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多年冻土是指温度在0°C或者0°C以下至少连续存在两年的岩土壤或者岩石。多年冻土能够显著影响地气交换,水文循环,生物化学过程和人类的生活环境。为了研究黑河上游祁连山区多年冻土和季节冻土的特征和动态。在2011–2014年间,我们在黑河上游组建了一个包含14个钻孔的多年冻土观测网。野外实测结果表示,2013–2017年间,在海拔约3600–4150间的年平均气温约为-2.4°C至-5.2°C,年平均地表温度为-1.3°C至1.7°C。多年冻土深度16–18 m的地温从泥炭覆盖的高海拔地区(>4000 m)的-1.71°C变化至多年冻土下界附近地区的接近0°C。多年冻土深度从136 m到小于10 m,而季节冻土深度深度最大可达5 m。在观测期内,多年冻土和季节冻土都表现出了明显的趋势,其中多年冻土的最大升温速率为0.37°C 10 yr-1,在多年冻土下界附近的季节冻土升温速率为0.48°C 10 yr-1。活动层能够影响地貌、生态和水文过程,因此在多年冻土区扮演了非常重要的角色。我们利用探地雷达系统地勘察了黑河上游祁连山区活动层厚度。同时利用活动层杆、土壤探坑和土壤温度剖面法对探地雷达获取的活动层厚度进行验证。结果显示,探地雷达非常适用于测量活动层厚度,其绝对误差为±0.08m。由于海拔、泥炭层和坡向的影响,黑河上游祁连山区活动层厚度表现出了明显的空间异质性。在俄博岭地区,活动层平均厚度为1.32±0.29 m,范围为0.81–2.1 m。在野牛沟,活动层平均厚度为2.72±0.88 m,范围为1.07–4.86 m。活动层厚度随着海拔升高而降低,在泥炭覆盖的野牛沟其垂直梯度为-1.31m/km,在俄博岭泥炭覆盖区为-2.10 m/km,而在野牛沟的无机土区域,该速率为-4.18m/km。在相同海拔,无泥炭覆盖区阳坡比阴坡活动层厚度高0.8 m,而在泥炭区,两者的差异仅为0.18 m。在地表起伏0.8 m的100 m2的样方框中,活动层厚度范围为0.68–1.25 m。实测和模型的结果都表明,目前的活动层厚度勘察方法需要重新思考。由于黑河上游祁连山区数据较少而空间异质性又非常强,编译该区域的多年冻土分布图难度较大。随着近十年商业、工程和科研活动的增加,利用多种方法(例如,钻孔、坑探、土壤温度剖面和物探等)进行了大量多年冻土勘察。在本文中,我们发布了黑河上游祁连山区第一个多年冻土存在性数据,该编目包含523个多年冻土勘察数据。根据实测的多年冻土存在性数据,我们利用年平均气温、年最大雪水当量数据驱动广义线性模型,获得了黑河上游祁连山区的多年冻土分布概率图。结果表明,该图的精度较高,整体精度达到了84.5%,能够很好的模拟该区域的多年冻土分布。去除冰川和湖泊,黑河上游的多年冻土区面积为15.4×103 km2,多年冻土面积为12.5×103 km2。