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冻土是地球冰冻圈系统中的主要组成部分。局域尺度上，它的存在受到积雪、植被、坡度、坡向、岩性、水分等各种因素的影响。其中植被和积雪对冻土的影响非常显著，也一直是研究的重点和热点。在我国东北的兴安岭和俄罗斯的外贝加尔地区，广袤无垠的森林和积雪是最具特色的下垫面，对下伏季节冻土和多年冻土的地温以及冻融作用有着十分重要的影响。
为了研究积雪和植被对冻土温度和热稳定性的影响，本文通过在大兴安岭西坡北部根河、伊图里河和图里河地区选取典型植被地段即大兴安岭森林生态站内的四种典型林型，即杜香-真藓-兴安落叶松林(Ledum palustre vag.dilatatum-Bryum-Larix gmelini forest)、真藓-兴安落叶松林(Bryum-Larix gmelini forest)、塔头-兴安落叶松林(Carex tato-Larix gmelini forest)、柴桦兴安落叶松林(streamside Larix gmelini forest)，根河市郊721发射台后院的草类-柴桦灌丛(grasses-Betula fruticosa shrubs)，根河市气象局观测场外裸地，以及伊图里河塔头湿地(Carex taro swamp)进行钻孔和自动气象观测站布设，对林区气候、不同植被条件下的多年冻土和活动层的地温进行长期观测。并且，在柴桦落叶松林内设置一个对比观测孔，对其中一个钻孔进行周围植被铲除，监测植被铲除条件下地温的变化情况。此外，还收集了2000年来根河和图里河气象站的观测数据，分析积雪对地温的影响。同时，利用SHAW模型，模拟给定植被和积雪变化情景下活动层以及多年冻土的响应。
通过对所获得的数据和模拟结果进行分析，主要结论如下：
1)在大兴安岭森林生态站实验区森林场地内，一般情况下与植被冠层顶部相比，冠层可以反射和吸收大约40％左右的太阳辐射。辐射往往会影响林内气温的分布，当林内一天中的接收太阳辐射大时，林内容易形成气温随高度升高的现象。且与根河市内相比，2009年林内各月平均气温低1.8～4.3℃，年平均气温低2.9℃。
2)由于不同植被类型的组分不同，各层片结构的疏密程度有别，反射太阳辐射的能力也不同，以及植被根系吸水能力有差异，不同植被类型对降雪的截留作用不同，这样对地温的影响也不一样。
a)在春季，塔头苔草-兴安落叶松林的根系吸水性最好，活动层含冰量高；活动层开始融化的时间最晚，且融化过程很缓慢。在融区内，季节冻结层具有明显的自上而下和自下而上的双向融化特征。
b)在夏季，植被可以阻挡一部分到达地面的太阳辐射，使得同一地区有植被地方的地温低于无植被的地方。通过比较各种植被类型夏季平均地表温度发现，在相同的气候条件下，塔头落叶松林的降温效应最好，能使年平均地表温度降低4.9℃，其次是柴桦落叶松林和塔头湿地，相同气候条件的降温效应为3.4℃，再其次是杜香-真藓落叶松林，为1.7℃，然后是草类柴桦灌丛，降温效应为1.5℃，最后是真藓落叶松林，为0.6℃。
c)秋季，随着天气转冷，乔灌层发育不好的真藓落叶松林降温最快，其次是凋零最快的柴桦落叶松林，然后是杜香真藓落叶松林，塔头湿地没有乔灌层的保护，上面0.1和0.2 m的降温速度可以与真藓落叶松林相媲美。塔头落叶松林则由于根部强烈的吸水能力使得上部土层含水量极高，延缓了冻结过程的进行，降温速率最小。
d)冬季，不同植被类型下的冬季地表平均温度也不同，这主要是各种植被类型对积雪的截留作用不同造成的。冬季地表平均温度由高到低依次为气象观测场外裸地、塔头兴安落叶松林、杜香-真藓-兴安落叶松林、真藓-兴安落叶松林、草类柴桦灌丛、柴桦落叶松林和塔头湿地。
