影响多年冻土上限变化的因素探讨

第33卷第5期2011年10月

冰川冻土

JOURNAL OF GLACIOLOGY AND GEOCRYOLOGY

Vol．33No．5Oct．2011

0240（2011）05-1064-04文章编号：1000-

影响多年冻土上限变化的因素探讨

*

王银学，赵林，李韧，吴通华，乔永平（中国科学院寒区旱区环境与工程研究所青藏高原冰冻圈观测研究站，甘肃兰州730000）

摘要：利用地温及活动层水热观测资料，分析青藏公路沿线近年来影响多年冻土上限的变化因素．

研究结果显示，青藏公路沿线冻土上限总体呈现下降趋势，冻土上限的变化与近年来区域气候变化的趋势一致；近年来多年冻土上限下降0．1 0．5m ，所处的地理位置不同，冻土上限下降的幅度也不同．气温变化是影响冻土上限的一个重要的外部因素，上限变化的幅度也还受地理环境及植被覆盖度和岩性所制约．研究多年冻土上限是将自然变化的控制条件转为人为控制因素，更好地为工程施工和建设服务．

关键词：冻土上限；冻土环境；覆盖度；岩性中图分类号：P642．14

文献标识码：A

0引言

多年冻土上限变化对寒区陆面过程、冻土区域

结合相应的气象观测资料分析了青藏高原地区近期天然状态下冻土上限的变化，并对相应变化的原因进行了探讨．

水文地质条件、寒区生态、工程地基等产生重大影响．因此，准确确定多年冻土上限，在全球变化研究和模拟、水资源评估与利用、多年冻土的生态保护与治理等方面都具有重要作用．研究多年冻土上限可以将天然状态下的地质、地理因素改变或者将自然变化控制条件转为人为控制因素，这在寒区工程设计和施工等方面具有重要意义，而查明多年冻土上限的影响因素是准确确定上限的关键．多年冻土上限是工程建设的设计依据，研究多年冻土上限变化，在冻土工程应用方面具有非常重要的意义．高原地区，冻土上限的变化及其水热过程，过去已经进行了一些相关研究，取得了一些有意义的研究结果

［1－2］

1

1．1

研究区域概况及资料来源

研究区域概况

研究选取了青藏公路沿线西大滩（QTB01，35ʎ

43' N ，94ʎ 05' E ，海拔4530m ）、楚玛尔河（QTB05，35ʎ38' N ，94. 04' E ，海拔4753m ）、风火山（China01，34ʎ44' N ，92ʎ54' E ，海拔4896m ）、34ʎ23' N ，92ʎ39' E ，海拔4623m ）、乌丽（QTB11，

34ʎ06' N ，91ʎ54' E ，海拔4960m ）、温泉（QTB15，

唐古拉（QTB16，33ʎ 04' N ，91ʎ 56' E ，海拔5100m ）等地为研究区域．该区位于青藏高原多年冻土区，平均海拔在4500m ，气候寒冷干燥，年平均气温在－5．5 －3．1ħ 之间，年降水量在300 400mm 之间，降水多集中在5—9月份．1．2

资料来源

研究区域的土壤温度资料源于格尔木站各活动层观测场及地温观测场不同深度的实测资料，地温采用105T 热电偶温度传感器观测得到，资料精度为5‰，所有的温度传感器均接入Campell 公司生

．然而，受自然条件的限制，

高原地区地温及活动层观测场点布设相对较少，且分布不均匀，所获取的资料有限，对高原地区不同区域冻土上限变化及其影响因素的研究相对不足，因而，这方面还需要进一步的研究工作．

本研究以中国科学院青藏高原综合观测研究站（格尔木站）的地温及活动层水热观测资料为基础，

01-28；修订日期：2011-04-10收稿日期：2011-：（40835033；40871037；40901042）；国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（2007CB411504）；冰基金项目国家自然科学基金项目

ZZ-2010-03）资助冻圈科学国家重点实验室自主课题（SKLCS-作者简介：王银学（1954—），男，甘肃庆阳人，高级实验师，现主要从事冻土观测资料收集、实验与研究．

