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对青藏铁路沿线土壤热状况的现状及未来变化趋势进行研究，将为制定合理对策保障建成后的青藏铁路正常运营提供重要科学依据，从而具有重要的科学意义和现实意义。本文主要从两方面对青藏铁路沿线土壤热状况进行了研究，一是基于观测资料的计算分析，对青藏铁路沿线的土壤温度和土壤热通量的时空变化特征进行了研究；二是利用降尺度数值模拟的方法对全球气候变化背景下青藏铁路沿线多年冻土区土壤热状况的变化趋势进行了预测。具体研究内容如下：
1.利用统计方法对GAME-Tibet土壤温度资料进行分析，从日、月、年时间尺度上分析了青藏铁路沿线土壤温度的时空变化特征与规律；根据土壤温度资料并利用积分算法，计算了青藏铁路沿线各站点的土壤热通量，并从多时间尺度上对其变化特征与规律进行了分析研究。这部分的主要研究结论包括：
a)土壤温度：浅层土壤温度变化明显比深层土壤温度变化剧烈。在冻结期、降温期和升温期，土壤温度基本是随着土壤深度加深而呈上升趋势，而融化期的土壤温度则随着土壤深度加深而下降。就年变化而言，随着土壤深度增加土壤温度出现极大值和极小值的时间滞后约2～3个月，变化幅度也明显减小。
b)土壤热通量：浅层的土壤热通量变化明显比深层土壤热通量变化剧烈，而且浅层土壤热通量绝对值也明显大于深层。在冻结期与降温期，浅层土壤热通量的变化规律比较一致，总体上呈负值，深层土壤热通量变化非常小。而在升温期与融化期各站点的土壤热通量变化规律则有所不同。
2.采用CCM3到MM5再到LSM单向降尺度耦合的数值模拟方法，研究了大气中CO2浓度对青藏铁路沿线冻土区的影响。研究设计了两种数值模拟方案，分别对CO2浓度现状和CO2浓度加倍后的全球气候背景及对应的土壤热状况进行了情景模拟。这部分的研究表明：
a)与实测结果的对比表明，CO2当前浓度的情景模拟较好地模拟出了土壤温度的实际变化趋势。冻结期的土壤温度随着深度加深而升高，土壤的冻结深度可达1.5m；融化期的土壤温度则随着土壤深度加深而降低；冻结期地表的感热通量和潜热通量都明显小于融化期。
b)对比CO2浓度现状及CO2浓度加倍的模拟结果可发现，CO2浓度不仅对全球的平均气候状态有影响，还会进一步影响到青藏铁路沿线的冻土。CO2浓度加倍后，各层的土壤温度在冻结期和融化期都有不同程度的升高趋势，地面的潜热与感热通量也都发生了明显变化，并且CO2浓度加倍会导致土壤的冻结深度明显减小。