冻土层厚度的测定17页word资料Word下载.docx

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冻土分布于高纬地带和高山垂直带上部，其中冰沼土广泛分布于北极圈以北的北冰洋沿岸地区，包括欧亚大陆和北美大陆的极北部分和北冰洋的许多岛屿，在这些地区的冰沼土东西延展呈带状分布，在南美洲无冰盖处亦有一些分布。

据估计，冰沼土的总面积约590万平方公里，占陆地总面积的5.5%。

在前苏联境内，各种冰沼土的总面积为1688000平方公里，占前苏联国土面积的7.6%，占世界冰沼土面积的28.6%。

冻漠土广泛分布在我国青藏高原和其他高山地区。

此外，在世界各地的高山，如南美安第斯山，新西兰南阿尔卑斯山等亦有分布。

中国冻土分布

我国多年冻土分为高纬度和高海拔多年冻土。

高纬度多年冻土主要集中分布在大小兴安岭，面积为38-39万平方公里。

高纬度的多年冻土是欧亚大陆多年冻土南缘，平面分布服从纬度地带性规律，即往约往海拔高的地方冻土面积约达，厚度越厚。

高海拔多年冻土分布在青藏高原、阿尔泰山、天山、祁连山、横断山、喜马拉雅山，以及东部某些山地，如长白山、黄岗梁山、五台山、太白山等。

高海拔多年冻土形成与存在，受当地海拔高度的控制。

世界冻土分布

全球冻土的分布，具有明显的纬度和垂直地带性规律。

自高纬度向中纬度，多年冻土埋深逐渐增加，厚度不断减小，年平均地温相应升高，由连续多年冻土带过渡为不连续多年冻土带、季节冻土带。

极地区域冻土出露地表，厚达千米以上，年平均地温-15℃；

到北纬60°

附近，冻土厚度百米左右，地温升至-3℃～-5℃；

至北纬约48°

（冻土分布南界），冻土厚仅数米，地温接近0℃（图6－18）。

在我国东北和青藏高原地区，纬度相距一度，冻土厚度相差10～20米，年平均地温差0.5℃～1.5℃。

冻土是指地表至100厘米范围内有永冻土壤温度状况，地表具多边形土或石环等冻融蠕动形态特征的土壤。

本土纲相当于美国土壤系统分类的新成土纲（Entisol）、始成土纲（Inceptisol）、有机土纲（Histosol），联合国土壤分类的始成土（Cambisols）、潜育土（Gleysols）、粗骨土（Regosols）、有机土。

它包括的土类有冰沼土（冰潜育土）和冻漠土。

冰沼土相当于美国系统分类中新成土纲的永冻性的冷冻正常新成土（PergelicCryorthent）和始成土纲的冷冻潮湿始成土（Cryaquepts），有机土纲中部分冷冻有机土。

联合国土壤分类中始成土的冰冻始成土（Geliccambisols）、潜育土中的冰冻潜育土（Gelicgleysols）、粗骨土纲中的冰冻粗骨土（Gelicregosols）、有机土纲（Histosols）中的冰冻有机土（Gelichistosols），所不同的是联合国分类是指在2米深度内有永冻层。

而冻漠土在美国、联合国分类中还没有相应的土类。

而与美国分类的干旱土和联合国分类的钙质土或石膏土有某些近似。

成土条件

（一）气候

冻土分布区的环境条件存在差异。

冰沼土分布区属苔原气候，大部分地面被雪原和冰川所覆盖，年平均温在0℃以下，一般都在-10℃至-17℃，冬季气温可低至-40℃，甚至-55℃，夏季温度也很低，7月份平均温度不超过10℃，全年结冰日长达240天以上。

高山冻漠土年均温也很低，一般为-4℃至-12℃。

冻土区降水很少，欧洲部分为200—300毫米，亚洲和北美洲北部在100毫米以下，西藏冻漠土区因地势高、远离海洋，降水更稀少，一般为60～80毫米，其北部更少，为20～50毫米，其中90%集中于5—9月。

降水虽然少，但气温低，蒸发量小，长期冰冻，土壤湿度很大，经常处于水分饱和状态，夏季土壤—母质融化，砂土可达1～1.5米，壤土70～100厘米，泥炭土35～40厘米，以下即为永冻层，高山冻漠土在宽谷、湖盆永冻层深度80厘米，山坡上可达150厘米。