*通讯作者：赵林，E-mail ：linzhao@lzb．ac．cn

产的CR1000型数采仪．气温资料源于青藏公路沿线气象站的实测气温，精度0. 1ħ ．同时，利用了青藏高原试坑资料及200多个钻孔的钻探资料．

2

2．1

多年冻土上限的影响的诸多因素

图4Fig．4

乌丽（公路西侧，QTB11）地温等值线The ground temperature isotherm at Site QTB11

冻土上限变化

QTB01孔在2004—2009年近6a 的观测结果显示（图1），高原地区多年冻土北界西大滩的多年

冻土上限呈现下降趋势，平均深度约3m ，以每年0. 2m 的速度在增大，2009年观测结果较2004年的结果增大了近1

m．

最大冻结深度呈现减小趋势，观测期间最大冻结深度减小了0. 1m．

图5给出了温泉QTB15观测场的温度剖面，图中0ħ 等温线变化趋势显示，多年冻土上限下移，活动层厚度增大，近3a 的观测结果表明，QTB15观测场冻土上限平均深度3. 67m ，观测期间冻土上限平均下降了0. 33

m．

图1Fig．1

西大滩（泵站西南侧）QTB01地温等值线The ground temperature isotherm at Site QTB01

图2给出了楚玛尔河左岸山坡（Qtb05）观测场2005—2008年近4a 的地温变化．观测结果显示，该地融化深度逐年下移，随着活动层的融化深度增大，过去历年冻融过程中形成的冻土核，逐年减少甚至完全消失

．

图5Fig．5

温泉（公路西侧，QTB15）地温等值线

The ground temperature isotherm at Site QTB15

唐古拉气象场内的QTB16观测场的温度剖面如图6所示，温度剖面的结果显示，该观测场冻土上限平均深度为3. 6m ，冻土上限呈现逐年下移的趋势

．

图2Fig．2

楚玛尔河左岸山坡（QTB05）地温等值线The ground temperature isotherm at Site QTB05

图6Fig．6

唐古拉（气象场内，QTB16）地温等值线The ground temperature isotherm at Site QTB16

China01观测场2002—2009年近8a 的观测结果表明（图3），地处高原多年冻土腹地的风火山地区冻土上限平均值为1. 6m 。尽管该地上限深度年际变化有波动的，但总体变化趋势是增大的，从有观测记录至2009年冻土上限增大了0. 4

m．

图3Fig．3

风火山活动层（China01）地温等值线

The ground temperature isotherm at Site China 01

乌丽QTB11观测场的温度剖面显示（图4），该地已退化成融区，2005—2008年的观测结果表明，近年来该地最大冻结深度平均在3. 0m 左右

，

上述分析结果显示，青藏公路沿线由北向南，多年冻土上限呈现出下移趋势．所处的位置不同，变化的幅度也不同．

2．2气温变化对多年冻土上限的影响

多年冻土上限形成的诸多因素中，气候环境因素是影响多年冻土上限变化的主要因素．青藏高原的巨大地动力和热力作用，在很大程度上控制着高

［3］

原及其邻近地区的天气和气候．气候直接影响地温，地温又是控制冻土上限的重要因素．根据青藏公路沿线格尔木、五道梁、沱沱河、安多、那曲等气象站的气温资料，统计分析得出：1971—2007年间，格尔木气温上升了1. 4ħ ，五道梁上气温升了1. 1ħ ，沱沱河气温上升了1. 2ħ ，安多气温上升了1. 0ħ ，那曲气温上升了1. 3ħ ，青藏公路沿线近36a 来年

平均气温上升了1. 2ħ （图7）．青藏高原冰动圈观测研究站的观测资料显示，从1995—2009年青藏公路沿线钻孔和活动层的冻土上限下降了0. 1 0. 5m．

在同一气温的条件下，不同区域、不同岩性影响冻土上限深度也是不一样的：细颗粒和黏土层处冻土上限下降了0. 1 0. 2m 左右；粗颗粒和透水、透气性强的土壤结构层冻土上限下降了0. 3 0. 5m．这说明于岩性对上限影响很大，同时也发现多年冻土区的南界上限下降大于北界（0. 5m ）．沱沱河气温（图8）与相邻地区风火山冻土上限（图9）观测资料对比分析结果显示，1995—2007年间，沱沱河年平均气温上升1. 2ħ ，相应的风火山活动层近10a 来冻土上限下降了0. 4m．风火山活动层冻土上限下降速度较快．活动层观测场布设在阳坡地表覆盖度小于25%，土壤粗颗粒和透水、透气性强是该地冻土上限下降比较快的重要原因之一

