热喀斯特湖作为多年冻土响应气候变暖最显著的冰冻圈地貌之一，其形成演化过程深刻影响着生态环境变化、区域水文循环及生物地球化学过程，并危害冻土工程稳定性。通过综述北半球多年冻土区热喀斯特湖形成演化、水文循环、热量迁移及生态环境效应和工程影响的研究进展，发现在环北极不连续多年冻土区，多数区域的湖塘面积呈减少趋势；在连续多年冻土区，湖塘面积的增加和减少均有发生，而青藏高原区域气候暖湿化导致热喀斯特湖快速形成和扩张。同时，热喀斯特湖演化耦合水文循环过程及产生的热效应会改变周围土壤理化性质，影响高寒生态系统的水热过程，并降低毗邻冻土工程的稳定性。热喀斯特湖发育加速多年冻土碳库分解，释放CO2、CH4和N2O等温室气体，并反馈于气候变化系统。目前，热喀斯特湖“水—热—碳”循环过程及环境效应是国际冻土研究的热点议题之一。未来需综合考虑人类活动及气候变化的协同作用，并基于热喀斯特湖水—热—碳循环耦合过程，发展高精度陆面过程模型，研究变化环境下多年冻土区生态环境演替、水资源变化及碳循环等问题，推动冰冻圈科学发展。

黄河源区冻土空间分布异常复杂，冻土因其特殊的水热物理性质显著影响水源涵养功能，然而冻土影响下的水源涵养空间格局尚未得到充分研究。本文基于InVEST模型模拟黄河源区水源涵养量空间分布变化，同时对黄河源区冻土变化及其对水源涵养的影响进行了研究。结果表明，1980—2019年间，黄河源区多年平均水源涵养量为41.15±14.55 mm，受降水作为主控因素的影响，其整体以（0.10±0.08）mm/a(p>0.05)的速率增加，季节冻土区增加速率（0.09±0.09）mm/a(p>0.05)略高于多年冻土区（0.07±0.07）mm/a(p>0.05)；当前，季节冻土区平均水源涵养量约为多年冻土区的1.29倍。多年冻土顶板温度（TTOP）对水源涵养量的单因子解释力为0.20，其多因子交互作用均强于单因子作用。空间回归分析和自相关分析表明，TTOP与水源涵养量呈显著的协同关系，而活动层厚度（ALT）及最大季节冻深（MSFD）均与水源涵养量呈权衡关系。在回归性上，TTOP与水源涵养量回归系数由西北向东南递增，正相关区域集中在季节冻土区；ALT与水源涵养量的回归系数由南向北递增，...

全球变暖对北半球多年冻土的影响日益显著，多年冻土退化是现代冰冻圈中与气候变化相关的最紧迫问题之一。本研究基于15种不同地球系统模式（ACCESS-CM2、ACCESS-ESM1-5、BCC-CSM2-MR、CanESM5、CESM2、CESM2-WACCM、EC-Earth3、FGOALS-f3-L、IPSL-CM6A-LR、MIROC6、MPI-ESM1-2-HR、MPI-ESM1-2-LR、MRI-ESM2-0、NorESM2-LM、NorESM2-MM）的CMIP6土壤温度数据，分析了未来不同排放情境（SSP126、SSP245、SSP370和SSP585）下北半球多年冻土面积和活动层厚度（ALT）的时空格局，重点解析了影响ALT变化的主要环境驱动因子。结果表明：各地球系统模式（ESM）对ALT的模拟能力差异显著。基于性能最优的4个ESM（MPI-ESM1-2-LR、ACCESS-ESM1-5、MPI-ESM1-2-HR和BCC-CSM2-MR）分析发现，2015—2100年间，高排放情境（SSP370、SSP585）下多年冻土面积减少速率显著加快，SSP585情境下冻土面积消退...

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。

研究目的：全球气温持续上升、暖湿化逐年加剧，致使青藏高原多年冻土地区热侵蚀加剧，冻土退化对高原寒区铁路安全运营及相关铁路工程建设带来众多技术难题。通过收集青藏铁路多年冻土区沿线气温、降水、地温等数据，系统分析多年冻土区气候变化规律与冻土变化特征，研究成果旨在为增温条件下高原寒区工程维养与工程建设提供理论支撑。研究结论：（1）近20年青藏高原增温速率为0.64℃/10 a，降水量增加速率为16.8 mm/10 a;(2)青藏铁路沿线平均气温为-5.9～-2.7℃，年降水量增加了75～86 mm;(3)青藏铁路多年冻土区地温升高0.06～0.21℃，南北两界温度提高了0.04～0.17℃，沿线冻结指数为1.5～5.6;(4)本研究成果可为高原寒区道路工程建造与既有工程病害处置提供理论支撑与技术参考。

