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。

东北多年冻土属中高纬度多年冻土,对气候变化非常敏感。数据模型模拟表明,21世纪东北多年冻土区气温会持续上升,显著的变暖将导致多年冻土退化。东北多年冻土呈现自南向北的区域性退化趋势,多年冻土区南部表现为南界的北移、融区的扩大和多年冻土的消失,而北部表现为多年冻土下限的上移、活动层厚度增大及地温升高等。多年冻土的退化会导致寒区生态环境的恶化,如兴安落叶松占绝对优势的天然林带锐减,林带北移,沼泽湿地萎缩等。随着多年冻土的迅速退缩和变薄,原多年冻土中蕴藏的碳将释放出来,对气候变化产生积极的正反馈,加速变暖,并影响全球碳循环。多年冻土退化导致其热状态失稳而造成寒区基础设施损坏,并且影响冻土微生物、碳循环、寒区生态和水文等,而它们是区域气候变化的重要因子,也将成为未来多年冻土研究的重点。而这些研究都需要长期的基础数据作支撑,因此需要进一步完善冻土参数监测网络,用模型厘清气候变化与多年冻土退化及其环境效应之间的关系。

东北多年冻土区作为高纬度寒区之一,对全球变化较敏感.本文基于AVHRR和MO-DIS两种遥感数据源的归一化植被指数,应用CASA模型对1982—2009年东北多年冻土区植被净初级生产力(NPP)进行模拟.结果表明:1982—2009年,东北多年冻土区年均气温、年太阳辐射总量和年日照时数显著上升,年降水量显著下降,CO2浓度及其年增长率显著增大;植被年NPP呈显著的先增加后降低趋势,变化分异节点在1998年.研究期间,东北多年冻土区植被年均NPP总量为623gC·m-2,植被年NPP空间分布差异明显.降水是该区生长季植被生长的主要影响因子,植被NPP对气候变化响应的空间异质性明显.土地利用变化通过改变土地覆被状况使植被NPP发生变化,影响了植被NPP的时空分布特征.植被NPP与CO2浓度呈显著正相关.多年冻土退化对植被NPP的影响随着各区域环境的不同而有所差异.多年冻土区植被NPP与年均地温呈显著正相关,与年最大冻土深度呈负相关.

近年来,随着全球气候变暖和人类社会经济活动的增强,处于季节冻土向片状连续多年冻土过渡区的青海高原中、东部多年冻土退化显著.巴颜喀拉山南坡清水河地区岛状冻土分布南界向北萎缩5km;清水河、黄河沿、星星海南岸、黑河沿岸、花石峡等岛状冻土和不连续多年冻土出现融化夹层和不衔接多年冻土,有些地区冻土岛和深埋藏多年冻土消失,多年冻土上限下降、季节冻结深度变浅;片状连续多年冻土地温升高、冻土厚度减薄.1991—2010年巴颜喀拉山南北坡不连续多年冻土分布下界分别上升90m和100m,1995—2010年布青山南北坡不连续多年冻土分布下界分别上升80m和50m.造成冻土退化的主要原因为气候变暖,使得地表年均温度由负变正,冻结期缩短,融化期延长,冻/融指数比缩小.伴随着冻土退化,高寒环境也显著退化,地下水位下降,植被覆盖度降低,高寒沼泽湿地和河湖萎缩,土地荒漠化和沙漠化造成了地表覆被条件改变.

多年冻土的发育是青藏高原冻土区生态系统稳定的基础,而多年冻土退化效应是目前青藏高原研究的热点。研究了青藏高原北部多年冻土退化过程中生态系统的变化特征。结果表明:在多年冻土退化的过程中,土壤温度逐渐升高,土壤含水量下降,有机质含量降低,植被类型表现为从沼泽化草甸演替为典型草甸,草原化草甸,最终成为沙化草地,群落植物组成从湿生或中湿生逐渐向中生、中旱生乃至旱生转变,草层高度变矮,植被盖度下降,α和β多样性均表现为先增加后减小,在草原化草甸阶段达到最大;草地植物生物量和载畜能力总体表现为降低趋势,但在典型草甸和草原化草甸之间差异不显著。植被经济类群的变化趋势表现为优良的莎草科和禾本科牧草比例下降,而毒杂草比例显著增加,牧草品质下降,饲用价值降低。