencia, que tiene una alta robustez al procesar series temporales irregulares y no lineales.Zhou和Serfling，2008), cuya fórmula es

En la fórmula,yEs el mismo punto de deformación enyVariables de forma acumulativa del momento,Para tomar la operación mediana,Parámetros de estimación de tendencias. La fórmula estima la tendencia calculando la mediana de la tasa de variación de la deformación entre dos momentos arbitrarios en la serie temporal del punto de deformación. Sobre la base de los dos métodos anteriores, se pueden juzgar de manera integral las características de tendencia de la deformación temporal.Table 2). Tanto la prueba Mann - Kendall como el método de estimación Theil - sen se centran en la tendencia de la deformación en lugar del tamaño de la deformación, y no son sensibles a los valores anormales, lo que puede analizar constantemente las características de la tendencia de la deformación temporal.

Table 2 Classification of deformation trend features based on Mann-Kendall trend test and Theil-Sen estimation method

标准正态分布统计量的绝对值（Liu等，2020）	趋势估计参数	形变趋势特征
（2.58， ∞）		显著抬升
（1.96， 2.58］		明显抬升
（1.65， 1.96］		轻微抬升
［0， 1.65］		微小抬升
		无变化
［0， 1.65］		微小沉降
（1.65， 1.96］		轻微沉降
（1.96， 2.58］		明显沉降
（2.58， ∞）		显著沉降

(2) método de predicción de la tendencia de deformación

Con el fin de estudiar más a fondo el desarrollo futuro de la deformación superficial, este trabajo utiliza el índice Hurst para estimar la tendencia de cambio futuro de la deformación. El índice Hurst se utiliza para describir la correlación a largo plazo o la Autosimilaridad de las series temporales. en este trabajo, el índice Hurst se calcula utilizando el método de diferencia extrema de escala pesada. según su tamaño, se puede predecir la tendencia de la deformación superficial. la fórmula se puede expresar como:Hurst，1951(...)

En la fórmula,Para acumular desviaciones,Es la desviación estándar,Para la constante correspondiente a cada punto (el valor de k en cada punto está relacionado con la escala del conjunto de datos, se obtiene mediante el ajuste durante el análisis de regresión.Hurst，1951),Es la longitud de la serie temporal,Es el índice Hurst por estimar,Es una operación logarítmica. El rango de valor del índice Hurst es de 0 - 1, y la tendencia de deformación de la superficie se puede predecir de acuerdo con diferentes rangos de valor, comoTable 3Se muestra.

Table 3 Interpretation of Hurst exponent

Hurst指数	［0， 0.2）	［0.2， 0.4）	［0.4， 0.5）	0.5	（0.5， 0.6）	［0.6， 0.8）	［0.8， 1］
趋势特征	显著反持续性	明显反持续性	轻微反持续性	随机波动	轻微持续性	明显持续性	显著持续性

La hoja de ruta técnica de este artículo es la siguiente:Fig. 3Se muestra que incluye los siguientes cuatro enlaces: en la etapa de preparación y preprocesamiento de datos, se seleccionan los datos de imagen SAR Sentinel - 1a, el modelo de superficie digital alos 30 m y los datos gacos para la corrección atmosférica para proporcionar una base para el análisis posterior. La etapa de procesamiento de datos SBAS - Insar tiene como objetivo obtener los resultados de la deformación temporal de la superficie de la órbita de elevación los. Luego, en la etapa de análisis de las características de distribución espacio - temporal de la deformación superficial de la turba, se completa la solución de deformación bidimensional temporal y el modelado y solución de la deformación estacional, se revelan las características de distribución espacio - temporal de la deformación superficial y se sientan las bases para el análisis de las leyes de evolución posteriores. En el enlace de análisis de la Ley de evolución de la superficie de la turba, combinado con el análisis de la deformación estacional, el análisis de la deformación temporal de los puntos característicos, el análisis de la tendencia histórica y la predicción de la tendencia futura, se exploran aún más las leyes de cambio de tendencia de la deformación de la superficie de La turba, y finalmente se proporciona una base científica para la evaluación del Estado de la turba y la predicción de la protección.

