三、中、低纬的冻土岛

青藏高原的多年冻土面积约 150 万平方公里，占全国冻土面积的 70％， 是我国面积最大、最集中，也是世界上中低纬地区分布范围最大的多年冻土区。青藏高原多年冻土的形成受到历史因素、海拔高度、纬度位置及气候条件的制约。冻土是指温度在 0℃以下并含有冰的各种岩土。冬季冻结而夏季全部融化的冻土为季节性冻土；冻结持续多年而不融化的冻土叫多年冻土。多年冻土可分为上下两层：上层为常发生周期性的（年、日）融冻的活动层， 下部则为长期处于冰冻状态的多年冻结层。高原多年冻土的分布以藏北青南高原范围最广泛，除了温泉出露带和大河河床下有融区外，多年冻土呈大面积连续分布。其他地区多年冻土的分布和性质，受纬度及海拔高度的影响，

呈不连续的岛状分布。高原上冻土层的温度，大约自北向南每推进 100 公里， 温度上升 0.5—1.0℃，厚度减薄 10—20 米。与冻土温度和厚度变化规律相适应，高原多年冻土分布的海拔高度的下界也随纬度的降低而升高。另外， 地形的坡向、河流、湖泊、植被以及人类活动等也对冻土的分布有一定的影响。

表 8 青藏高原多年冻土下界海拔高度

除多年冻土外，青藏高原上的季节性冻土，主要分布在雅鲁藏布江中游谷地等海拔较低的地方。这些地区的土层随季节变化而出现冻融交替。冰冻期时冻土深度可达数米，地表碎屑物质全部冻结。解冻时，土层或融冻风化层中含有一定的融水，使地表碎屑物质达到饱和或过饱和，具有可塑性，从而形成一系列的融冻地貌。季节性冻土加剧了寒冻风化过程，甚至使沼泽化草甸严重退化。

在高原冻土区，伴随着土层中水的冻结和融化，发生着一系列奇异而独特的冻土现象。若按冻土地形形成的特点，可以分为三类：冻胀作用下的形态、融、冻作用下的形态和寒冻风化与重力分选作用下的形态。这些不同的作用分别塑造有冻胀石笋和石林、冻胀丘、冰椎和冰衣；融冻洼地、雪蚀洼地，石柱和土柱、岩屑堆积地形以及石河、石海等。所有这些地貌形态，共同组成了冻土“家族”。

冻胀石笋和石林，主要分布在多年冻土区或现代冰川表碛丘陵上。冻土冻胀作用把地表岩块挤压得直立起来插在地表，成为石笋，在布满板状岩块地段，成片岩块受挤压直立，大小、高低不一，参差不齐。冰椎多分布在冻土区山间洼地、河床、河漫滩及洪积扇边缘带，是地表河水或泉水在冬季外溢冻结而成的洁白耀眼的冰体。冰椎的大小，形态很不一样，小的仅 1—2

米，大的可达 1—2 公里。有的呈丘形、椭圆形，有的呈扇形、条形，甚至成串分布，形成冰椎群。绝大部分冰椎是一年生的，冰冻期发展，消融期以后停止生长，随后冰面出现裂缝、沟渠，并逐渐破碎，直至融完消失。冻胀丘是冻土区常见的地貌形态，多分布于河谷、湖滨平原、洪积扇前缘和山麓泉水出露带附近。它是由于地下水高集的冻土层因冻结膨胀形成的高出地面的丘状地形。冻胀丘表面一般有草皮或土层覆盖，其大小不等。大的冻胀丘简直象座山包一样，如青藏公路昆仑山口附近有高约 20 米，长 70—80 米，宽

30—40 米的大冻丘，是我国目前已知最大的。这个冻胀丘目前仍在活动中，

每年顶部升高约 27 厘米，向周围扩展 1—1.6 米。有些冻胀丘还会自行喷水

爆炸，形成“水火山”。如唐古拉山北麓，曾有一直径 2—3 米，高 1 米，顶

部有辐射状裂隙的椭圆形隆丘，突然在一天自顶部向外喷出高 1 米，直径 2 厘米左右的水柱。4—5 分钟后，冻丘猛然间爆炸，其声如雷，炸起的冻土块、石块半径达半米之多，其中直径 10 厘米左右石块被炸起 7 米高，水平抛出

