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多年冻土是历史气候变迁和地质条件综合作用下的自然地理要素，也是全球气候变化的冰冻圈敏感因子之一。青藏高原东北部的黄河源区处于大片连续多年冻土向季节冻土的过渡区，其时空变化既受宏观因子(如海拔、纬度和大气环流)的控制，也受局地因子(如微地形地貌、植被和积雪等)的重要影响。多年冻土、高寒生态、水文径流等的相互作用和耦合作用十分强烈，因而备受冻土学、气候变化研究和相关环境管护等方面的高度关注。查明、预报黄河源区多年冻土和活动层的时空分布特征及其变化规律和趋势，对黄河源区乃至高亚洲气候和高寒生态研究具有重要意义。
为了查明多年冻土和活动层的分布特征及其动态变化，本文一方面基于野外调查和观测、场地布设、数据分析等，总结多年冻土和活动层空间分布规律及其动态过程。另一方面，基于高程模型、年平均地温模型及GIPL模型，将气温、DEM、植被、积雪、土壤质地等数据作为输入参数，模拟了黄河源区多年冻土和活动层时空动态过程。主要结论如下:
1)黄河源区和巴颜喀拉山区为比较典型的高海拔高温多年冻土，易受气候变化的影响，人类活动在局地上已经造成了并将加速冻土退化。本区多年冻土可分为三个子区:巴颜喀拉山高山多年冻土区;黄河谷地季节冻土、融区及多年冻土共存区;布青山多年冻土区。由于黄河源区海拔相对较低，且为季风作用区，与羌塘高原、风火山等青藏高原腹地相比，源区多年冻土具有地温高、厚度薄的特点。
a)巴颜喀拉山多年冻土年平均地温与海拔有着较好的相关性。北坡查拉坪多年冻土年平均地温最低-1.8℃，冻土最厚近80m。南坡多年冻土年平均地温最低-1.7℃，冻土厚度超过70m。在巴颜喀拉山，海拔每下降100m，年平均地温升高0.5℃(南坡)～0.6℃(北坡):海拔4，610m(北坡)或4，675m(南坡)以上，年平均地温低于-1℃，相当于大片连续多年冻土区分布下界。海拔4，520m(北坡)或4，580m(南坡)以上，年平均地温低于-0.5℃，相当于不连续多年冻土分布下界。
b)在巴颜喀拉山区，南、北坡海拔4,400m左右的坡脚为岛状多年冻土边缘地带，多年冻土向下迅速尖灭。在这些地带，年平均地温差异很大，如在北坡海拔4，452m的YNG-1孔年平均地温-0.2℃，但海拔相当、相距不远的YNG-2和YNG-3孔年平均地温却高于+1℃。年平均地温随纬度北增而逐渐降低。据勘探资料推测，黄河谷地主要为季节冻土，间或存在零星岛状多年冻土。南坡海拔4,413m的QSH-1孔年平均地温+0.3℃，以南5km、海拔相当、地表覆被和含水条件相似的QSH-2孔年平均地温却高于+2℃。
c)海拔4，350m以下的黄河谷地主要为季节冻土区，个别地方可能存在埋藏冻土，但在我们的调查中未发现埋藏冻土。黄河谷地以北，纬度的增加强烈影响多年冻土空间分布。因此，位于源区北部的布青山区多年冻土远比黄河谷地发育。玛多县城与花石峡之间面积约1，000km2的退化湖盆多年冻土年平均地温介于-0.5～-1℃，冻土层厚30～60m。且多年冻土连续系数较高。
2)黄河源区多年冻土-气候关系通过年平均气温(MAAT)、年平均地面温度(MAGST)及活动层底板(多年冻土上限)年平均温度(TTOP)等三个层次来研究。表面位移是年平均气温与年平均地面温度的差值，由地表覆被和季节性雪盖引起，温度位移是年平均地面温度和活动层底板年平均温度的差值，由活动层土壤热物理性质差异引起。查拉坪场地CLP2(阴坡)和CLP3(阳坡)表面位移分别是4.3和5.9℃，阳坡比阴坡表面位移高1.6℃。麻多乡场地MDX2和MDX3的表面位移分别为3.0和3.8℃，植被覆盖度分别为22％和82％，由植被盖度引起的表面位移相差0.8℃。扎陵湖场地ZLH1年平均地面温度约0℃，冻融状态下土壤热物理性质差异造成活动层底板年平均温度-0.9℃，由此引起的温度位移1.1℃。查拉平场地CLP2和CLP3温度位移分别为-0.1和-0.7℃，麻多乡场地MDX2和MDX3温度位移分别为-0.5和-0.6℃。季节冻土ELH1监测点不存在温度位移。
3)在各监测点，活动层的冻结融化过程受冻土地温、坡度、坡向、植被覆盖等的影响。冻土地温不同，活动层冻融差异较大。多年冻土区活动层的土壤冻融过程表现为缓慢的单向融化和快速的双向冻结作用，冻结过程比融化过程持续时间要短。季节冻土区活动层以季节冻结过程为主，冻结过程比融化过程持续时间要长，表现为缓慢融化和缓慢冻结，融化过程由地面向下单向进行。衔接的多年冻土冻结过程表现为双向冻结，不衔接多年冻土及季节冻土表现为单向冻结。
4)利用数字高程模型数据和高程模型模拟研究了黄河源区多年冻土分布下界。结果表明:黄河源区多年冻土分布下界平均为4，265m，最高4，402m，冻土下界位于黄河源区东部布青山和野牛沟等谷地边缘地带;季节冻土主要分布于多石峡、黄河沿、野马滩、热曲上游等源区中东部，其它地带为多年冻土。模拟多年冻土面积26，053km2，与《中国1∶400万冰雪冻土图》面积相当，比《1:300万青藏高原冻土图》面积多3，991km2。模拟结果夸大了多年冻土分布范围，这可能因模型基于二十世纪八十年代数据，三十年来冻土退化较明显。
5)基于年平均地温模型模拟了黄河源区多年冻土分布。结果表明稳定型多年冻土(MAGT＜-3℃)27～67km2，主要位于海拔4，800m以上的巴颜喀拉山、海拔4，500m以上的布青山等极高山地;亚稳定型多年冻土(-3℃＜MAGT＜-1.5℃)1，242～2，210km2，分布于巴颜喀拉山北坡等较高山地;过渡型多年冻土(-0.5＜MAGT＜-1.5℃)8，548～8，956km2，不稳定型多年冻土(-0.5℃＜MAGT＜+0.5℃)11，372～13，352km2，主要分布于海拔4，350～4，800m的巴颜喀拉山和布青山一带;季节冻土6，567～7，131km2，主要分布于海拔低于4，350m的黄河谷地一带。季节冻土占源区总面积的22～24％。
6)基于GIPL模型模拟了黄河源区1980～2006年多年冻土和活动层的温度、面积和厚度时空变化。结果表明:
黄河源区活动层底板年甲均温度由1980年的-1.1℃升高至2006年的-0.5℃，每年平均升高0.022℃。活动层底板年甲均温度最低值由1980年的-3.4℃升至2006年的-2.5℃。
黄河源区活动层厚度甲均值由1980年的1.8m增厚至2006年的2.8m，每年平均增厚0.035m。活动层厚度最小值由1980年的0.45m增至2006年的0.87m。
模拟的黄河源区多年冻土面积与年平均地温模型结果比较接近。由1980年的22，903km2减少到2006年的20，528km2，每年平均减少88km2。按照当前退化速度，到本世纪中叶，黄河源区多年冻土面积将减至17，000km2;到本世纪末，多年冻土面积将减至12，000km2左右。