Fig. 3 Flow chart of deformation monitoring and analysis technology

4 Resultados

4.1 resultados de la deformación en la dirección los de la vía de elevación

Los resultados de la tasa de variación de la forma de la superficie de los al suelo obtenidos mediante el método SBAS - Insar son los siguientes:Fig. 4Se muestra (la línea de marco negro en la imagen muestra el área cubierta de turba), en la que el valor negativo indica que la superficie se mueve en una dirección alejada del satélite, positivo y negativo. El rango de velocidad de transmisión en forma de los en el área de investigación es de - 30 - 30 mm / A. En la zona de turberas, las deformaciones superficiales de mayor magnitud se distribuyen principalmente alrededor de cuerpos de agua y humedales, y los valores positivos y negativos se distribuyen. En las zonas no turberas del centro, suroeste y noroeste de la zona de investigación, la deformación es principalmente negativa. Las estadísticas muestran que la tasa de transmisión en forma de carril ascendente es del 56,7% en el rango de (- 4 mm / a, 4 mm / a] y la tasa de transmisión en forma de carril descendente es del 45,4% en el mismo rango, lo que indica que la mayoría de las áreas son más estables. La diferencia en los resultados de la deformación en la dirección los entre la órbita ascendente y la órbita descendente se debe principalmente a las diferentes geometrías de imagen de los dos. Al mismo tiempo, si hay una deformación horizontal obvia en la superficie, las señales de deformación captadas por las dos órbitas en diferentes direcciones de visión también serán diferentes, por lo que es necesario fusionar los resultados de las órbitas de elevación para obtener una deformación bidimensional temporal vertical y horizontal.

Fig. 4 LOS surface deformation rate

4.2 verificación cruzada de los resultados de la deformación en la zona de superposición orbital temporal

Para verificar la fiabilidad de los resultados del monitoreo de deformación, este artículo obtiene un conjunto adicional de datos de imagen de otra órbita ascendente (ruta 26 Marco 103) adyacente a la órbita de imagen de órbita ascendente, realiza el procesamiento de datos mencionado en la sección 3.1 de la imagen de la región superpuesta y unifica la base de referencia durante el procesamiento de datos, obteniendo los resultados de deformación de la órbita descendente en la misma dirección de visión lateral para la verificación cruzada de la deformación. Este artículo calcula el coeficiente de correlación Pearson y el error de raíz cuadrada promedio rmse (raíz mean Square error) de la tasa de transmisión puntual homónima en el área superpuesta de órbita temporal. comoFig. 5Se muestra que el coeficiente de correlación entre los resultados de deformación es de 0,74 y el error de raíz cuadrada promedio es de 0,55, lo que demuestra que los dos tienen una buena consistencia, verificando así la fiabilidad de los resultados de deformación superficial obtenidos en este trabajo.

Fig. 5 Cross validation of deformation results in overlapping areas of adjacent tracks

4.3 resultados de la deformación bidimensional

Este artículo fusiona los resultados de la deformación en la dirección los de la vía de elevación y utiliza式（4）Los resultados de la deformación vertical y este - oeste del área de investigación se obtuvieron mediante el cálculo. comoFig. 6Se muestra una tasa de cambio vertical y este - oeste, un valor negativo vertical indica asentamiento, un valor positivo indica elevación, un valor negativo este - Oeste indica movimiento hacia el oeste y un valor positivo indica movimiento hacia el este. La deformación vertical se distribuye principalmente en la zona de distribución de turba y la zona de alta altitud occidental, con un rango de velocidad de - 45 - 45 mm / a, pero en comparación con el nivel variable del terreno de turba, especialmente alrededor de humedales y cuerpos de agua, se forman varias zonas de deformación significativas independientes. La magnitud de la deformación este - oeste es menor que la vertical, y el nivel variable de forma de turba alrededor de los humedales y los cuerpos de agua es relativamente grande. No hay una deformación este - Oeste obvia en la mayor parte de la tierra no turba, y solo hay una deformación este a gran escala en el noroeste de la zona de Investigación. Combinando el coeficiente de correlación de Spearman con el detector geográfico..王劲峰和徐成东，2017) dos métodos para analizar las causas, los resultados son los siguientes:Fig. 7Se muestra. Los resultados de ambos métodos muestran que la deformación aquí está relacionada principalmente con la elevación, la pendiente, la dirección de la pendiente y la lluvia. Al mismo tiempo, porFig. 1La distribución de la elevación media muestra que la elevación de la zona disminuye de oeste a este, y la pendiente general se enfrenta al este, por lo que la deformación de la superficie se manifiesta principalmente en movimiento hacia el este.

Fig. 6 Two-dimensional decomposition deformation rate

Fig. 7 Analysis of the affecting factors for east-west deformations in the northwest part of non-petland areas

En general, la deformación vertical se distribuye principalmente en turberas y zonas occidentales de alta altitud, con una gran amplitud de deformación. La deformación vertical de la zona de turba se concentra alrededor de los humedales y los cuerpos de agua. La deformación este - oeste en la región es relativamente pequeña en su conjunto, y hay una deformación este claramente afectada por la elevación y la pendiente en las tierras no turberas del noroeste. Los resultados de la deformación bidimensional temporal se darán en la sección posterior.

