東北地區多年凍土的基本特征以及演化趨勢

(遼寧師范大學城市與環境學院 遼寧 大連 116021)

一、形成歷史以及基本特征

現在西伯利亞北部存在的多年凍土層是各個時期和不同成因類型凍土的綜合。多年凍土形成于早更新世到全新世。而在中部地區(到北緯62°)，凍土形成于中更新世-全新世。晚更新世時，凍土分布到北緯56°，由庫伯依卡-吐帕-奧廖克敏斯克一線往南，凍土層是全新世形成的。按她的觀點來看，中國東北的多年凍土應該是全新世時形成的。但我們從標志多年凍土存在的冰緣現象來分析，認為我國東北多年凍土的形成時期和過程也是很復雜的。

據近年考察，我們認為可以較確切地定出時代的古冰緣現象大多形成于晚更新世。全新世的冰緣現象在東北北部極其普遍，最明顯的標志是黑土卷入其他時代的地層中，或黑土中產生冰楔。

東北凍土區的地形以丘陵山地為主，雖然海拔不高，但由于緯度高，又受西伯利亞高壓影響，成為我國最寒冷的自然區。西部凍土區,雖大部緯度較低，但均屬高山高原地區，地勢高亢，深居內陸，具高寒氣候。其共同的特點是年平均氣溫低，凍結期長，降水集中在暖季，年蒸發量很大，雪蓋一般不厚，這些為地表散熱和凍土的發育創造了極為有利的條件。

我國東北凍土區為歐亞大陸高緯度凍土區的南部地帶，其凍土分布明顯地受緯度地帶性控制。凍土層的年平均地溫自北而南升高，大約緯度每降低1°，氣溫升高1℃，年平均地溫升高0.5℃。凍土分布的連續性隨緯度降低而變差，由大片連續分布至島狀分布凍土在區域中所占的面積也由70～80%縮小至5%以下厚度由50～100米降至5～20米。島狀凍土區的分布范圍南北寬達200～400公里，這是在緯度地帶性制約下又受局部巖性、植被、地表水等影響的結果。

自第四紀晚期以來,由于冰期與間冰期的氣候變化,使多年凍土分布范圍相應的擴大與縮小。如晚更新世顧鄉屯寒冷期(距今7～1萬年)時,大小興安嶺多年凍土向南擴展,據考察其分布范圍大致與現今年平均氣溫7～8℃等值線相近,即由西拉木倫河以南的敖漢旗、甘旗卡與雙遼一帶,向東部山地的磐石、輝南與敦化等地延伸。但是,由顧鄉屯寒冷期進人全新世高溫期(距今1～3萬年)后,隨著氣溫升高,多年凍土向北縮退至大興安嶺北部的金林、甘源與伊勒呼里山以北地區。現今的多年凍土是距今3000a以來新冰期產物,即隨著氣候逐漸變冷,融區內凍土重新形成和殘留的凍土面積不斷擴大的結果。這說明自晚更新世凍土形成至今,凍土南界由于氣候的冷熱變化,曾幾度南進與北退。

二、演化趨勢

近百年來大小興安嶺多年凍土南界的變化，是與氣候轉暖和人為的頻繁活動密切相關的。本世紀以來的氣候變化，據統計，全球平均氣溫在1880-1940年升高了0.5℃，1940～1965年降低了0.2℃，1965～1980年又升高了0.3℃。1981，1987，1988和1990年是自有觀測記錄以來最溫暖的4年。這與我國沈陽和哈爾濱市自1906年至今的氣象觀測資料是一致的，即本世紀以來除1969年氣溫向降溫趨勢波動外，總的來說是朝著變暖方向發展的。因此，由于全球氣候的轉暖，以及人為的頻繁活動，如農業墾植范圍擴大、草場過度放牧和森林的大面積采伐等，對本區的土壤、植被、氣候和水文等方面將產生深刻影響。在這兩方面因素的直接作用下，多年凍土南界的北移，仍然是近百年來的主要變化趨勢。

圍繞大小興安嶺南端山地的多年凍土南界，其近期變化要比呼倫貝爾高原和松嫩平原相對穩定，這主要是海拔控制與影響的結果。因此，凍土分布具有一定程度的垂直地帶性規律。如大興安嶺阿爾山地區凍上分布的最低海拔約800m左右，五岔溝和白狼一帶在坡腳亞粘土層較厚的地點還有隔年凍土存在。隨著海拔的增加，本區氣候更加嚴寒，凍土比較發育，凍土面積占本區總面積的45～50%，凍土年平均地溫為-0.5～1.0℃，凍土厚度可達20～30m以上。另外，在這里以興安落葉松為主要樹種的森林植被，其天然更新占90%以上，具有強大的優勢[21]。可以肯定，在我國林業建設方針指導下，森林面積將會不斷擴大，多年凍土在這得天獨厚的自然環境中，其北移速度必將延緩下來，多年凍土南界亦可保持相對穩定狀態。