凍土

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凍土

凍土是指土壤溫度保持0℃以下並出現凍結現象、具有表土呈現多邊形土或石環等凍融蠕動等形態特徵的土壤岩層。全球凍土面積約590萬平方公里,占陸地總面積的5.5%。

成土[編輯]

凍土形成過程中物理風化強烈,所以土壤顆粒表面有海綿狀多孔結皮層的形成;土壤礦物風化一般出現在脫鹽基階段的初期,如土體中淋失微弱,但有不同程度的淋失,特別當冰磧物中含有碳酸鈣類原生礦物時,碳酸鈣可以發生特殊的淋溶澱積現象,並在土壤剖面中出現出特殊鈣化形態。

在凍土區由於季節性凍融過程,及融雪水和降水輸入土壤活動層並受到凍結層的阻擋,使土體中下層形成暫時性滯水層,從而引起該土層氧化還原電位降低,土體中難溶性高價態被還原成易溶性低價態鐵、錳而遷移,常可形成一個繡紋繡斑層。

凍土層的活動[編輯]

多年凍土一般可分為上下兩層,上層為冬凍夏融的活動層,下層是終年(多年)不融的永凍層。活動層有兩種狀態,即夏季融化後為季融層,冬季再凍結則為季凍層。若某年冬季氣溫較高,地溫也隨之較高,凍結深度小於夏季融化厚度時,在季凍層的下面就會出現一個未凍結的融區。相反,若某年冬季較上年為冷,而夏季又較上年為涼,這樣,夏季融化深度可能小於冬季的凍結厚度,便在季融層的下面保留一層沒融化的隔年凍結層。所以,各年因溫度變化的差別,在活動層和永凍層之間出現隔年融化和隔年凍結層。

特性[編輯]

凍土土體淺薄,土層厚度一般不足50厘米。凍土具有永凍的土壤溫度狀況,但水分狀況差異較大。

  • 具有潮濕水分狀況的凍土,其土壤剖面為泥炭層Oi層-滯水瀦育母質層Cg層;
  • 具有乾旱水分狀況的凍土,其土壤剖面為薄的腐殖質層Ah層-易溶鹽分聚集層Bz層-鈣化的母質層Ck層。

凍土表層一般具有暗色或淡色表層;凍土表層有機質含量低,一般含量在5~20g/kg之間,其腐殖質分子結構簡單,富里酸與胡敏酸比值小於1,土壤酸鹼性因成土母質不同而明顯差異;土壤中有效養分含量少,林木生長困難。

分布[編輯]

分布於高緯度和高海拔地區,北冰洋沿岸是凍土分布最為集中的地區,包括歐亞大陸北部、北美大陸北部以及北冰洋的許多島嶼,還有南極大陸邊緣及附近海域中島嶼地區;在中國主要分布於東北大小興安嶺山區、西部高山區及青藏高原地區。

凍融作用[編輯]

土層和岩層中的水反覆凍結和融化而引起土體和岩體的破壞、擾動、變形甚至運動的作用,稱為凍融作用。凍融作用有冰凍風化冰凍擾動凍融泥流等三種主要表現形式。

所謂冰凍風化(也稱凍融風化)則指土層或岩層裂隙中的水,在冬季或夜晚溫度下降發生凍結時把岩石漲裂,並因凍結膨脹產生壓力而把裂隙附近的岩石壓碎成塊石和更細的物質。冰凍風化是凍土區一種最普遍的凍融作用形式。冰凍擾動(也稱凍融擾動)是指在多年凍土活動層內發生的,因受凍膨脹擠壓而引起的一種土層結構的塑性變形情況。凍融泥流是指在凍土層上部解凍時,融化的水使鬆散土層達到飽和狀態,這種飽含水的圖層因具有可塑性,在重力作用下,而發生沿斜坡蠕動的現象。

凍融作用是凍土區一種主要的營力,通過冰凍風化冰凍擾動凍融泥流等形式,造成多種多樣的凍土地貌形體。

2017年9月,中國大陸的青海省有記錄到一段凍融泥流的現象。

參見[編輯]