4.4 resultados de la extracción del componente de deformación

Este artículo se basa en la deformación temporal vertical y pasa por式（5）Se extrajeron las tasas de variación lineal a largo plazo y las amplitudes de deformación estacional, y los resultados fueron comoFig. 8Se muestra. La tasa de transmisión lineal vertical está entre - 45 - 45 mm / a, yFig. 6La deformación vertical mostrada es similar, concentrada alrededor de humedales y cuerpos de agua, y hay muchas elevaciones superficiales obvias. La mayoría de las deformaciones estacionales se concentran en turberas, las más significativas alrededor del Lago chaorewajian en el noreste y el municipio de manrima en el noroeste, con una amplitud máxima de 16,9 mm.

Fig. 8 The modeling and extraction results of deformation components

4.5 tendencias de deformación y resultados del análisis de Perspectivas

Para analizar la tendencia de deformación, este trabajo combina la prueba de tendencia Mann - Kendall con el método de estimación Theil - sen.Table 2La estrategia de clasificación obtiene las estadísticas de distribución normal estándar y los parámetros de tendencia de la tendencia de deformación superficial. los resultados finales de la clasificación se muestran enFig. 9La imagen muestra que las áreas con tendencias significativas de deformación superficial en el área de investigación representan la mayor proporción, las áreas de turba son principalmente "tendencias de elevación significativas", mientras que las áreas sin turba de alta altitud en el oeste del área de investigación son principalmente "tendencias de asentamiento significativas", y algunas tierras sin turba tienen pequeñas "tendencias de elevación significativas" a lo largo de los ríos. Las estadísticas muestran que las áreas con tendencias significativas de elevación y asentamiento representaron el 51,95% y el 26,10% de la superficie total, respectivamente, y el resto de las áreas con tendencias de elevación y asentamiento representaron el 8,38% y el 5,88%, respectivamente. La prueba Mann - Kendall y las estimaciones de Theil - sen revelan las complejas características de deformación de la turba de zoige, lo que indica la coexistencia de múltiples tendencias y destaca la complejidad de la deformación superficial.

Fig. 9Mostrando la distribución del índice Hurst calculada a partir del método de diferencia de rango de reescalada, el 75,72% de las regiones pueden mostrar cambios contrarios a la deformación histórica en el futuro, y el 24,28% de las regiones pueden mantener la tendencia actual, manteniendo o incluso acelerando la tasa de velocidad. Aunque las fluctuaciones estacionales pueden afectar la precisión del método de diferencia de rango de reescalada, este método todavía puede predecir eficazmente la tendencia en áreas de alta deformación con deformación lineal significativa.

5 Análisis y discusión

5.1 características espacio - temporales de la deformación global

Para revelar las características de deformación global de la superficie de la turba de zoige, primero se analiza la distribución espacial de la deformación superficial en esta área. Tasa de cambio de forma después de la descomposición de dos dimensiones..Fig. 6) se puede ver que la superficie de las zonas de alta altitud del suroeste y noroeste muestra un asentamiento obvio, combinado conFig. 9Se puede ver que el asentamiento en estas áreas es significativo y continuo; Los tipos de deformación topográfica de la turba son más complejos, mostrando las características de la coexistencia de asentamiento y elevación, deformación vertical y deformación este - oeste, y la zona de deformación severa está representada por el municipio de manrima y los alrededores del Lago chaorewa jianhu. Además, la pequeña deformación se distribuye ampliamente en la turba, y el fenómeno de elevación es más común. comoFig. 10Se muestran los resultados de la clasificación de objetos en el área de investigación basados en datos multiespectrales de Landsat 8 y métodos de clasificación supervisados por redes neuronales, con una precisión general del 99,21% y un coeficiente Kappa de 09884. Entre ellos, los pastizales y humedales (correspondientes a la turba) representan el 96,56% de la superficie total de la zona de Investigación. A juzgar por los resultados de la deformación, aunque los pastizales están ampliamente cubiertos, la deformación superficial se distribuye principalmente en torno a los humedales (turberas), y es más significativa. En general, la deformación de la superficie se distribuye principalmente en las zonas de humedales, especialmente en las zonas de turba alrededor de los cuerpos de agua.

