东北地区多年冻土的基本特征以及演化趋势

(辽宁师范大学城市与环境学院 辽宁 大连 116021)

一、形成历史以及基本特征

现在西伯利亚北部存在的多年冻土层是各个时期和不同成因类型冻土的综合。多年冻土形成于早更新世到全新世。而在中部地区(到北纬62°)，冻土形成于中更新世-全新世。晚更新世时，冻土分布到北纬56°，由库伯依卡-吐帕-奥廖克敏斯克一线往南，冻土层是全新世形成的。按她的观点来看，中国东北的多年冻土应该是全新世时形成的。但我们从标志多年冻土存在的冰缘现象来分析，认为我国东北多年冻土的形成时期和过程也是很复杂的。

据近年考察，我们认为可以较确切地定出时代的古冰缘现象大多形成于晚更新世。全新世的冰缘现象在东北北部极其普遍，最明显的标志是黑土卷入其他时代的地层中，或黑土中产生冰楔。

东北冻土区的地形以丘陵山地为主，虽然海拔不高，但由于纬度高，又受西伯利亚高压影响，成为我国最寒冷的自然区。西部冻土区,虽大部纬度较低，但均属高山高原地区，地势高亢，深居内陆，具高寒气候。其共同的特点是年平均气温低，冻结期长，降水集中在暖季，年蒸发量很大，雪盖一般不厚，这些为地表散热和冻土的发育创造了极为有利的条件。

我国东北冻土区为欧亚大陆高纬度冻土区的南部地带，其冻土分布明显地受纬度地带性控制。冻土层的年平均地温自北而南升高，大约纬度每降低1°，气温升高1℃，年平均地温升高0.5℃。冻土分布的连续性随纬度降低而变差，由大片连续分布至岛状分布冻土在区域中所占的面积也由70～80%缩小至5%以下厚度由50～100米降至5～20米。岛状冻土区的分布范围南北宽达200～400公里，这是在纬度地带性制约下又受局部岩性、植被、地表水等影响的结果。

自第四纪晚期以来,由于冰期与间冰期的气候变化,使多年冻土分布范围相应的扩大与缩小。如晚更新世顾乡屯寒冷期(距今7～1万年)时,大小兴安岭多年冻土向南扩展,据考察其分布范围大致与现今年平均气温7～8℃等值线相近,即由西拉木伦河以南的敖汉旗、甘旗卡与双辽一带,向东部山地的磐石、辉南与敦化等地延伸。但是,由顾乡屯寒冷期进人全新世高温期(距今1～3万年)后,随着气温升高,多年冻土向北缩退至大兴安岭北部的金林、甘源与伊勒呼里山以北地区。现今的多年冻土是距今3000a以来新冰期产物,即随着气候逐渐变冷,融区内冻土重新形成和残留的冻土面积不断扩大的结果。这说明自晚更新世冻土形成至今,冻土南界由于气候的冷热变化,曾几度南进与北退。

二、演化趋势

近百年来大小兴安岭多年冻土南界的变化，是与气候转暖和人为的频繁活动密切相关的。本世纪以来的气候变化，据统计，全球平均气温在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年是自有观测记录以来最温暖的4年。这与我国沈阳和哈尔滨市自1906年至今的气象观测资料是一致的，即本世纪以来除1969年气温向降温趋势波动外，总的来说是朝着变暖方向发展的。因此，由于全球气候的转暖，以及人为的频繁活动，如农业垦植范围扩大、草场过度放牧和森林的大面积采伐等，对本区的土壤、植被、气候和水文等方面将产生深刻影响。在这两方面因素的直接作用下，多年冻土南界的北移，仍然是近百年来的主要变化趋势。

围绕大小兴安岭南端山地的多年冻土南界，其近期变化要比呼伦贝尔高原和松嫩平原相对稳定，这主要是海拔控制与影响的结果。因此，冻土分布具有一定程度的垂直地带性规律。如大兴安岭阿尔山地区冻上分布的最低海拔约800m左右，五岔沟和白狼一带在坡脚亚粘土层较厚的地点还有隔年冻土存在。随着海拔的增加，本区气候更加严寒，冻土比较发育，冻土面积占本区总面积的45～50%，冻土年平均地温为-0.5～1.0℃，冻土厚度可达20～30m以上。另外，在这里以兴安落叶松为主要树种的森林植被，其天然更新占90%以上，具有强大的优势[21]。可以肯定，在我国林业建设方针指导下，森林面积将会不断扩大，多年冻土在这得天独厚的自然环境中，其北移速度必将延缓下来，多年冻土南界亦可保持相对稳定状态。