3)植被扰动往往会对植被生长旺盛期和冬季积雪覆盖期的地温造成影响。在植被生长旺盛期，植被主要是通过反射大量的太阳辐射来影响地温，而积雪覆盖期则通过对积雪的截留和重分配等过程来间接影响地温。同时，植被扰动对冻融过程也有影响。铲除植被会使夏季地温更高，这样在相同的气候条件下，土层秋季回冻速度原状植被下的土层慢。另外，铲除植被后第二年的最大融化深度比第一年增加了20～30 cm。除此之外，与铲除植被相比，未扰动的柴桦落叶松林在2010年夏季对地表温度的降温效应可达4.6℃。在冬季，较矮小的植被-积雪层主要起保温作用。但是森林(含密集灌丛)植被对积雪的截留作用会削弱积雪对地温的保温效应，使地面温度减少至少1.6℃。此外，地温对植被扰动的响应在空间和时间上都具有滞后性，即植被扰动后，深层多年冻土温度的变化比活动层慢。
4)积雪的导热系数基本是随着积雪密度的增加而增大。野外调查中发现，融化前积雪的密度一般小于0.33 g·cm-3，导热性能不好，对地温主要起保温作用，使地面保持相对较高的温度。而正在融化中的积雪密度一般大于0.33 g·cm-3，导热系数会增加，对地温的保温效应下降。但是，积雪融化需要消耗大量的相变热，实际上对地温起到相对降温的作用，使地面升温速度比无雪的地方比较慢。
5)在东北地区，冬季漫长，春季升温迅速。因此，积雪的累积过程缓慢，融化较快。部分融化的积雪，或薄层、不稳定积雪，对地温的隔热保温作用都不强。对地温影响更重要的是降雪的早晚、稳定积雪期雪的厚度与持续时间。如果第一场雪降落之前地面还未回冻，那么雪的降落反而会延缓了地面的回冻，使得地面回冻至少延后10天。如果第一场雪降落来的较晚，此时地面已经回冻，再加上积雪量少和雪层薄的情况，会使冬季各深度的平均温度降低4～7℃。
6)积雪深度对地温的影响表现在地温的波动幅度和地温对气温响应的滞后性两方面。在完全没有积雪的季节，地温波动幅度较大，与气温变化密切相关。稳定期积雪越薄，地温波动越大，地温与气温相关性越好。通过SHAW模型对多年冻土区不同积雪情景的模拟发现，最大雪深从29cm增加到87cm时，雪地界面温度基本可以记录26天前的气温变化。这里可能植被和下伏多年冻土都对雪地界面的温度有影响。
7)积雪对冻土影响的程度首先反映在冻结指数和保温效应上。稳定期25cm的积雪能使地面减少将近60％的热量损失，其保温效应约为10～13℃，而最大雪深增大至36 cm时，可使地面减少70％以上的热量损失，积雪保温效应为约为15℃。其次体现在冻融过程上，最大雪深从10 cm增加至36 cm时，会使根河季节冻土区的最大冻结深度减少70 cm，地面冻结期减少77天。积雪对冻土的影响还体现在夏季各深度的平均温度和年平均温度方面。降雪量较少的年份，土层各深度的年平均温度较低，而降雪较多的年份则正好相反。SHAW模型模拟结果与统计结果相吻合，情景模拟结果显示当雪深从无雪增加到87cm时，活动层年平均地温大致增加6.2～6.5℃左右，3.2m处的年平均温度增加1.4℃左右，4.0 m处的年平均温度增加0.8℃。
总的研究表明，植被和积雪对大兴安岭北部冻土的影响机制较为复杂，不同植被类型和积雪状态对冻土的影响程度也各不相同，且同时可能受气温、坡度坡向、岩性、水分等其它因素的共同影响。本论文基本较为成功地分析和解释了大兴安岭北部典型植被类型和积雪对冻土地温以及冻融过程的影响机理，并给出了它们对冻土的影响程度，为今后大兴安岭北部冻土影响因素的研究奠定基础。