作为冰冻圈的重要组成部分,多年冻土不仅受气候、水文、植被等诸多因素的影响,反过来,多年冻土特征和活动层厚度及其冻融循环过程的变化也对地气交换、水文循环、生物化学过程以及人类生活环境等都有着显著影响。马衔山多年冻土位于中纬度高山地区,因其面积小（＜0.2 km~2）、厚度薄（＜30 m）、温度高（＞0.02℃）的特点,对周围气候变化异常敏感,被认为是监测和预报多年冻土区环境变化的理想场所。因缺乏长期系统的观测,以往的研究只停留在对该地区多年冻土特征的描述,随着气候变暖,该地区多年冻土变化及其对气候变化的响应研究不甚清楚,针对该地区活动层厚度空间变化的研究相对缺乏。因此,本文利用野外实地观测数据和已有数据集资料,针对马衔山多年冻土特征及其对气候变化的响应,开展如下研究:（1）利用中国区域地面气象要素驱动数据集,分析1979–2018年马衔山及周边地区气候特征及其时空变化规律;（2）通过野外实地钻探和连续观测,并综合已有多年冻土温度、气温、地表温度等实测资料,分析马衔山多年冻土热状态（地温、活动层厚度和多年冻土范围等）及其变化规律,揭示多年冻土热状态对气候变化响应的物理机制;（3）利用探地雷达法和活动层水热监测,获取马衔山多年冻土区活动层厚度空间变化情况,揭示活动层冻融循环过程及其对气候变化的响应。主要结论如下:（1）马衔山及周边地区气温东高西低,空间变化范围介于-8–14℃之间,在1979–2018年呈明显的升高趋势,年平均气温升温速率为0.05℃/a,其中冷季升温速度大于暖季;年降水量由南向北呈减的趋势,空间变化范围介于175–775 mm之间,但1979–2018年降水量变化不明显,仅有微弱的增多趋势。其次,气温和降水变化速率整体看来均呈现出了明显的海拔依赖性,所有地区气温均在升高,并且高海拔地区升温更快;年降水量也在高海拔地区增加更快,但与气温不同的是在低海拔区降水在减少。（2）马衔山多年冻土厚度约为28.82–29.67 m,年平均地温约为-0.17℃,垂直方向上土壤温度在6–14 m深度处达到-0.17℃后分别向上、向下升高,垂直地温梯度为0.1℃/m,并且存在横向热流导致的边缘退化。2010–2021年,马衔山多年冻土温度在近几年基本保持不变,升温速率仅为0.04℃/10a。大尺度上高海拔导致的特殊气候环境,是马衔山多年冻土得以发育并残存至今的必要条件,小尺度来看地形因素起到了主要作用。并且马衔山山顶气温与周围地区气温表现出显著的正相关,相关系数为0.77;多年冻土年平均地温因监测时间较短与气温之间的相关性虽未通过显著性检验,但也表现出了对气温的高度敏感性。（3）马衔山多年冻土区活动层厚度约在1.4–6.4 m左右,具有非常强的空间异质性。活动层在5月中上旬开始融化,11月中下旬开始冻结,其中冻结过程不到1个月,而融化过程长达近4个月。在经历了夏季融化（ST）、秋季冻结（AF）、冬季降温（WC）和春季升温（SW）四个阶段后活动层完成一个完整的冻融循环过程,其中热量传输和水分迁移大部分发生在ST和AF阶段,其他两个阶段由于受到较低的土壤温度限制发生的很少。活动层温度在2010–2020年期间以0.02–0.09℃/a的速度升高。并且除10 cm深度外,30 cm、80 cm、100 cm、120 cm深度的土壤温度均与周边地区气温表现出显著的正相关。本文从气候变化、多年冻土热状态及其变化、活动层厚度及其空间分布、活动层冻融循环过程等方面,探索了马衔山多年冻土和活动层特征、分布和变化及对气候变化的响应。这些研究有助于探讨在气候变暖背景下山地多年冻土退化过程的物理机制,为区域可持续发展和西部生态环境保护提供重要科学资料和支撑。