70 米远。爆炸后冰丘底部大量出水，同时有气泡冒出，几小时后方始平息。

爆炸处形成一个大土坑。几天内，在相距此土坑 7—23 米的距离内又有三座“水火山”相继爆发，蔚成奇观。

融冻泥流多见于冻土区小于 15 度的缓坡。由于缓坡上细土物质反复融冻，结构被破坏，又因土层下冻土层阻隔土中水分下渗而成泥浆，在重力作用下，土层沿冻层表面向下滑动，形成夹杂土粒石块的融冻泥流。小型的泥流发生在融化层上部，具分布广、规模小、流动快的特点，山坡坡面上象鳞片似地分布着长 1 米左右，宽几十厘米，高数厘米到 20 厘米的舌状泥流。大型的泥流以地下冰或多年冻土层为滑动面，泥流可发展到长达几百米，宽几十米，构成泥流扇或冰川式泥流。在较陡的山坡，由于小的融冻泥流或人为的破坏，使地下冰暴露融化，其上部草皮土层塌落，塌落的地方又有新的地下冰暴露，进而产生新的塌落，如此反复，还可发生融冻滑坡。石多边形和斑状土多分布于山口、平缓的坡麓、谷底及冰水冰碛平台这些地下水丰富的地区。由于这里土壤水分饱和，又经过频繁的融冻交替，把土中粗细颗粒分选成石多边形和斑状土。石多边形又称石环，它是细土物质被多边形的石砾所环绕，在地表呈石砾的环环相连，构成一个有一定规则的环形图案。石多边形的大小在各地区有所不同，一般石环的外径为 0.1—0.7 米不等。有些地区石环发育为复合形，每个大石环中又有许多小石环，即大环套小环。斑状土是土层在融冻过程中产生裂隙而成，它的排列方向与水流方向一致，呈斑状多边形。多边形裂隙周围地面略有突起，多边形直径随土层中颗粒的粗细而大、小不等，一般为 1—2 米。斑状土进一步发展，可以形成石多边形。热融洼地在青藏高原冻土区也较普遍，它是由于局部环境受到改变，而地下冰或冻土层融化，上覆土层在重力和外压力作用下沉陷而成。热融洼地多为成群分布。如邦达错西南岸密布着漏斗状凹陷，密者一平方公里内达 30 多个，

这里凹陷的上口直径 1—3 米，个别达 10 余米，深 0.3—1 米，多数略呈圆形。又如，明曲上游 4，500—5，000 米高阶地上也有密集的热融洼地，洼地内常积水，成了小型的沼泽群。

在冻土区受寒冻风化和重力分选而形成的岩屑堆积地形也是很普遍的。主要分布于高寒地区大于 40°的山坡及坡麓。山体裸露的岩石受机械风化并移到山体下部，少量的岩屑堆积形成岩屑锥或岩屑裙，大量的岩屑复于山坡表面，就成了岩屑坡。在藏北地区，岩屑坡较多。这种山坡的破坏及岩屑堆积，成为藏北高原主要的夷平方式。

青藏高原多年冻土分布广，冻土区地表冬季冻胀，夏季融陷，地面变形十分强烈，这都给建设、交通运输和人们的生活出了很多难题。例如，要修建青藏铁路，路途必经冻土区。但是，冻土的胀裂会使铁轨位移、隆起，热融沉陷又会使路基下塌，暖季冻土融化翻浆会使成段铁路被淹没，泥流滑塌、岩屑崩塌又会时常阻住路面。这许许多多的问题都使修建青藏铁路变得复杂化了，还需要进行许多调查研究工作。再如，冻土区生活的人常会为建筑物变形而烦恼，有些新建筑物没过几年就出现扭裂，甚至于屋内翻浆冒水。还有许多例子都可以说明，冻土确给人们带来了一些危害，使工程建设受到影响。

冻土固然有很大危害，但它对于人类并不是全无用处。只要能够了解它， 认识它，合理利用它，冻土也可以做出它的一份“贡献”。这也叫作扬长避短。譬如，冰椎、冻胀丘对工程建筑有害，但在缺乏供水水源的冻土区却是很好的找水标志和水源。此外，利用冻土的不透水性或弱透水性可修筑冬季截水沟、坝，利用冻土良好的胶结性能进行施工或在砂层中开挖竖井。近年来，人们对冻土利用的研究更进了一步，由于冻土温度低，冻土层坚硬，它很可能被利用来修建天然冷库和建成低温试验室。随着科学的发展，冻土这一重要资源将会被越来越广泛地应用。