．

图9Fig．9

风火山多年冻土上限变化at Site Fenghuoshan

The variation of the permafrost table

图7青藏公路线气温变化

Fig．7The variation of air

temperature

along the Qinghai-Tibet Highway

图8

Fig．8

沱沱河气温变化

The variation of air Temperature at Site Tuotuohe

1998—2007年间风火观测场钻孔和活动层地温观测资料确定的冻土上限均呈下降趋势．冻土上限的变化与近年来气温变化趋势是一致的，可见气温变化是引起冻土上限变化的重要因素．其次，岩性、坡向、地表环境等因素亦可造成上限变化的差异．2．3

局地因素对冻土上限的深度的影响冻土上限变化除受气候影响外，

还与局地植被

覆盖及岩性有关．青藏高原主要是以草被为主，在

风火山山脚下（输电塔下）河漫滩处，塔头草覆盖的冻土区0. 8m 就发现冰层也就是冻土上限．它的地表主要是草被和苔藓覆盖着，常年冻土上限变化很小，而在同一地区风火山山坡上布设活动层Chi-na01观测场冻土上限变化很大，这说明植被对冻土

［4］

有保护作用．研究表明，在植被覆盖下，太阳辐射到达量和无植被地段相比降低了100多倍，草被能阻滞到达草层表面上辐射的54% 65%，有苔藓覆盖和无苔藓场地上20cm 深处的月平均温度相差达11 －15ħ 。并且，随着植被覆盖度减小，季节融化层内水分变化速率增大而融化深度增大加快水分下渗，这可能会进一步加剧地表植被退化，大面

［5］

积的植被退化可能会对气候产生影响．

分析该地区冻土上限变化的差异，风火山脚下河漫滩有草被和苔藓覆盖，土壤质地以细颗粒为主，这是河漫滩观测场冻土上限变化较小的原因。山坡上植被覆盖度较小，活动层土壤以砂土、砂黏土夹杂块石等粗颗粒为主的松散层，土壤透水性强，持水能力较差，这是山坡处冻土上限变化较大的原因．根据土壤松散与致密程度、持水能力与保温程度，土壤结构、颗粒成分等决定冻土上限的深浅．

对不同岩性、含水量条件下，选用草炭、亚砂土、砂砾石层冻土上限值进行了对比分析．结果显示（表1和表2），黏性土和砂砾石层区别很大，在同一地带，黏性土比砂砾石层的冻土上限浅0. 5 1. 0m ，尤其在青藏高原差别更大．多年冻土区土壤成分决定冻土上限深浅，研究表明：土含水量、颗粒大小、孔

表1Table 1

青藏铁路沿线不同岩性处上限值

［6］

The permafrost table changing with lithological

characters along the Qinghai-Tibet Railway ［6］

岩性上限深度/m

草炭0．8 1．1

亚砂土1．5 2．5

砂砾卵石层3．0 4．0

5期

表2

Table 2

王银学等：影响多年冻土上限变化的因素探讨青藏高原不同土壤结构含水量与冻土上限关系比较

1067

Lithological characters ，water contents and permafrost tables of the boreholes

［7］

隙度与冻土上限有关．细颗粒土保水性强，透气性

差，冻土上限浅；粗颗粒土壤，透水性强冻土上限深．细颗粒土壤的积累层能够造成冻结冰．在青藏高原的钻孔和试坑剖面发现在冻土上限附近有冰层，这主要是反复冻融在上限附近积累了细颗粒土壤层，在此层面上的保水性强，滞留水冻结后的结果．

［J ］．Chinese Science Bulletin ，2000，45（11）：1205－1211．［赵林，程国栋，李述训，等．青藏高原五道梁附近多年冻土

J ］．科学通报，2000，45（11）：1205活动层冻结和融化过程［－1211．］

［3］

Ye Duzheng ，Gao Youxi．Tibetan Plateau Meteorology ［M ］．Bei-jing ：Science Press ，1979：89－101．［叶笃正，高由禧．青藏

M ］．北京：科学出版社，1979：89－101．］高原气象学［

［4］

Geocryology Research Institute of Siberia Branch of Soviet Union．General Geocryology ［M ］．（Translated by Guo Dongxin ）．Bei-jing ：Science Press ，1988：46－88．［苏联科学院西伯利亚分

