祁连山是我国高海拔多年冻土分布的典型山区。已有的调查数据显示，祁连山多年冻土分布的最低海拔约为3400ma.s.l.，在3400ma.s.l.以上，纬度差异、地势起伏、地形差异、地面状况、干湿条件等诸多因素，使祁连山多年冻土分布比较复杂。

从宏观尺度来看，中部哈拉湖及周边地区是祁连山海拔相对较高的区域，也是多年冻土分布的核心区，以此为中心向周边扩展，随着海拔降低，逐渐过渡到季节冻土区。祁连山东部山地较破碎，峡谷深切，山脉高耸，多年冻土多发育在高山顶部，中西部河谷宽展，松散堆积层较厚，是多年冻土分布的主体区域。

从气候特征来看，东部降水丰沛，植被以灌丛、草甸为主，中部降水较少，植被以干旱草原为主，西部降水稀少，以荒漠为主。受东西干湿度差异的影响，多年冻土分布下界高度、活动层厚度均有增加趋势，东西部多年冻土基本特征存在明显差异。

从流域尺度来看，流域周边高山以基岩为主，表层残积层较薄或缺失，多年冻土发育在基岩中。这类冻土发育海拔较高，多年冻土年平均地温较低，厚度较大，由于基岩导热性较好，活动层厚度较大，年变化深度也大，基岩孔隙率较低，地下冰含量较少。谷地中海拔相对较低，多年冻土多为高温冻土，厚度较小，地表植被良好，活动层较薄。由于水分汇集，松散地层孔隙率较大，是地下冰赋存的主要空间。

从局地尺度来看，多年冻土受坡度、坡向、地表覆被等局地因素的影响，年平均地温、多年冻土层厚度、上限深度等基本要素呈现很大差异。

根据多年冻土监测钻孔资料，近十年来在气候变暖背景下，祁连山区多年冻土温度呈增加趋势，多年冻土上限呈下降趋势，表明冻土向退化的方向发展。多年冻土的存在和变化对径流过程的调节乃至水量分配有不