Fig. 9 Deformation trend and prediction results

Fig. 10 Neural network supervised classification results based on Landsat 8 data

Análisis adicional de la distribución espacial de los componentes de deformación..Fig. 8) se encontró que la distribución espacial y la deformación vertical de la velocidad de deformación lineal..Fig. 6) básicamente consistente, la amplitud de la deformación estacional muestra una notable aglomeración espacial, especialmente en el lago chaorewa Jianhu en el noreste y en las áreas circundantes del municipio de manrima en el noroeste, con una amplitud de deformación estacional superior a 10 mm. además, la magnitud de la vibración estacional y el área de distribución en otras áreas de humedales (turberas) son mayores que en otras áreas de tipo geográfico, lo que indica que la humedad del suelo tiene un impacto importante en la deformación estacional y proporciona una base para la discusión posterior del mecanismo de deformación.

Para analizar las características de variación temporal de la deformación superficial de la turba de zoige,Fig. 11Se muestran series temporales de deformación de dos regiones típicas a lo largo del período. desdeFig. 11Se puede ver que hay una deformación continua significativa en la superficie, mientras que hay cambios estacionales en áreas con deformación severa, que se manifiestan como una desaceleración del asentamiento y una intensificación de la elevación después de entrar en la temporada fría (la temperatura de la superficie es inferior a 0 ° c), y una intensificación del asentamiento y una desaceleración de la elevación después de entrar en la temporada cálida (la temperatura de la superficie es superior a 0 ° c). Esta característica de deformación estacional está estrechamente relacionada con el ciclo de congelación y deshielo. durante la temporada fría, el agua del suelo congelado se congela, y la expansión del volumen conduce al aumento, formando calor congelado; Durante la temporada cálida, la capa congelada se derrite y el asentamiento se intensifica, lo que se manifiesta en el deshielo, una ley particularmente obvia en las áreas de turba. Al mismo tiempo, la descomposición, descarga y absorción y solidificación de la turba en diferentes regiones también pueden conducir al hundimiento y elevación de la superficie, y las dos acciones anteriores conducen conjuntamente a complejas características espacio - temporales de deformación.

Fig. 11 Vertical temporal deformations of two areas with significant deformations

Con el fin de verificar aún más las características de cambio temporal de la deformación en la zona de turba, este trabajo selecciona los puntos característicos al azar en la zona de elevación y asentamiento de la turba (utilizando la función aleatoria para generar puntos) y dibuja sus series temporales de deformación, los resultados son los siguientes: 1.Fig. 12Se muestra. Entre ellos,Fig. 12Y (b) muestran la distribución espacial de los puntos característicos de elevación y asentamiento, respectivamente.Fig. 12Y (d) son las variables de forma cronológica correspondientes,Fig. 12Y (f) son los valores medios de deformación temporal. Los resultados también muestran que el cambio de la superficie de la turba tiene una estacionalidad obvia: congelación y hinchazón en la temporada fría, que se manifiesta en la aceleración de la elevación y la desaceleración del asentamiento; La temporada cálida se derrite y se hunde, lo que se manifiesta en la desaceleración de la elevación y la aceleración del asentamiento.

Fig. 12 The temporal deformations and corresponding means of the randomly selected feature points

En general, la deformación de la superficie de la turba de zoige se distribuye principalmente en áreas de humedales de baja altitud (turba), tanto el asentamiento como la elevación se distribuyen, y la magnitud es más significativa, mientras que las áreas de alta altitud son principalmente el asentamiento continuo. En la serie temporal, la deformación de la turba tiene una estacionalidad obvia, que está estrechamente relacionada con el ciclo de congelación y deshielo, y la temporada fría se manifiesta como congelación y deshielo, mientras que la temporada cálida es deshielo y hundimiento.