院冻土研究所．普通冻土学［M ］．（郭东信等译）．北京：科

［5］

1988：46－88．］学出版社，

Pang Qiangqiang ，Li Shuxun ，Zhang Wengang．The influence of ．underlying surfaces on thermal regime in permafrost regions ［J ］Journal of Glaciology and Geocryology ，2009，32（6）：1003－1010．［庞强强，李述训，张文刚．不同下垫面对多年冻土的

．冰川冻土，2009，32（6）：1003－热状况的影响分析［J ］1010．］

［6］

Si Jianfeng ，Yu Zurun ，Liu Yaojun．The determination of the change in the upper limit of permafrost table in Qinghai-Tibet Plateau ［J ］．Journal of Engineering and Technology ，2003，3：20－23．［司剑锋，岳祖润，刘尧军．青藏高原多年冻土上限的

J ］．国防交通工程与技术，2003，3：20－23．］确定及其变化［

［7］

Zhang Jianlin．The distribution rule and determining method of permafrost table along the Qinghai-Tibet Highway ［J ］．Scientific 2001，31（3）：23－25．［张建and Technological Communication ，

J ］．科技交流，林．青藏线多年冻土上限分布规律及确定方法［2001，31（3）：23－25．］

3结论

通过冻土上限探讨研究和野外实地考察，对自

然界的冻土现象归纳分析得出以下几点：

（1）近年来，随着气温上升，青藏公路沿线多年冻土上限呈现下降趋势，总体上下降了0. 1 0. 5m ；冻土上限变化趋势与区域气候变化趋势一致．

（2）研究区域地理环境及岩性对冻土上限的影响比较大，不同岩性冻土上限不同，细颗粒土冻土上限下移较小，而粗颗粒土上限下移则较大．参考文献（References ）：

［1］

Wu Qinbai ，Lu Zijian ，Liu Yongzhi．Permafrost monitoring and its recent changes in Qinghai-Tibet Plateau ［J ］．Advances in Cli-mate Changes Research ，2005，1（1）：26－28．［吴青柏，陆子

．气候变键，刘永智．青藏高原多年冻土监测及近期变化［J ］

［2］

2005，1（1）：26－28．］化研究与进展，

Zhao Lin ，Cheng Guodong ，Li Shuxun．Thawing and freezing processes of active layer in Wudaoliang region of Tibetan Plateau

A Study of Factors Which Control Variation of Permafrost Table

WANG Yin-xue，

ZHAO Lin，

LI Ren，

WU Tong-hua，

QIAO Yong-ping

(Cryosphere Research Station on Qinghai-Xizang Plateau，Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou Gansu 730000，China)

Abstract :In this paper，factors which control the vari-ation of permafrost table along the Qinghai-Tibet High-way were analyzed based on date of the active layers，borehole's ground temperatures and hydrothermal ob-servation．It is found that the permafrost table along the Qinghai-Tibet Highway has a decreasing tendency

overall，consistent with the regional tendency climate change of recent years．Permafrost table has declined by 0. 1 0. 5m dependent on geographical position．Air temperature change is one of the significant exter-nal factors which control the permafrost table．The ex-tent of change of permafrost table is also limited by ge-ographical environment and soil internal structures．The study of permafrost table changes aims to turning its control condition from natural to artificial，which is very important for engineering constructions．

Key words :permafrost table; permafrost environment; coverage; lithological characters

第33卷第5期2011年10月

冰川冻土

JOURNAL OF GLACIOLOGY AND GEOCRYOLOGY

Vol．33No．5Oct．2011

0240（2011）05-1064-04文章编号：1000-

影响多年冻土上限变化的因素探讨

*

王银学，赵林，李韧，吴通华，乔永平（中国科学院寒区旱区环境与工程研究所青藏高原冰冻圈观测研究站，甘肃兰州730000）

摘要：利用地温及活动层水热观测资料，分析青藏公路沿线近年来影响多年冻土上限的变化因素．

研究结果显示，青藏公路沿线冻土上限总体呈现下降趋势，冻土上限的变化与近年来区域气候变化的趋势一致；近年来多年冻土上限下降0．1 0．5m ，所处的地理位置不同，冻土上限下降的幅度也不同．气温变化是影响冻土上限的一个重要的外部因素，上限变化的幅度也还受地理环境及植被覆盖度和岩性所制约．研究多年冻土上限是将自然变化的控制条件转为人为控制因素，更好地为工程施工和建设服务．

