通过回顾全球范围内冻土的分布、特性及其退化趋势，进一步探讨了气候变暖、地面工程活动及土地利用变化对冻土环境的影响。目前受人类活动与气候变暖的双重影响，出现生态系统的破坏、水资源的变化和地质灾害的增加现象，还对村镇饮水安全和基础设施安全构成威胁，对地区乃至全球环境安全构成了严峻挑战。文章强调了采取有效的环境保护措施和气候适应策略的迫切性，旨在为政策制定者和研究者提供科学依据和建议，以缓解和适应这些变化。

土壤热状态是指示多年冻土存在及其热稳定性的最关键指标。为探究黄河源头区冻土热状态的较长期变化，首先构建了土壤热传导数学模型并基于HYDRUS-1D模型求解，经参数率定验证，表明该模型具有较好的可靠性和适用性，然后利用中国区域地面气象要素驱动数据集（CMFD）驱动模拟了黄河源头区6个钻孔1979—2018年冻土地温的变化。结果表明，黄河源头区冻土热状态在1999年发生转变：1999年前温度变化速率为-0.037～0.026°C/a,1999年后升温速率为0.006～0.120°C/a。分析表明1998年的气候变暖突变及1999年的极端气候灾害突变是黄河源头区冻土地温在1999年发生突变的主要原因；冻土地温升高，冻土热稳定性下降，将深刻影响冻土水源涵养功能。该研究可厘清高原冻土对气候变化的响应规律，为加强黄河源头区生态环境分区管控提供科技支撑。

准确揭示多年冻土区碳源汇特征及其演化趋势对降低我国陆地生态系统碳源汇评估中的不确定性、实现“碳中和”目标具有重要意义。自国家重点研发计划项目启动以来，研究团队阐明了多年冻土区碳氮磷循环关键参数的空间格局和驱动因素，构建了多年冻土区首个全生态系统增温实验平台，解析了碳氮循环关键过程对气候变暖等全球变化要素的响应机制，揭示了热融湖塘甲烷（CH4）排放、可溶性有机质降解以及微生物分布特征。项目取得的阶段性成果有望为实现我国“碳中和”战略目标提供科技支撑。

在全球变暖的背景下，北极出现了冻土退化、夏季海冰减少、陆地径流输入增加和沿岸侵蚀加剧等一系列变化。随着全球变暖，封存于冻土中的有机碳（Organic Carbon,OC）正在向海加速迁移和释放，这将影响北冰洋的碳循环的格局，但目前鲜有证据能直接证实这一推论。本文通过分析楚科奇海两根百年尺度沉积岩芯的木质素和碳同位素，讨论了其所埋藏的有机质的来源和剖面变化情况。结果显示楚科奇海柱状沉积物中的有机碳来源于陆生C3植物的草本组织和海洋源生产的混合贡献；沉积物中木质素的绝对含量Σ8呈现上升趋势，证明随着全球变暖，更多的陆源物质被输运到楚科奇海。本研究表明人类活动引起的全球变暖确实增加了冻土有机碳向海的迁移，陆源输入增强导致的木质素含量增加是百年尺度下全球变暖导致冻土融化增强的直接证据。

多年冻土是冰冻圈系统的重要组成成分，因具有特殊的水热物理和力学性质，其生态系统服务功能如固碳增汇、净化水质、调节水文气候、水源涵养和贮存等也较为特殊。近几十年来，随着气候变化和人类活动干扰增强，多年冻土正在发生快速、广泛而深刻的退化，突出表现为地温升高、活动层加深、季节冻深变浅、岛状多年冻土消失、多年冻土分布下界抬升、融区扩展等。当前，我国正努力推动实现碳达峰碳中和目标，多年冻土作为陆地生态系统最大土壤有机碳库，是实现双碳目标的关键环节。我们认为，通过植被建植技术、繁育固碳能力强的苔藓草丛、微生物技术改变浅表层传热过程和水文条件等，构建接近自然状态的冻土保护技术体系是减少温室气体排放的关键路径之一，相关技术的研发将助力我国双碳目标的实现。

块石护坡在多年冻土区路基工程建设和维护中已得到广泛应用。近年来，有关块石护坡的降温效能存在一些争议，尤其是在高温冻土区其能否抵御气候变暖的不利影响这一问题引起了学者的关注。基于青藏铁路近20年现场观测数据和数值模拟预测，探讨气候变暖背景下高温冻土区块石护坡路基50年内的热状况演化规律以及天然场地高温冻土退化过程。结果表明：块石护坡路基能够有效抬升人为冻土上限，路基运营20年后人为冻土上限较原天然上限仍有近2 m的抬升；路基运营20年内，浅层冻土地基存在明显升温过程，导致人为上限以下形成厚度达6～8 m的高温冻土层，其压缩和蠕变变形可引发量值可观的路基沉降变形；在50年气温升高2.6℃情景下，路基运营30年后人为冻土上限下降至同期天然场地冻土上限水平，此后路基人为上限与天然冻土上限同步下降，会进一步引发显著的路基沉降变形。对于高温冻土区块石护坡路基而言，依据路基热状况和变形发展过程，适时采用如热管类的补强措施是必要的。