5.2 características cronológicas de los cambios topográficos de turba y no turba

5.2.1 características cronológicas de los cambios topográficos de la turba

En la zona de turba de zoige, la deformación estacional se debe principalmente al ciclo de congelación y deshielo del suelo congelado estacional.Xu等，2022), incluso si se produce un cierto grado de degradación del suelo congelado (en el caso de ciclos de monitoreo más largos), se produce principalmente una disminución de la profundidad de congelación y cambios en la amplitud de la congelación, el aumento y el deshielo, en lugar de una deformación acumulativa continua..Wang等，2020V;Zhang等，2023bV;Guo等，2013b). La deformación acumulada de la superficie en esta región es causada principalmente por el ciclo de sustancias carbonosas..Khodaei等，2023). La descomposición y las emisiones de las fuentes de carbono conducen a la disminución de las sustancias en las capas que contienen carbono y la compactación de las capas del suelo conduce al asentamiento de la superficie..Glaser等，2004V;Hoyt等，2020V;Khodaei等，2023). La fijación de carbono, por su parte, promueve el aumento de la materia en la capa que contiene carbono, y la expansión y el engrosamiento de la capa conducen al aumento de la superficie.Khodaei等，2023). Para analizar más a fondo las características de la variación temporal de la deformación superficial de la turba de zoige y revelar sus fluctuaciones estacionales y tendencias de deformación persistentes a largo plazo, esta sección discutirá con más detalle la deformación temporal de los puntos característicos de la turba, en los que la distinción entre la turba y la no turba participa.Xu等（2018）Resultados de la distribución global de turba proporcionados.Fig. 13Se muestran los resultados de la deformación temporal de los puntos característicos de la turba, en los que los puntos característicos específicos se muestran como triángulos azules en el mapa de velocidad de transmisión en forma (sus valores de elevación se anotan al lado de cada punto) y triángulos rojos en la imagen óptica, las líneas negras en cada subinforme indican la secuencia temporal de deformación de cada punto característico, las líneas rojas representan el cambio de temperatura de la superficie, los gráficos de columnas azules representan la precipitación total mensual, las líneas verticales amarillas representan el punto de tiempo alternativo entre la temporada fría y la temporada cálida, y las líneas horizontales virtuales rojas marcan la posición de 0 ° c. En general, los puntos característicos de la turba muestran una deformación lineal continua en la secuencia temporal y se superponen con fluctuaciones estacionales obvias. A juzgar por las tendencias específicas, los puntos característicos de elevación (p2, p3, p4, p6) de enero a principios de abril de 2020 mostraron un fuerte aumento, seguido de una desaceleración del levantamiento hasta mediados de octubre e incluso un breve asentamiento, y la superficie volvió a subir bruscamente desde mediados de octubre hasta abril de 2021. De enero a principios de abril de 2020, los puntos característicos de asentamiento (p1, p5, p7, p8, p9) mostraron un asentamiento obvio, y el asentamiento se ralentizó rápidamente desde principios de abril hasta mediados de octubre, e incluso se elevó. Los puntos p5, p7, P8 y P9 volvieron a asentarse significativamente en la superficie desde mediados de octubre hasta abril del año siguiente, pero el asentamiento se ralentizó ligeramente desde principios de enero hasta principios de abril, y luego el asentamiento se ralentizó rápidamente y se elevó desde principios de abril hasta mediados de octubre. El punto P1 es ligeramente diferente de los cuatro puntos anteriores, con un ligero aumento de la elevación desde mediados de octubre hasta finales de enero del año siguiente, y luego comienza a asentarse desde finales de enero hasta principios de abril, y se intensifica desde mediados de abril hasta finales de mayo, seguido de una desaceleración de la sedimentación y una elevación gradual, con una tendencia de cambio similar en las etapas posteriores. En general, las fluctuaciones estacionales de la deformación superficial de la turba se caracterizan por variaciones interanuales, causadas por el ciclo de congelación y deshielo del suelo congelado estacional, mientras que el asentamiento acumulado y el levantamiento a largo plazo se deben a las emisiones y solidificación de la turba, que impulsan conjuntamente la deformación superficial de la turba.

Fig. 13 Temporal deformation of feature points in peatlands and the affecting factors

Además, se analizan las causas de la formación en combinación con los datos de temperatura superficial y lluvia. Para los puntos característicos de elevación, la temperatura de la superficie cayó a 0 ° C a mediados de octubre, el agua comenzó a congelarse y expandirse, y las áreas con alto contenido de agua mostraron congelación y hinchazón obvias, lo que llevó a un aumento de la elevación de la superficie. Cuando el agua se congela por completo, ya no continúa expandiéndose y la velocidad de elevación se ralentiza. A principios de abril, la temperatura aumentó a más de 0 ° C y entró en la temporada cálida. el hielo del suelo comenzó a derretirse, lo que provocó una desaceleración de la elevación de la superficie y un asentamiento. el fenómeno de elevación continua causado por la fijación de carbono superpuesto formó la tendencia de deformación anterior. La fluctuación de los puntos característicos de asentamiento es similar a la del punto de elevación, pero la tendencia es opuesta. Para el punto p1, debido a su bajo terreno y alto contenido de agua, con la llegada de la temporada cálida anual, la temperatura comienza a aumentar, el asentamiento del deshielo del suelo congelado se acelera, el asentamiento se ralentiza cuando termina el deshielo y el fenómeno de aumento a corto plazo debido al aumento de las precipitaciones y la expansión de la absorción de agua del suelo. En la temporada fría, a medida que la temperatura disminuye, el suelo congelado comienza a congelarse y subir, lo que alivia la tendencia general de asentamiento causada por las emisiones de carbono. Sin embargo, para los puntos p5, p7, P8 y p9, debido a que el terreno es relativamente alto, el agua es fácil de perder, el contenido de agua es bajo, el efecto de congelación y hinchazón no es obvio en el punto p1, junto con la disminución de las lluvias y la pérdida de agua que conduce a la compactación del suelo, por lo que no hay un aumento significativo en la temporada fría, sino que muestra una tendencia a que el asentamiento se intensifique primero y luego se ralentice.

