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。
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。
作为地球“第三极”,青藏高原的地表过程变化深刻影响着区域乃至全球气候.在青藏高原变暖变湿的背景下,冰川积雪加速融化、植被持续变绿,高原地表总体呈现变暗特征,即地表反照率持续下降.过去的研究主要集中在评估高原地表变暗对区域、周边地区乃至全球的气候效应,而高原地表变暗如何影响局地冻土与生态系统仍不清楚.为此,本文利用陆地过程模型ORCHIDEE-MICT开展模拟实验,定量评估了高原地表变暗对区域冻土与生态系统的影响.结果表明,高原地表变暗导致的气候变化会导致高原冻土面积减少（1.1±0.019）×104km2,多年冻土活动层的平均厚度增加约（0.06±0.0004）m,季节冻土最大冻结深度平均减少约（0.06±0.0016）m.相比之下,高原地表变暗会增加叶面积指数,提高总初级生产力,最终导致高原陆地碳储量增加（0.81±0.001）PgC.研究结果强调了高原地表变暗对冻土与生态系统的跨圈层影响,有助于深入理解高原持续变暖变湿下冻土退化风险,并为建设国家生态安全屏障提供重要科学依据.
在全球变暖导致冻土退化的趋势下，对三江源不同冻土区的生态环境质量时空演变及驱动力进行研究，可为区域生态环境治理和生态文明建设提供一定理论依据。基于谷歌地球引擎（GEE）2000～2022年的MODIS数据集构建遥感生态指数（RSEI），结合变异系数、重心迁移、Theil-Sen斜率估计、Mann-Kendall检验与Hurst指数探索三江源不同冻土区生态环境质量的时空演变规律，并运用地理探测器对比分析自然和人为因子对生态环境质量空间分异的驱动力。结果表明：①2000～2022年，三江源生态环境质量整体处于中等水平，呈现“西北低、东南高”的空间分布格局，各冻土区RSEI均值依次为：大片-岛状多年冻土区（0.630）>山地多年冻土区（0.624）>中深季节冻土区（0.587）>大片多年冻土区（0.429）。②23年间，三江源生态环境质量整体变好，RSEI上升速率为0.0015 a-1，RSEI各等级重心向大片多年冻土区内部迁移，各冻土区均有超过57.00%的面积呈改善趋势，中深季节冻土区达到73.37%。③未来，三江源生态环境质量总体呈反持续特征，各...
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.
水源涵养修复与保护一直是露天矿从开采到闭坑后全生命周期治理和生态环境保护中的薄弱环节，涉及高寒冻土区复杂背景下多学科、多圈层环境下更为错综复杂的水问题，其中相互联动水文过程的分析研究更是巨大挑战。在分析自然环境及高寒冻土环境下水传输涵养的影响因素和矿山开采活动对水传输涵养影响的基础上，从不同形式和环境圈层中水的相互交织传输过程，重点分析在自然环境、露天矿生产活动破坏影响和人工修复保护3种情形下的水传输涵养机理。基于全面联系分析查找问题的思路和综合系统治理的原则，提出了水传输涵养系统的概念，并从3个基本构架提出了露天矿水传输涵养系统模式构建：(1)从治理区到与自然水系联通的20余种组合模式及不同类型对象基本适用条件，提出了地表水系联通搭接顶层系统构建；(2)按照近似原位涵养、汇水传输、过水传输、输排通道等功能单元定位，从生态截排水沟、不同截排水沟空间展布样式和输排水骨干网、汇水支网、功能单元分区提出生态截排水网络构建；(3)从微地貌整形、地表毛细沟网络和垂向上多元生态地质层重构理念支撑原位水源涵养系统重构的底层设计。基于以上研究，以5号井为例将其规划建造成10个功能单元分区，实现分区引导...