（二）植被

由于冻土区气候严寒，植被是以苔藓、地衣为主组成的苔原植被，草本植物和灌木很少，常见的植物有：

石楠属、北极兰浆果、金凤花等开花植物，南缘有云杉、落叶松、桦、白杨、柳、山梣等，生长缓慢，矮小且畸形，各种植物的年生长量均不大，苔原地带每年有机质的增长量为400公斤/公顷，是世界各自然地带中最少的。

高山冻漠土区植被为多年生和中旱生的草本植物、垫状植物和地衣，常见的有凤毛菊属、葶苈属、桂竹香属、虎耳草属、点地梅属、银莲花属、金莲花属、红景天属等，一簇簇地生长在石隙之间，或在冰雪融水灌润的地方局部呈小片分布。

五颜六色的粗糙碟衣、地图黄绿衣、岩表黄绿衣等则着生于石块上面。

（三）地形、母质

冻土发育的地区，因刚脱离冰川覆盖不久，冰川地形保持得相当完整。

冻漠土分布区的地形主要是陡峭的山坡，角锋、刃脊、第四纪和近代冰川所形成的冰斗和冰碛垅堤，宽谷，湖盆的湖积平原等。

成土母质的差异较大，加拿大、西伯利亚地盾区是前寒武系基岩。

其他地区有古生代各种灰岩、石英砂岩、板岩、中生代的灰岩、红色钙质砂泥岩及近代泥砾和冲积物，残积物，冰碛物，冰水沉积物等。

成土过程

冻土形成以物理风化为主，而且进行得很缓慢，只有冻融交替时稍为显著，生物、化学风化作用亦非常微弱，元素迁移不明显，粘粒含量少，普遍存在着粗骨性。

高山冻漠土粘粒的K2O含量很高，可达50克每千克，说明脱钾不深，矿物处于初期风化阶段。

冻土区普遍存在不同深度的永冻层。

在湿冻土分布区，夏季，永冻层以上解冻，由于永冻层阻隔，融水渗透不深，致使永冻层以上土层水分呈过饱和状态，而形成活动层，活动层厚度为0.6米至4米，若永冻层倾斜，则形成泥流；

冬季地表先冻，对下面未冻泥流产生压力，使泥流在地表薄弱处喷出而成泥喷泉，泥流积于地表成为沼泽，因其下渗较弱，泥流、泥喷泉又混和上下层物质，使土壤剖面分化不明显，而在南缘永冻层处于较深部位，水分下渗较强处，剖面层次分化较好。

在干旱冻土分布区，白天由于太阳辐射强烈，地面迅速增温，表土融化，水分蒸发；

夜间表土冻结，下层的水汽向表面移动并凝结，增加了表土含水量，反复进行着融冻和湿干交替作用，促进了表土海绵状多孔结皮层的形成。

此外，暖季，白天表土融化，夜间冻结，都是由于由地表开始逐渐向下增温或减温总是大致平行于地表水平层次变化着的，所以，在干旱的表土上，强烈的冻结作用往往形成表土的龟裂。

在极地冰沼土区，由于低温，蒸发量小，地势低平处排水不畅，土壤水分经常处于饱和状态，致使土壤有机质和矿物质处于嫌气条件下，虽然有机质形成数量不多，但在低温嫌气条件下分解缓慢，表层常有泥炭化或半泥炭化的有机质积累。

矿物质也处于还原状态，铁、锰多被还原为低价状态，形成一个黑蓝灰色的潜育层，在高山冻漠土分布区，降水较少，土壤淋溶弱，剖面中往往有石膏、易溶盐和碳酸钙累积，致使土体呈碱性，表土结皮和龟裂等。

总的来说，冻土成土年龄短，处处呈现出原始土壤形成阶段的特征。

冻融作用

冻土地区气温低，土层冻结，降水少，流水、风力和溶蚀等外力作用都不显著，冻融作用则成为冻土地貌发育的最活跃因素。

随着冻土区温度周期性地发生正负变化，冻土层中水分相应地出现相变与迁移，导致岩石的破坏，沉积物受到分选和干扰，冻土层发生变形，产生冻胀、融陷和流变等一系列复杂过程，称为冻融作用。

它包括融冻风化、融冻扰动和融冻泥流作用。

融冻扰动一般发生在多年冻土的活动层内。

当活动层于每年冬季自地表向下冻结时，由于底部永冻层起阻挡作用，结果使其中间尚未冻结的融土层（含水土层），在上下方冻结层的挤压作用下，发生塑性变形，形成各种大小不一，形状各异的融冻褶皱，又称冰卷泥。

