科普|青藏高原的冻土化了怎么办?
作者:卢琦 闫峰
每年的6月17日为“世界防治荒漠化与干旱日”,旨在进一步提高人们对防治荒漠化重要性的认识,唤起人们防治荒漠化的责任心和紧迫感。
今天,我们来一起探寻冻融荒漠化解决之道。
(资料图片仅供参考)
冻土、积雪、冰川融化后形成河流,让青藏高原成为东亚和东南亚地区主要河流的发源地。然而,这些活跃的水循环,却在无声无息地发生变化。
特殊的岩土——冻土
在青藏高原高寒的气候环境下,一些地区土壤和岩石中的水,多以冰的形式存在。这种温度等于或低于0摄氏度、含有冰的各种岩石和土壤就是冻土。
根据土壤和岩石保持冻结状态的时间,一般分为短时冻土、季节冻土和多年冻土,其中多年冻土的冻结状态可持续数十年以上。
冻融是土层由于温度降到0摄氏度以下和升至0摄氏度以上而产生冻结和融化的一种物理地质现象。
中国的冻土类型多属于季节性冻土,即冬季冻结,夏季消融。由于温度周期性地发生变化,冻土层中的地下冰和地下水不断发生相变和位移,使冻土层发生冻胀、融沉、流变等一系列变形,这一过程被称为冻融。
冰对岩石裂隙两壁产生巨大的压力。当气温回升时,冰融化,加于两壁的压力骤减,使两壁的压力向中间转移。在反复的冻结和融化过程中,岩石的裂隙扩大、增多,以致石块被分割出来,这种作用叫冻融作用。冻融荒漠化是在气候变异以及人为活动的作用下,使高海拔地区多年冻土发生退化,季节融化层厚度增大,地表岩土的冻土地质地貌过程得到强化,造成植被衰退、土壤退化、地表裸露化、破碎化的土地退化过程。
冻融荒漠化的四大“并发症”
青藏高原的冻融荒漠化十分普遍,在高寒草甸和土壤水分较多的多年冻土区,由于土壤的冻结作用、地下水或土壤水分迁移冻结,导致地下冰聚集,使地表隆起形成丘状地带,这一个个隆起“小山包”便是冻胀丘。
冻胀丘
冻胀丘是草地发生冻融荒漠化的一个重要特征。冻胀丘中的土壤结构和植物根系都被破坏,即使冰融化以后,地表也很难降至原位。频繁的冻融过程也使部分地区形成高达数米的冻胀丘。
草地破碎化
高寒草甸区冻胀丘在一定程度上也改变了地表径流,导致部分缓坡和低地积水严重,继而引起草地破碎化和地表裸露区增加等草地荒漠化问题。
热融塌陷
随着冻土内冰的消融和水分流出,地下有时会形成较大的空洞区。表层的土壤和植被在重力作用下发生沉降和塌陷。大面积的热融塌陷往往会造成地区植被和土壤的显著退化。
位于青海省刚察县的热融塌陷(供图/闫峰)
融冻泥流
冻土区随着表层冻土的解冻融化,坡体中的饱水松散土层和风化层之间的摩擦力减小,在重力作用下,发生沿斜坡缓慢流动或蠕动形成融冻泥流,使得植被和土壤遭到强烈破坏。
对冻融荒漠化说不!
为了尽量减小冻土退化对工程建设的影响,以青藏高原冻土区路基建设为例,除了及时做好工程区的土方回填、草地恢复外,还应该因地制宜地采用加保温板、碎石护坡、热棒以及通风管等工程措施,降低因冻土退化造成的危害。
青藏高原冻融荒漠化防治任务艰巨。为了降低冻融荒漠化的负面影响,我们需要注意以下几点。
减少二氧化碳等温室气体排放,缓解全球变暖强度。中国近期推进的碳达峰和碳中和目标,对于减少温室气体排放具有深远意义。
合理安排冻融荒漠化地区居民的生产和生活。冻融荒漠化严重地区要大力开展天然草地的改良和恢复工作,科学筹划当地畜牧业的发展。
合理开发和区域保护相结合,减少人类工程对冻土退化脆弱区的干扰和破坏,降低冻融荒漠化的发生风险。
(作者单位:中国林业科学研究院荒漠化研究所)
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