随着气候临界点的迫近，多年冻土两层分层体系的局限性日益凸显，因此有必要单独考虑多年冻土上部即过渡带的特殊性质.通过系统梳理已有研究发现：（1）过渡带是多年冻土区内成冰和过剩冰的主要分布带，广泛分布于粉黏土中及部分细粒多孔且冻结敏感性强的风化基岩地带，地下冰多为分凝冰、脉冰和大块冰，冷生构造主要为透镜状、层状、网状和斑杂状等，其变化与热融沉陷和斜坡地带热融滑塌、融冻泥流和活动层滑脱等现象密切相关；（2）其蕴含的丰富有机质和腐殖质常与多年冻土的加积和重复分凝成冰过程伴生，是重建冻土形成时气候与环境的可靠替代性指标；（3）多年冻土退化的程度和幅度与过渡带的厚度、冷生构造、地下冰和有机质含量等内在性质密不可分，呈现极强的时空异质性，其因地下冰巨大相变潜热效应而减缓甚至阻抗多年冻土退化，但一旦融化即产生临界点效应，由此多年冻土退化加速，热喀斯特现象激增，并造成上覆工程构筑物失稳.因此，亟待开展包含过渡带的气候环境重建、生态水文效应、力学性能和结构性质的演化与冻土精准模拟研究.

高寒山区土壤碳是全球冻土碳库的重要组成部分，以溶解相从陆地侧向输出到河流是该地区土壤碳输出的重要途径，而以往研究主要集中在多年冻土区，对季节冻土区关注较少.为探讨季节冻土区河流溶解性碳的输出规律、影响因素及其作用机制，以位于青藏高原祁连山北麓黑河上游的季节冻土山区——红泥沟小流域为研究区，通过对河水中溶解性有机碳（DOC）和溶解性无机碳（DIC）浓度与通量的连续观测，结合河水中稳定同位素丰度及流域内气象、水文、地温等观测数据，发现在冻土消融前期（春末），流域出口河水中DOC和DIC浓度较高但通量较低；在冻土消融后期（夏季），河水中DOC和DIC浓度较低但通量较高；河水中DOC和DIC浓度在消融后期总体呈下降趋势，但低流量期的浓度比高流量期略有上升.研究表明：对以红泥沟小流域为代表的季节冻土山区，消融前期溶解性碳输出的主控因素仍是冻土特征及动态，但在消融后期则变为水文输入特征主控，以细粒残坡积物为主的薄层含水层和广泛发育的冻融扰动地貌也对其有重要影响，导致河流中DOC浓度高于青藏高原其他地区的报道值.

全球变暖会导致多年冻土解冻融化，这不仅对多年冻土区的工程和基础设施产生重要影响，还会改变陆地和大气间能量、水分和碳循环而反馈于气候系统.多年冻土主要分布于地下，其实际分布资料很难获取，因而许多研究对多年冻土区及其实际面积描述不清，进而影响了多年冻土变化和碳循环等研究结果 .近年来，随着遥感和模型的发展，多年冻土实际分布取得了一系列的进展.根据国内外的最新结果，对全球和我国多年冻土区及其实际面积进行了综合分析.结果表明，目前北半球多年冻土区面积约为2 100万km2，多年冻土实际面积约为1 400万km2.我国青藏高原多年冻土区面积约为150万km2，实际多年冻土约为105万km2，我国其他地区的多年冻土实际分布还需进一步的研究.

全球变暖可能导致多年冻土中的有机碳分解，向大气释放甲烷（CH4），但多年冻土的甲烷释放通量与微生物群落结构以及功能基因的丰度相关性还不清楚.于2019年6月～2020年1月，选择青藏高原北部祁连山多年冻土区，利用静态箱-气相色谱法对不同海拔地区进行CH4释放通量测定，并分析土壤理化性质、CH4功能微生物群落、功能微生物的基因丰度.结果发现，整体上，甲烷通量随着海拔的上升而增加，在4 100 m和3 900 m处表现为源，而其他各海拔地区表现为碳汇.土壤含水率、电导率和mcr A基因丰度与CH4通量正相关.研究表明祁连山多年冻土区不同海拔CH4通量受土壤含水率和mcr A基因丰度的影响，而有机碳含量会影响微生物的多样性.

基于黄河源区多年冻土退化引起的生态环境地质问题与效应的实际资料,明确了多年冻土的生态环境功能和多年冻土退化引起的危害.提出多年冻土退化使赋存于高寒草地和维系高寒草地生长发育的多年冻土表部的冻结层地下水水位持续下降或消失,从而引发和加剧了高寒草地的"三化"(草地退化、沙漠化和盐渍化)和水环境变异,是导致黄河源区占主导地位的高寒草甸失水向沙漠化草地和"黑土滩"型次生裸地退化的主要地质原因.