关键词：冻土上限；冻土环境；覆盖度；岩性中图分类号：P642．14

文献标识码：A

0引言

多年冻土上限变化对寒区陆面过程、冻土区域

结合相应的气象观测资料分析了青藏高原地区近期天然状态下冻土上限的变化，并对相应变化的原因进行了探讨．

水文地质条件、寒区生态、工程地基等产生重大影响．因此，准确确定多年冻土上限，在全球变化研究和模拟、水资源评估与利用、多年冻土的生态保护与治理等方面都具有重要作用．研究多年冻土上限可以将天然状态下的地质、地理因素改变或者将自然变化控制条件转为人为控制因素，这在寒区工程设计和施工等方面具有重要意义，而查明多年冻土上限的影响因素是准确确定上限的关键．多年冻土上限是工程建设的设计依据，研究多年冻土上限变化，在冻土工程应用方面具有非常重要的意义．高原地区，冻土上限的变化及其水热过程，过去已经进行了一些相关研究，取得了一些有意义的研究结果

［1－2］

1

1．1

研究区域概况及资料来源

研究区域概况

研究选取了青藏公路沿线西大滩（QTB01，35ʎ

43' N ，94ʎ 05' E ，海拔4530m ）、楚玛尔河（QTB05，35ʎ38' N ，94. 04' E ，海拔4753m ）、风火山（China01，34ʎ44' N ，92ʎ54' E ，海拔4896m ）、34ʎ23' N ，92ʎ39' E ，海拔4623m ）、乌丽（QTB11，

34ʎ06' N ，91ʎ54' E ，海拔4960m ）、温泉（QTB15，

唐古拉（QTB16，33ʎ 04' N ，91ʎ 56' E ，海拔5100m ）等地为研究区域．该区位于青藏高原多年冻土区，平均海拔在4500m ，气候寒冷干燥，年平均气温在－5．5 －3．1ħ 之间，年降水量在300 400mm 之间，降水多集中在5—9月份．1．2

资料来源

研究区域的土壤温度资料源于格尔木站各活动层观测场及地温观测场不同深度的实测资料，地温采用105T 热电偶温度传感器观测得到，资料精度为5‰，所有的温度传感器均接入Campell 公司生

．然而，受自然条件的限制，

高原地区地温及活动层观测场点布设相对较少，且分布不均匀，所获取的资料有限，对高原地区不同区域冻土上限变化及其影响因素的研究相对不足，因而，这方面还需要进一步的研究工作．

本研究以中国科学院青藏高原综合观测研究站（格尔木站）的地温及活动层水热观测资料为基础，

01-28；修订日期：2011-04-10收稿日期：2011-：（40835033；40871037；40901042）；国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（2007CB411504）；冰基金项目国家自然科学基金项目

ZZ-2010-03）资助冻圈科学国家重点实验室自主课题（SKLCS-作者简介：王银学（1954—），男，甘肃庆阳人，高级实验师，现主要从事冻土观测资料收集、实验与研究．

*通讯作者：赵林，E-mail ：linzhao@lzb．ac．cn

产的CR1000型数采仪．气温资料源于青藏公路沿线气象站的实测气温，精度0. 1ħ ．同时，利用了青藏高原试坑资料及200多个钻孔的钻探资料．

2

2．1

多年冻土上限的影响的诸多因素

图4Fig．4

乌丽（公路西侧，QTB11）地温等值线The ground temperature isotherm at Site QTB11

冻土上限变化

QTB01孔在2004—2009年近6a 的观测结果显示（图1），高原地区多年冻土北界西大滩的多年

冻土上限呈现下降趋势，平均深度约3m ，以每年0. 2m 的速度在增大，2009年观测结果较2004年的结果增大了近1

m．

最大冻结深度呈现减小趋势，观测期间最大冻结深度减小了0. 1m．

图5给出了温泉QTB15观测场的温度剖面，图中0ħ 等温线变化趋势显示，多年冻土上限下移，活动层厚度增大，近3a 的观测结果表明，QTB15观测场冻土上限平均深度3. 67m ，观测期间冻土上限平均下降了0. 33

m．

图1Fig．1

西大滩（泵站西南侧）QTB01地温等值线The ground temperature isotherm at Site QTB01

图2给出了楚玛尔河左岸山坡（Qtb05）观测场2005—2008年近4a 的地温变化．观测结果显示，该地融化深度逐年下移，随着活动层的融化深度增大，过去历年冻融过程中形成的冻土核，逐年减少甚至完全消失