总结了祁连山冻土区的特点和分布情况，介绍了碳过程的基本概念和影响因素，探讨了气候变化对祁连山冻土区碳过程的影响，并提出了关键策略。对了解祁连山冻土区碳过程对气候变化的响应、保护该区生态环境具有重要的学术和实践价值。
冻土的低渗透性改变了地表水下渗,导致寒区流域产汇流过程发生改变;其季节冻融及引起的活动层深度变化,改变了土壤含水量从而调蓄流域储水量。过去数十年,气候变暖引起冻土退化重塑了寒区水文地质环境、改变了地下水热状况;而多年冻土退化的后果是其所含有的固态冰向液态地下水转化,进而改变多年冻土地下水的时空模态、生态环境和工程设施基础,影响多年冻土的碳汇功能,以及释放封存于其内的温室气体并进一步加速气候变化。尽管水化学和数值模拟技术的发展提升了人们对于冻土地下水补径排和循环机理的理解,但冻土区恶劣的环境和直接监测地下水的困难,仍然使冻土地下水研究存在巨大挑战。本文通过梳理多年冻土地下水相关文献,刻画了多年冻土地下水的时空模态,探讨了冻土与地下水的相互作用,认为在未来的研究中,水化学方法应更加侧重于冻土地下水动态,数值模拟应更加侧重于地下水热过程。另外,还整合了气候变化背景下多年冻土地下水变化的相关研究成果,描述了从补给区-排泄区、冻土融化起始-长期退化至消失过程中地下水的赋存、补径排变化以及这些变化所带来的影响。最后,尝试性探讨了冻土地下水研究未来可能的发展,以期为多年冻土地下水水文、水资源和生态环...
活动层作为多年冻土区水热物理和力学动态最活跃的近地表层，是供给高寒植物生长所需水分和营养物质的关键区，是多年冻土与大气圈、土壤圈进行能水和物质交换的主要通道，也是微生物活动最频繁和生物地球化学循环最关键的冷生土壤层。近几十年来，在气候变暖和人类活动增强影响下，多年冻土区活动层厚度（ALT）普遍增加，对寒区环境与冻土工程产生了不利影响。本文对影响天然状态下ALT空间分异的宏观地质地理和微观局地因子、ALT的野外测量和模拟计算方法、ALT对气候变化的响应特征进行了回顾，并探讨了ALT变化对高寒生态环境的影响。研究表明：太阳辐射及其重分布和下垫面的复合作用是ALT空间分异的主因，在其他因素和条件一致时，高程多年冻土下界和纬度多年冻土南界附近的ALT较厚；近三十年来ALT积极响应气候变暖，随气温升高而增加，但区域差异明显，中纬高海拔和山地多年冻土区ALT大部分呈显著增加趋势，而高纬富含冰多年冻土区ALT因地下冰融化下沉，一定程度上抵消了因气候变暖而增加的部分。本文还展望了ALT未来研究方向，认为应聚焦ALT精准模拟制图、ALT变化的自适应机制、ALT变化对生物地球化学循环的影响和ALT变化对水...
作为长江、黄河、澜沧江的发源地，三江源区是我国重要的水源涵养区和生态屏障。在气候变化背景下，三江源区广泛分布的冻土显著退化，对植被变化与生态环境产生深远影响，但近20年植被变化特征及其对气候与冻土变化的响应尚不明晰。基于2001—2020年间三江源区植被、气象与土壤冻融数据集，分析了过去20年间三江源区植被物候变化特征及其对气候因子与土壤冻融要素变化的响应。结果表明：三江源区归一化植被指数（NDVI）整体呈东南高、西北低的空间格局，2001—2020年间三江源区植被整体呈变绿趋势，生长季NDVI以每10年0.017的速率显著增加；植被物候显著变化，生长季延长[6.3 d·（10a）-1]，主要由生长季开始日期（SOS）提前[4.9 d·（10a）-1]贡献。基于统计分析结果，气温和降水是生长季NDVI最重要的主导因素，植被对降水的敏感性在气温相对较高、降水相对较少的暖干区域更强；生长季开始前的降水是SOS最重要的主导因素。土壤冻融变化对植被生长的影响具有空间异质性，在暖干区域，土壤融化时段延长对植被生长起到抑制作用。总体来看，三江源季节冻土区...