Se puede ver que las tendencias y características de la deformación superficial en la región de la turba son más complejas, y la mayoría de las fluctuaciones de la deformación se producen cerca de picos o valles de temperatura superficial y cuando las precipitaciones fluctúan significativamente, lo que indica que las variaciones de la temperatura superficial y las precipitaciones son importantes impulsores de la deformación estacional de la turba.

5.2.2 características cronológicas de los cambios topográficos no turberos

Para contrastar con la turba, este trabajo seleccionó los puntos característicos correspondientes en áreas no turberas, y sus series temporales de deformación son comoFig. 14Se muestra. El significado de los puntos y líneas en la imagen yFig. 13Lo mismo. La no turba en el área de investigación está cubierta principalmente por plantas herbáceas adaptadas al clima frío y húmedo, como Kobresia y festuca. En comparación con la turba, la variable de forma de la no turba es menor, especialmente en áreas más alejadas de la turba, la deformación es inferior a 5 mm / a, pero todavía se muestran cambios estacionales significativos en la serie temporal. Debido a que la elevación media de las tierras no turberas en el área de investigación es de 3.552 metros, que es superior a la de 3.422 metros, y la turba se encuentra en el Centro de la cuenca de zoige, donde el agua es fácil de acumular, mientras que las tierras no turberas se distribuyen en áreas marginales y altas, el contenido de agua del suelo es relativamente bajo, lo que resulta en un ciclo de congelación y deshielo débil del suelo congelado y es difícil convertirse en el principal motor de la deformación. Por lo tanto, la deformación estacional en áreas no turberas está relacionada principalmente con el ciclo de crecimiento de las raíces de la vegetación y los cambios en el contenido de agua del suelo.Wang等，2019aV;Ding等，2023). Específicamente, en las estaciones cálidas y lluviosas, la vegetación no turbera entra en el período de crecimiento, y el desarrollo de las raíces hace que el suelo se relaje y aumente su volumen, lo que conduce a la elevación de la superficie; En la temporada fría, la vegetación está inactiva, el efecto de fijación del suelo de las raíces se debilita, y la pérdida de agua y la compactación del suelo conducen al asentamiento de la superficie. Esta característica de deformación periódica también se ha encontrado en varios estudios, como en entornos de pastizales en otras zonas de permafrost, donde se han observado patrones de deformación similares.Wang等，2019aV;Ding等，2023). En general, la combinación de factores meteorológicos y actividad vegetal promueve la deformación periódica de la superficie de las tierras no turberas con los cambios estacionales.

Fig. 14 Temporal deformation of non-peatland feature points and the affecting factors

5.3 Ley de evolución de la tendencia de deformación

Con el fin de comprender mejor la evolución a largo plazo de la deformación superficial en la región de zoige y los posibles cambios en el futuro, este trabajo combina la prueba de tendencia Mann - kendall, el método de estimación de pendiente Theil - sen y el análisis del índice Hurst para revelar aún más la tendencia de deformación y su persistencia en la región.Fig. 9Muestra que la mayoría de las áreas del área de investigación muestran una tendencia de elevación más significativa, especialmente en áreas de turba. Las zonas montañosas occidentales y centrales de alta altitud muestran una tendencia de asentamiento significativa. Además, también han aparecido áreas con tendencias de asentamiento local significativas en el lago chaorewa Jianhu y sus alrededores. Según las estadísticas, las áreas con tendencias de deformación significativas representaron el 78,05%, de las cuales el aumento representó el 51,95% y el asentamiento representó el 26,10%. Las microáreas de tendencia de deformación representaron el 14,20%, y el levantamiento y el asentamiento representaron el 7,09% y el 7,11%, respectivamente. Las regiones con tendencias aparentes y leves de deformación representaron el 7,75%.