融冻泥流是冻土地区最重要的物质运移和地貌作用过程之一。

一般发生在数度至十余度的斜坡上。

当冻土层上部解冻时，融水使主要由细粒土组成的表层物质，达到饱和或过饱和状态，从而使上层土层具有一定的可塑性，在重力的作用下，沿着融冻界面向下缓慢移动，形成融冻泥流，年平均流速一般不足1米。

由于泥流顺坡蠕动时，各层流速不一，表层流速大于下层，所以有时可把泥炭、草皮等卷进活动层剖面中，产生褶皱和圆柱体等构造形态。

冻土地貌

地表层在不同状况下，具有不同的小气候、地形、地质和水分条件，在反复交替的冻融过程中，表现出不同的冰缘作用营力。

（1）与寒冻风化、重力作用有关的冰缘地貌形态

由于节理裂隙中的水分冻结膨胀，致使岩石破裂成岩块，或者因温度变化，使组成岩石的矿物不均一地热胀冷缩，并在内部产生不均匀应力，从而造成岩石破裂和岩块崩落。

这一过程被称为寒冻风化作用。

经寒冻风化作用破碎崩落的岩块、岩屑，有的停留原处，有的经重力作用再搬运而形成不同地貌形态。

石海：

寒冻风化作用产生的大量大小不等的棱角状岩块及岩屑，在地形平缓条件下，大多在原地残留下来，形成碎石覆盖地面，这就是石海。

石海是我国青藏高原、高原西部高山及大兴安岭北部冻土区均有分布。

发育石海不仅要岩石坚脆、节理发育，如花岗岩、石英岩、玄武岩、石灰岩、硬砂岩、板岩等，而且还要有一定的水热条件，既要有一定的水分，同时温度为0℃上下持续波动的时间要长。

显然，年平均气温为0℃的等温线附近具备上述温度条件。

我们知道，年平均气温为0℃的等温线出现的海拔高度，随纬度降低而增高。

因此，石海出现的海拔高度随纬度降低而增高。

如青藏高原北部的昆仑山，现代石海发育在海拔4900～5000米以上的花岗片麻岩山地；

而南部喜马拉雅山地区，现代石海出现在5300～5400米的山顶上。

石流坡（也称岩屑坡）：

石流坡的物质来源及产生与石海大体相似，但二者出现的地貌部位不同。

石海多见于平缓的山顶；

石流坡出现在山坡。

石流坡的岩状、碎屑，除斜坡上经寒冻风化在原地产生外，还有在策略作用下来自山顶的。

这样就决定了石流坡的组成物质是上细下粗，坡上方多是岩屑；

坡下方主要是粗大岩块。

其岩性取决于山顶母岩。

石流坡的休止角一般在25～35度，坡面比较平直。

石流坡是多年冻土地区常见的一种冰缘地貌形态，在大兴安岭和我国西部高山、高原冻土区有广泛分布，几乎到处可见。

石河：

由寒冻风化产生的岩块、岩屑，在重力作用下汇集到斜坡沟槽内，碎石沿沟槽徐徐向下移动，故取名石河。

（2）与冻融分选作用有关的冰缘地貌形态

天然条件下，地表物质常常是粗细混杂的。

由于石块和土的导热性能不同，因此冻结速度也各不一样。

碎石导热率大，则先冻结，水分就先向碎石附近迁移，并于碎石周围形成冰。

水变成冰后体积膨胀，则使碎石产生位移，这样就产生了粗细物质的分异。

久而久之，粗细物质相对集中，呈现出各种形态。

这一过程被称为冻融分选作用，它可以形成下述冰缘地貌形态。

石环：

平缓而又粗细混杂的地表层，经冻融分选作用，使泥土岩屑集中在中间，岩块被排挤到周边，呈多边形或近圆形，形成所谓的石环。

形成石环地段地松散层一定是岩块和泥土粗细混杂；

要有充足的水分条件，含水量一般要在30%以上；

气温在0℃上下波动的持续时间要比较长。

石环常见于河漫滩、洪积扇前缘及山前缓坡地带，因为这些地貌部位常常具备石环形成的条件。

但也有例外，在中天山海拔3850～3950米的古冰斗底部，曾发现直径1～4米的石环群。

为什么石环会在这里出现呢？

据考察，这是因为陡峻的冰斗壁，经长期寒冻风化和雪融作用，在冰斗底部堆积了比较丰富的粗细粒物质。

同时冰斗内存在积雪，就是夏天也有断续积雪。

积雪融化，给石环发育提供了水分条件。

斑土：

形成机制和过程与石环十分近似，地表呈现出岩块、岩屑遍布，泥土呈斑装嵌在碎石之间，格外引人注目。

有人