本发明涉及土壤冻融循环研究领域，公开了一种具有自动覆沙功能的地表环境模拟系统，包括用于容置土壤的模拟容器，模拟容器上设有温控装置和温度传感器，温控装置用于向模拟容器提供土壤冻融循环所需温度环境，还包括出沙机构和以及若干设于模拟容器内的光学传感器；出沙机构的一端连接沙源，另一端朝向模拟容器内，以向土壤表面覆沙；若干光学传感器沿着模拟容器高度方向均匀地布置，用以检测覆沙厚度；本发明的具有自动覆沙功能的地表环境模拟系统中，通过模拟容器配合温控装置模拟出高原冻土环境，利用出沙机构模拟出高原冻土表层覆沙现象，利用光学传感器和温度传感器检测出不同覆沙厚度情况下土壤的温度变化，研究积沙对高原冻土环境的影响。