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。

全球气候变暖加剧了青藏高原气候暖湿化，威胁着高原铁路路基及下伏多年冻土的热稳定性，但以往研究缺乏综合考虑铁路沿线气候、多年冻土及路基稳定性的系统分析。针对这一研究的不足，基于铁路沿线气象和多年冻土路基地温监测数据，分析铁路沿线多年冻土区气温降水、天然场地年平均地温与天然上限、路基人为上限及路基左右路肩沉降变化，揭示气候暖湿化背景下铁路多年冻土路基热稳定性变化，为多年冻土区铁路建设和维护提供参考。结果表明：近20年来，铁路沿线年均气温和年均降水量的平均值分别增加了1.2℃和80mm；相较于2007年，2020年铁路沿线天然场地多年冻土年均地温平均升高0.1℃，多年冻土天然上限平均下降0.58 m，路基人为上限平均抬升2.34 m，路基左路肩平均沉降大于右路肩，存在阴阳坡效应。整体而言，铁路多年冻土路基状态稳定，运行状态良好，建设运营期间采取的一系列工程措施有效，但面向未来气候加剧变化趋势，应提前谋划多年冻土保护新技术。

多年冻土对全球变化非常敏感，利用植被演替揭示多年冻土区气候与环境变化具有重要意义。本文以大兴安岭漠河盆地多年冻土岩芯孢粉学为证据，通过AMS14C构建了年代学框架，重建多年冻土区更新世晚期以来植被演替与气候历史，分析了植被演替对多年冻土区环境变化的响应。结果显示孢粉组合较好地反映漠河盆地和外围山地植被组成格局，依据区域关键植被对气候指示关系，漠河盆地30 ka BP以来植被演替指示气候发生了5次显著变化过程：30.0—27.1 ka BP形成草甸湿地景观，指示气候寒冷湿润；27.1—20.5 ka BP形成针叶林草原景观，指示气候相对寒冷干旱；20.5—11.3 ka BP由针叶林湿地向针阔混交林湿地景观转变，指示气温开始转暖，但气候仍寒冷湿润；11.3—1.9 ka BP形成针阔混交林湿地景观，指示气候温暖湿润；1.9 ka BP至今形成针叶林湿地景观，指示气候冷凉湿润。通过对比分析发现，影响植被演替的因素不仅包括纬度和海陆位置上的气候差异，还有多年冻土本身引起的区域环境效应，植被演替对冰期、间冰期多年冻土变化具有不同响应机制。在末次冰盛期，由于多年冻土冻结和扩张，导致多年冻土环境更...

野火是多年冻土区生态系统的主要扰动形式之一,近年来有逐渐增强的趋势.多年冻土区的野火不仅燃烧地上和地下有机质,还会促进冻土融化,从而向大气中释放大量二氧化碳、甲烷等温室气体,但目前对于北半球高纬度多年冻土区对全球野火燃烧碳排放贡献的认识仍然有限.本研究利用卫星遥感与地面观测资料相结合的野火燃烧碳排放数据,分析了21世纪以来北半球高纬度多年冻土区地上和地下燃料燃烧分别对全球野火燃烧碳排放的贡献及其时空变化特征.研究发现, 2002～2020年期间,多年冻土区生态系统约贡献全球野火燃烧碳排放的11.96%,其中地上燃烧碳排放约贡献全球地上野火燃烧碳排放的3.94%、地下燃烧碳排放约贡献全球地下燃烧碳排放的63.57%.整个北半球高纬度多年冻土区对全球的贡献在7月和8月增加最为显著,而连续冻土区(冻土覆盖范围大于90%的区域)则在6月和7月增加最为显著.北半球高纬度多年冻土区的地上和地下燃烧对全球的野火燃烧排放量贡献都在增加,主要是因为全球的燃烧排放总量在减少,而北半球高纬度多年冻土区的野火燃烧排放量在增加,其中连续冻土区燃烧排放量的增加和对全球贡献的增长最为显著.本研究强调了北半球高纬度多...

为了研究季节性冻土的变化特征及气候变化对冻土的影响，基于锡林浩特国家基准气候站1961—2021年的逐日冻土深度和气象要素观测资料，通过线性倾向估计、相关性检验、M-K突变检验、Morlet小波分析等方法，对最大冻土深度的年际、年代际变化规律，季节性冻土冻融日期进行分析，研究影响最大冻土深度变化的气象因子，建立冻土深度多元回归方程。结果表明：最大冻土深度以-1.75 cm/（10 a）的速度变浅；年代际变化呈“V”形分布，20世纪70年代平均冻土深度最深，90年代平均冻土深度最浅，总体为深—浅—深的变化规律；1983—1988年冻土深度有强突变发生；最大冻土深度的主周期为28 a；冻土冻结日期变化趋势不明显，消融日期有提前的趋势；最大冻土深度与年平均气温、平均最低气温、平均40 cm地温均呈极显著负相关，说明气温和40 cm地温是影响季节性冻土深度变化的关键气象因子。通过建立多元回归方程，可以预测锡林浩特地区的冻土深度，为地方修建铁路、埋设取暖管道等与冻土相关的生产生活服务，同时，研究冻土深度的气候变化响应对合理利用气候资源有针对性地开展农牧业生产，促进草原生态可持续发展有重要意义。