Fig. 9Los resultados de la distribución del índice Hurst indican que el 75,72% de las regiones pueden experimentar cambios contrarios a la tendencia de deformación histórica y el 24,28% pueden mantener la tendencia actual, con resultados detallados comoTable 4Se muestra. Las áreas anti - persistencia están ampliamente distribuidas en áreas con tasas de variación de forma más pequeñas, y la deformación de estas áreas se ve afectada por factores a corto plazo o estacionales, lo que dificulta el mantenimiento de tendencias a largo plazo. Las áreas persistentes se concentran tanto en turberas como en no turberas (por ejemploFig. 9Regiones i, ii, III y iv), estos índices Hurst más altos muestran que en el futuro se seguirán produciendo deformaciones superficiales significativas y se mantendrá la tendencia original. Combinando la distribución del índice hurst, la prueba de tendencia Mann - Kendall y los resultados de la estimación de la pendiente Theil - sen..Fig. 9) y la distribución de la tasa de cambio de forma..Fig. 6Se puede predecir que el lado derecho de III lejos de la zona de agua, la zona I y la zona II continuarán aumentando en el futuro, y el lado izquierdo de III cerca de la zona de agua y la zona IV continuarán sedimentando. Sobre la base de los resultados del análisis anterior, se puede determinar preliminarmente que la zona cercana al cuerpo de agua en el lado izquierdo III es la zona clave para el tratamiento futuro de la turba de zoige, y sus características obvias de la tendencia de asentamiento muestran un mayor riesgo de degradación en el futuro. Además, la altura de distribución espacial de la región del índice Hurst alto es muy consistente con la región de mayor tasa de transmisión lineal, lo que indica que el índice tiene una alta sensibilidad para identificar tendencias de deformación significativas a largo plazo, ya sea elevación o asentamiento, lo que puede reflejar con precisión la persistencia de las tendencias de deformación.

Table 4 Interpretation results of Hurst exponent

Hurst指数	［0， 0.2）	［0.2， 0.4）	［0.4， 0.5）	0.5	（0.5， 0.6）	［0.6， 0.8）	［0.8， 1］
趋势特征	显著反持续性	明显反持续性	轻微反持续性	随机波动	轻微持续性	明显持续性	显著持续性
占比/%	13.72	42.49	19.51		14.24	9.83	0.21

5.4 análisis del Estado de salud de la turba congelada y descongelada

Durante el ciclo del carbono en la turba, la deformación de la superficie está estrechamente relacionada con el proceso de absorción y emisión de carbono.Glaser等，2004V;Hoyt等，2020V;Khodaei等，2023). En concreto, cuando la turba se drena o degrada en exceso, la capacidad del suelo para retener el agua disminuye, al igual que el nivel del agua, y el carbono orgánico del suelo está expuesto al aire, que se convierte en dióxido de carbono después de un proceso de oxidación, convirtiéndose así en una fuente de carbono que se descarga y provoca asentamiento superficial..Khodaei等，2023). Por el contrario, cuando el estado ecológico de la turba es bueno y la cobertura vegetal es alta, la materia orgánica del suelo se acumula gradualmente mientras las raíces continúan creciendo, lo que a su vez conduce a la elevación de la superficie.Khodaei等，2023). Al mismo tiempo, el aumento del nivel del agua ayuda a reducir el proceso de oxidación de la turba, promoviendo así la acumulación de carbono. Por lo tanto, el monitoreo de la deformación superficial de la turba puede proporcionar un importante apoyo de datos y base de referencia para evaluar la absorción y emisión de carbono de la turba.

Los resultados estadísticos de los datos de deformación vertical muestran que la tasa de variación de la forma de la superficie representa el 38% de la superficie en el rango de [3 mm / a, 3 mm / a] y el 77% de la superficie en el rango de [8 mm / a, 8 mm / a], lo que indica la estabilidad general de La deformación de la turba de zoige. Cabe destacar que la superficie de la zona de elevación de la superficie representa el 69%, mucho mayor que la superficie de la zona de asentamiento, lo que significa que la turba absorbe y solidifica continuamente el carbono en la atmósfera y mantiene las características de sumidero neto de carbono (secuestro de carbono) a través de la acumulación de materia orgánica del suelo. Estos datos muestran que la turba de zoige es actualmente potente en la fijación de carbono y el ecosistema del suelo en su conjunto es saludable, por lo que no hay degradación a gran escala. Por lo tanto, en general, el estado general de salud de la turba de zoige es estable y bueno, y la deformación de la superficie en la mayoría de las regiones muestra una tendencia al alza continua, lo que refleja una tendencia positiva de restauración ecológica. Esta tendencia es consistente con los resultados esperados de las políticas de protección de humedales mencionadas en la introducción y la implementación de las obras de restauración ecológica de zoige, y también confirma el efecto y la importancia de promover las obras de protección y restauración de humedales.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que hay un hundimiento local significativo en áreas como los alrededores del Lago qiaorewa jianhu, acompañado de un índice Hurst más alto, lo que indica que el hundimiento en estas áreas es significativamente sostenible y existe un riesgo potencial de degradación. Aunque los posibles fenómenos de degradación local en la actualidad no han tenido un impacto significativo en la salud general del ecosistema de la turba, si no se toman medidas de control y restauración eficaces a tiempo, la degradación puede reaparecer y intensificarse, lo que tiene un impacto negativo en la función de sumidero de carbono a largo plazo de la turba y la estabilidad del ecosistema. Por lo tanto, es necesario fortalecer la vigilancia de estas áreas y tomar medidas de protección específicas para evitar una mayor propagación de la degradación.

