今天,我們來一起探尋凍融荒漠化解決之道。
凍土、積雪、冰川融化后形成河流,讓青藏高原成為東亞和東南亞地區(qū)主要河流的發(fā)源地。然而,這些活躍的水循環(huán),卻在無聲無息地發(fā)生變化。
特殊的巖土——凍土
在青藏高原高寒的氣候環(huán)境下,一些地區(qū)土壤和巖石中的水,多以冰的形式存在。這種溫度等于或低于0攝氏度、含有冰的各種巖石和土壤就是凍土。
根據(jù)土壤和巖石保持凍結(jié)狀態(tài)的時間,一般分為短時凍土、季節(jié)凍土和多年凍土,其中多年凍土的凍結(jié)狀態(tài)可持續(xù)數(shù)十年以上。
凍融是土層由于溫度降到0攝氏度以下和升至0攝氏度以上而產(chǎn)生凍結(jié)和融化的一種物理地質(zhì)現(xiàn)象。
中國的凍土類型多屬于季節(jié)性凍土,即冬季凍結(jié),夏季消融。由于溫度周期性地發(fā)生變化,凍土層中的地下冰和地下水不斷發(fā)生相變和位移,使凍土層發(fā)生凍脹、融沉、流變等一系列變形,這一過程被稱為凍融。
冰對巖石裂隙兩壁產(chǎn)生巨大的壓力。當氣溫回升時,冰融化,加于兩壁的壓力驟減,使兩壁的壓力向中間轉(zhuǎn)移。在反復的凍結(jié)和融化過程中,巖石的裂隙擴大、增多,以致石塊被分割出來,這種作用叫凍融作用。凍融荒漠化是在氣候變異以及人為活動的作用下,使高海拔地區(qū)多年凍土發(fā)生退化,季節(jié)融化層厚度增大,地表巖土的凍土地質(zhì)地貌過程得到強化,造成植被衰退、土壤退化、地表裸露化、破碎化的土地退化過程。
凍融荒漠化的四大“并發(fā)癥”
青藏高原的凍融荒漠化十分普遍,在高寒草甸和土壤水分較多的多年凍土區(qū),由于土壤的凍結(jié)作用、地下水或土壤水分遷移凍結(jié),導致地下冰聚集,使地表隆起形成丘狀地帶,這一個個隆起“小山包”便是凍脹丘。
凍脹丘
凍脹丘是草地發(fā)生凍融荒漠化的一個重要特征。凍脹丘中的土壤結(jié)構(gòu)和植物根系都被破壞,即使冰融化以后,地表也很難降至原位。頻繁的凍融過程也使部分地區(qū)形成高達數(shù)米的凍脹丘。
草地破碎化
高寒草甸區(qū)凍脹丘在一定程度上也改變了地表徑流,導致部分緩坡和低地積水嚴重,繼而引起草地破碎化和地表裸露區(qū)增加等草地荒漠化問題。
熱融塌陷
隨著凍土內(nèi)冰的消融和水分流出,地下有時會形成較大的空洞區(qū)。表層的土壤和植被在重力作用下發(fā)生沉降和塌陷。大面積的熱融塌陷往往會造成地區(qū)植被和土壤的顯著退化。
位于青海省剛察縣的熱融塌陷(供圖/閆峰)
融凍泥流
凍土區(qū)隨著表層凍土的解凍融化,坡體中的飽水松散土層和風化層之間的摩擦力減小,在重力作用下,發(fā)生沿斜坡緩慢流動或蠕動形成融凍泥流,使得植被和土壤遭到強烈破壞。
對凍融荒漠化說不!
為了盡量減小凍土退化對工程建設的影響,以青藏高原凍土區(qū)路基建設為例,除了及時做好工程區(qū)的土方回填、草地恢復外,還應該因地制宜地采用加保溫板、碎石護坡、熱棒以及通風管等工程措施,降低因凍土退化造成的危害。
青藏高原凍融荒漠化防治任務艱巨。為了降低凍融荒漠化的負面影響,我們需要注意以下幾點。
減少二氧化碳等溫室氣體排放,緩解全球變暖強度。中國近期推進的碳達峰和碳中和目標,對于減少溫室氣體排放具有深遠意義。
合理安排凍融荒漠化地區(qū)居民的生產(chǎn)和生活。凍融荒漠化嚴重地區(qū)要大力開展天然草地的改良和恢復工作,科學籌劃當?shù)匦竽翗I(yè)的發(fā)展。
合理開發(fā)和區(qū)域保護相結(jié)合,減少人類工程對凍土退化脆弱區(qū)的干擾和破壞,降低凍融荒漠化的發(fā)生風險。
(作者單位:中國林業(yè)科學研究院荒漠化研究所)
責任編輯:胡惠雯