．

图5Fig．5

温泉（公路西侧，QTB15）地温等值线

The ground temperature isotherm at Site QTB15

唐古拉气象场内的QTB16观测场的温度剖面如图6所示，温度剖面的结果显示，该观测场冻土上限平均深度为3. 6m ，冻土上限呈现逐年下移的趋势

．

图2Fig．2

楚玛尔河左岸山坡（QTB05）地温等值线The ground temperature isotherm at Site QTB05

图6Fig．6

唐古拉（气象场内，QTB16）地温等值线The ground temperature isotherm at Site QTB16

China01观测场2002—2009年近8a 的观测结果表明（图3），地处高原多年冻土腹地的风火山地区冻土上限平均值为1. 6m 。尽管该地上限深度年际变化有波动的，但总体变化趋势是增大的，从有观测记录至2009年冻土上限增大了0. 4

m．

图3Fig．3

风火山活动层（China01）地温等值线

The ground temperature isotherm at Site China 01

乌丽QTB11观测场的温度剖面显示（图4），该地已退化成融区，2005—2008年的观测结果表明，近年来该地最大冻结深度平均在3. 0m 左右

，

上述分析结果显示，青藏公路沿线由北向南，多年冻土上限呈现出下移趋势．所处的位置不同，变化的幅度也不同．

2．2气温变化对多年冻土上限的影响

多年冻土上限形成的诸多因素中，气候环境因素是影响多年冻土上限变化的主要因素．青藏高原的巨大地动力和热力作用，在很大程度上控制着高

［3］

原及其邻近地区的天气和气候．气候直接影响地温，地温又是控制冻土上限的重要因素．根据青藏公路沿线格尔木、五道梁、沱沱河、安多、那曲等气象站的气温资料，统计分析得出：1971—2007年间，格尔木气温上升了1. 4ħ ，五道梁上气温升了1. 1ħ ，沱沱河气温上升了1. 2ħ ，安多气温上升了1. 0ħ ，那曲气温上升了1. 3ħ ，青藏公路沿线近36a 来年

平均气温上升了1. 2ħ （图7）．青藏高原冰动圈观测研究站的观测资料显示，从1995—2009年青藏公路沿线钻孔和活动层的冻土上限下降了0. 1 0. 5m．

在同一气温的条件下，不同区域、不同岩性影响冻土上限深度也是不一样的：细颗粒和黏土层处冻土上限下降了0. 1 0. 2m 左右；粗颗粒和透水、透气性强的土壤结构层冻土上限下降了0. 3 0. 5m．这说明于岩性对上限影响很大，同时也发现多年冻土区的南界上限下降大于北界（0. 5m ）．沱沱河气温（图8）与相邻地区风火山冻土上限（图9）观测资料对比分析结果显示，1995—2007年间，沱沱河年平均气温上升1. 2ħ ，相应的风火山活动层近10a 来冻土上限下降了0. 4m．风火山活动层冻土上限下降速度较快．活动层观测场布设在阳坡地表覆盖度小于25%，土壤粗颗粒和透水、透气性强是该地冻土上限下降比较快的重要原因之一

．

图9Fig．9

风火山多年冻土上限变化at Site Fenghuoshan

The variation of the permafrost table

图7青藏公路线气温变化

Fig．7The variation of air

temperature

along the Qinghai-Tibet Highway

图8

Fig．8

沱沱河气温变化

The variation of air Temperature at Site Tuotuohe

1998—2007年间风火观测场钻孔和活动层地温观测资料确定的冻土上限均呈下降趋势．冻土上限的变化与近年来气温变化趋势是一致的，可见气温变化是引起冻土上限变化的重要因素．其次，岩性、坡向、地表环境等因素亦可造成上限变化的差异．2．3