6 Conclusiones

La turba de zoige es el pantano de turba de meseta más grande de Eurasia y una importante zona ecológica funcional de sumidero de carbono. El monitoreo de la deformación superficial y el análisis de los factores que influyen en esta área pueden proporcionar una base científica para la evaluación de su función ecológica y vulnerabilidad. Debido a la falta de investigación actual sobre esta región, este trabajo utilizó previamente las imágenes SAR Sentinel - 1 de la órbita ascendente y descendente de enero de 2020 a diciembre de 2022 como fuente de datos, utilizando la tecnología SBAS - Insar y el método de solución bidimensional cronológica para obtener la deformación temporal bidimensional de la turba congelada y descongelada alpina de zoige, y analizó y evaluó sus características espacio - temporales de deformación, tendencias de cambio y factores que influyen, así como el Estado de salud de la turba.

Los resultados del estudio muestran que la turba de zoige tiene una deformación superficial significativa y presenta características complejas de asentamiento y elevación, acumulación lineal y variación estacional, así como deformación vertical y horizontal, que son el resultado de la combinación de factores como el ciclo de congelación y deshielo, el ciclo del carbono, el cambio de temperatura del suelo y las lluvias. La tasa de transmisión vertical en la zona está entre - 45 - 45 mm / a, y la dirección este - oeste es de - 25 - 25 mm / a, que se distribuye principalmente en la zona de turba, especialmente la deformación de la superficie alrededor del cuerpo de agua es la más significativa. El análisis combinado con los resultados de la clasificación de las características físicas muestra que las tendencias de deformación de los diferentes tipos de lugares son significativamente diferentes, principalmente relacionadas con las diferencias en los factores impulsores. Cabe señalar que la deformación acumulativa a largo plazo está estrechamente relacionada principalmente con las emisiones de descomposición de carbono y los procesos de fijación de carbono de la turba, mientras que la deformación estacional está relacionada principalmente con los procesos de congelación y deshielo del suelo congelado y se distribuye principalmente en torno a los cuerpos de agua, con una amplitud máxima de 16,9 mm. al mismo tiempo, la acumulación de superficie elevada en los resultados de la deformación superficial es mayor que la superficie asentada, lo que indica que se encuentra en un estado saludable de fijación positiva de carbono, lo que refleja la fuerte capacidad de sumidero de carbono de la turba de zoige, lo que ayuda a reducir el contenido de gases de efecto invernadero en la atmósfera y también demuestra que nuestro país ha logrado resultados notables en la protección de los Dada la importante posición de la turba en Eurasia e incluso en el mundo, su proceso continuo de secuestro de carbono tiene una importancia ecológica significativa para el ciclo global del carbono y el equilibrio material.

El estudio de este trabajo muestra que los datos SAR Sentinel - 1A y el método SBAS - Insar tienen una mejor viabilidad en el monitoreo de los cambios topográficos de la turba congelada y descongelada a gran escala, proporcionando una nueva perspectiva para el estudio de las características, mecanismos y procesos del ciclo del carbono de la turba congelada y descongelada. Más importante aún, los resultados del estudio pueden proporcionar una base científica para evaluar el ecosistema de turbas frías, congeladas y descongeladas y sus tendencias cambiantes, y proporcionar apoyo de datos para la protección ecológica y la gobernanza ambiental. Al mismo tiempo, es de gran valor científico y importancia práctica llevar a cabo el monitoreo y análisis de deformación continua en la región, y luego se llevará a cabo el monitoreo y interpretación de deformación superficial a largo plazo para la región.

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