青海三江源区是全球气候变化的敏感区和生态环境脆弱区，目前正面临着冻土退化的问题。本研究基于三江源区18个国家气象站1961—2021年气象观测资料，对气候变暖前后季节冻土冻融特征进行对比分析。结果表明：三江源区年平均气温为-0.34℃，呈东高西低分布，总体以0.38℃·（10a）-1的速率上升，并在1997年发生突变，突变后气温显著升高。平均年最大季节冻结深度为142.5 cm，自西北向东南减小，总体以2.4 cm·（10a）-1速率退化，与变暖前相比减少了11 cm。平均地表冻结初日为10月24日，以1.0 d·（10a）-1速率推迟，平均地表冻结终日为5月18日，以3.3 d·（10a）-1速率提前，与变暖前相比，地表冻结终日提前了12 d，地表冻结初日推迟了14 d。季节冻土平均冻结时间为133.9 d，呈西高东低分布，总体以1.9 d·（10a）-1速率减少，与变暖前相比减少了8.8 d。年最大冻结深度及冻结时间分别在2004年和2002年发生突变，相比气温均有一定滞后...

山西省季节性冻土变化的研究，对于揭示气候变暖背景下，黄土高原季节性冻土融冻对气候变化的响应以及由冻土变化引起土地退化直接影响农业生产、农田水利基本建设及道路施工等具有重要应用价值。利用山西省1981—2018年108个国家气象观测站冻土资料，研究了山西省冻土分布的时空演变规律，主要分析了山西省地面冻结日期、解冻日期、冻结日数、年最大冻土深度的时空分布特征，分析了山西省年最大冻土深度的年际及年代际变化特征，同时也分析了以上各要素对气候变暖的响应。结果发现：山西北部冻结最早从9月开始，冬末春初冻结的面积和深度达到最大，最晚5月冻土消退；1981—2018年，地面冻结日期全省大部地区呈现不同程度推迟的态势；地面解冻日期呈不同程度提前的趋势，地面冻结日数相应减少；年最大冻土深度由北到南逐渐减小，中部和南部年最大冻土深度呈减小趋势，北部部分地区呈现增大趋势，增大可能与山西北部冬季气候向暖湿型转变有关。气温变暖的背景下，冬季降水、0 cm地温与年最大冻土深度有着较为复杂的响应关系，年最大冻土深度在冬季降水偏多的背景下与0 cm地温有较显著的负相关，最大冻土深度的减小趋势是对年平均气温升高的直接响应...

泛北极地区和青藏高原是陆地生态系统重要的有机碳、氮库。在气候变暖驱动下，高纬度或高海拔冻土融化加速，冻土活动层冻融格局改变，土壤有机质分解增加，成为全球重要的温室气体排放源，其对气候变化的“正反馈”效应受到越来越多关注。本文重点综述了近年泛北极和青藏高原冻土区土壤CO2,CH4和N2O三种主要温室气体通量对冻土退化及冻融作用的响应特征和影响机制，探讨了高寒地区生态系统净温室效应与气候变暖的相互关系，并简要提出了目前冻土区土壤碳排放和氮转化关键过程研究中需要加强的方面，旨在为继续深入开展气候变化背景下冻土碳氮循环研究提供参考。

全球变暖能够影响植物的生长环境，改变植物生长代谢过程，进而影响植物的养分循环和分配。高纬度冻土区泥炭地植物对气候变化响应更加敏感。基于野外长期开顶箱增温实验（Open-top Chamber,OTC），探究大兴安岭冻土区泥炭地植物生长及养分特征对温度升高的响应。结果表明，泥炭地植物生长对增温的响应具有种间异质性，增温显著增加了柴桦（Betula fruticosa）的高度和重要值以及白毛羊胡子草（Eriophorum vaginatum）的密度和重要值，但显著降低了笃斯越桔（Vaccinium uliginosum）的密度、盖度和重要值。柴桦的地上、地下生物量在增温后显著增加，而笃斯越桔的地上、地下生物量显著降低。增温降低了泥炭地植物物种多样性，并且引起植物组织碳氮特征发生变化。增温导致柴桦、狭叶杜香（Ledum palustre）、甸杜（Cassandra calyculata）和白毛羊胡子草凋落物以及笃斯越桔和狭叶杜香根、叶碳质量分数显著降低，而柴桦茎和笃斯越桔凋落物的碳质量分数显著增加；狭叶杜香根、叶和凋落物以及白毛羊胡子草叶的氮质量分数显著降低，而笃斯越桔茎、甸杜叶以及越桔柳（...