局地因素对冻土上限的深度的影响冻土上限变化除受气候影响外，

还与局地植被

覆盖及岩性有关．青藏高原主要是以草被为主，在

风火山山脚下（输电塔下）河漫滩处，塔头草覆盖的冻土区0. 8m 就发现冰层也就是冻土上限．它的地表主要是草被和苔藓覆盖着，常年冻土上限变化很小，而在同一地区风火山山坡上布设活动层Chi-na01观测场冻土上限变化很大，这说明植被对冻土

［4］

有保护作用．研究表明，在植被覆盖下，太阳辐射到达量和无植被地段相比降低了100多倍，草被能阻滞到达草层表面上辐射的54% 65%，有苔藓覆盖和无苔藓场地上20cm 深处的月平均温度相差达11 －15ħ 。并且，随着植被覆盖度减小，季节融化层内水分变化速率增大而融化深度增大加快水分下渗，这可能会进一步加剧地表植被退化，大面

［5］

积的植被退化可能会对气候产生影响．

分析该地区冻土上限变化的差异，风火山脚下河漫滩有草被和苔藓覆盖，土壤质地以细颗粒为主，这是河漫滩观测场冻土上限变化较小的原因。山坡上植被覆盖度较小，活动层土壤以砂土、砂黏土夹杂块石等粗颗粒为主的松散层，土壤透水性强，持水能力较差，这是山坡处冻土上限变化较大的原因．根据土壤松散与致密程度、持水能力与保温程度，土壤结构、颗粒成分等决定冻土上限的深浅．

对不同岩性、含水量条件下，选用草炭、亚砂土、砂砾石层冻土上限值进行了对比分析．结果显示（表1和表2），黏性土和砂砾石层区别很大，在同一地带，黏性土比砂砾石层的冻土上限浅0. 5 1. 0m ，尤其在青藏高原差别更大．多年冻土区土壤成分决定冻土上限深浅，研究表明：土含水量、颗粒大小、孔

表1Table 1

青藏铁路沿线不同岩性处上限值

［6］

The permafrost table changing with lithological

characters along the Qinghai-Tibet Railway ［6］

岩性上限深度/m

草炭0．8 1．1

亚砂土1．5 2．5

砂砾卵石层3．0 4．0

5期

表2

Table 2

王银学等：影响多年冻土上限变化的因素探讨青藏高原不同土壤结构含水量与冻土上限关系比较

1067

Lithological characters ，water contents and permafrost tables of the boreholes

［7］

隙度与冻土上限有关．细颗粒土保水性强，透气性

差，冻土上限浅；粗颗粒土壤，透水性强冻土上限深．细颗粒土壤的积累层能够造成冻结冰．在青藏高原的钻孔和试坑剖面发现在冻土上限附近有冰层，这主要是反复冻融在上限附近积累了细颗粒土壤层，在此层面上的保水性强，滞留水冻结后的结果．

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3结论

通过冻土上限探讨研究和野外实地考察，对自

然界的冻土现象归纳分析得出以下几点：

（1）近年来，随着气温上升，青藏公路沿线多年冻土上限呈现下降趋势，总体上下降了0. 1 0. 5m ；冻土上限变化趋势与区域气候变化趋势一致．

（2）研究区域地理环境及岩性对冻土上限的影响比较大，不同岩性冻土上限不同，细颗粒土冻土上限下移较小，而粗颗粒土上限下移则较大．参考文献（References ）：

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A Study of Factors Which Control Variation of Permafrost Table

WANG Yin-xue，

ZHAO Lin，

LI Ren，

WU Tong-hua，

QIAO Yong-ping

(Cryosphere Research Station on Qinghai-Xizang Plateau，Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute，Chinese Academy of Sciences，Lanzhou Gansu 730000，China)

Abstract :In this paper，factors which control the vari-ation of permafrost table along the Qinghai-Tibet High-way were analyzed based on date of the active layers，borehole's ground temperatures and hydrothermal ob-servation．It is found that the permafrost table along the Qinghai-Tibet Highway has a decreasing tendency

overall，consistent with the regional tendency climate change of recent years．Permafrost table has declined by 0. 1 0. 5m dependent on geographical position．Air temperature change is one of the significant exter-nal factors which control the permafrost table．The ex-tent of change of permafrost table is also limited by ge-ographical environment and soil internal structures．The study of permafrost table changes aims to turning its control condition from natural to artificial，which is very important for engineering constructions．

Key words :permafrost table; permafrost environment; coverage; lithological characters