多年冻土是指温度在0℃或者0℃以下至少连续存在两年的岩土层。多年冻土对地气交换、地表能量平衡、地表水文过程、生态系统、碳循环、人类的生活环境等具有非常重要的影响。过去大量研究多集中在连续多年冻土区,而对于下界处的多年冻土鲜有报道。为了研究黑河上游祁连山区多年冻土的特征,课题组建立了多年冻土监测网络对多年冻土进行观测研究。通过收集研究区高分辨率气候资料、土壤属性资料,利用一维和二维数值模型,明晰研究区多年冻土退化特征,揭示下界处多年冻土退化机制。主要研究内容包括:地表冻融变化特征;多年冻土分布特征;下界多年冻土热状态及环境控制因素;下界多年冻土退化模拟研究。主要结论如下:根据观测值评估TRIMS LST数据集,发现该数据集具有较高的精度,能够用以表征研究区地表冻融特征。结果表明:研究区2000～2021年多年平均地表温度为2.52℃,平均升温速率为0.26℃decade-1（p＜0.05）,海拔温度梯度为10℃km-1。地表土壤冻结开始时间推迟了约3天,冻结结束时间约提前了5天,冻结持续时间减少8天,冻结天数缩短了9天。2000～2021年间,地表融化指数年际变化出现显著的上升趋势,约为2.09±0.96℃·d yr-1。地表冻结指数呈现出显著的下降趋势,变化趋势为-5.32±2.41℃·d yr-1。一维热传导模型可以较好的模拟研究区冻土的热状态及多年冻土变化特征。2001～2021年,研究区多年冻土平均面积为15747 km~2（不包括冰川面积）,多年冻土面积显著减少（592 km~2）,减少速率为28.2 km~2 yr-1。多年冻土面积变化的主要区域出现在多年冻土海拔下界处。活动层厚度的平均值为1.28 m,多年冻土下限深度为22.4 m,平均多年冻土厚度为21.1 m。不稳定型多年冻土主要发生在多年冻土下界附近。随着气候持续变暖,不稳定型的多年冻土在未来面临完全退化的高风险。基于长时间序列的观测数据,表明下界处多年冻土（2014～2021年）MAGT都在升高,多年冻土呈现退化趋势。在SFGT钻孔平均升温速率约为0.01℃yr-1。下界的多年冻土从三个方向融化:从多年冻土上限向下、冻土下限向上和侧面,平均退化速率分别为0.16、0.23、4.14m yr-1。侧向退化的速率分别是前两者的26和18倍,由此发现侧向退化是下界多年冻土退化的主要方式。在区域气候变化的总体背景下,现场特定的环境条件,特别是含水量和土壤条件,对多年冻土融化和消失起着关键作用。考虑垂直和侧向传热的二维模型可以有效刻画下界处多年冻土周围的热状态及多年冻土时空变化特征。二维模拟结果显示:历史时期（1960～2014年）活动层向下平均退化速度为0.06 m yr-1,多年冻土下限向上平均退化速率为0.25m yr-1。中间区域多年冻土完全退化后,侧向平均退化速率约为1.8 m yr-1。未来升温情景下,地表温度变暖差异,不会导致多年冻土退化速率的显著差异。多年冻土下界周围的多年冻土热状态主要由未冻结区域的侧向热流控制;侧向的退化速率比垂直方向的退化速率大了一个数量级。当前的一维模拟明显低估了下界区域的多年冻土退化速率。为了解决这一问题,未来的冻土模拟和模型开发将需要考虑侧向热流的影响。本研究基于精细化的土壤参数和高分辨率强迫数据,揭示了近20年间黑河上游祁连山区的冻土时空变化特征。从观测和模拟角度量化多年冻土侧向退化速率,揭示多年冻土下界冻土退化机制,识别了冻土变化的主导环境因子。这些研究结果为研究区其他相关研究（例如地下冰含量、生态水文过程、碳循环）提供了基础信息。