永久凍土 - 簡介

凍土是指在0℃以下并含有冰的各種巖土和土壤。按土的凍結狀態保持時刻的長短，凍土一般可分為短時凍土、季節凍土及永久凍土三種類型。

永久凍土在英語文獻中，一般指當凍土層(Tundra)處于水的結冰點以下(即0℃)超過兩年的狀況。

永久凍土 - 性質與結構

1、永凍層一般分布在地下30~40厘米處，通常又分為上下兩層，上層夏季融化，下層仍處于冰凍狀態。永久凍土具有暗色或淡色表層，地表具有多邊形土或石環狀、條紋狀等凍融蠕動形態特征。

2、永久凍土地帶的泥土不一定有水分，例如在無孔基巖(不透水的巖石)里就不可能有水;但在大多數情況下，水不僅存在，而且更超過地表物料的潛在水飽和量。

3、一般的凍土層在氣候回暖或受到強壓時，凍土內的冰會溶解成為水;但永久凍土的所在之處，即使在天氣回暖之時，氣溫仍然在凍點以下，使凍土內的冰不能再次溶解成為水，因而凍土的組成不改變。其持續冰凍時間可長達1000年以上。

4、永久凍土有機質含量不高，腐殖質含量為10~20克每千克，腐殖質結構簡單，70%以上是富里酸，呈酸性或堿性反應，陽離子代換量低，一般為10厘摩爾/每千克土左右，土壤粘粒含量少，而且淋失非常微弱，營養元素貧乏。

永久凍土 - 形成條件

永久凍土的形成，需要同時具備以下兩個必要條件：

氣溫要很低

如果年平均氣溫高于零度，雖然可以形成季節性凍土，卻無法形成永久凍土。

持續時間較長

研究發現，北極地區的凍土層一般都有幾百米厚，而大氣的低溫要傳導到地表以下幾百米的深度，要用幾百、幾千年甚至更長的時間才能完成。

永久凍土 - 分類

按成因分

按成因，永久凍土可分為冰沼土和凍漠土。

冰沼土(Tundrasoils)：又稱苔原土，中國把冰沼土這一土壤名稱，改為冰潛育土。它分布于極地苔原氣候區和中國黑龍江北部。冰沼土是凍土中具有常潮濕土壤水分狀況，具有碳氮比>13的潛育暗色表層和pH<4.0的斑紋AB層的土壤。

凍漠土(Frozen desert soil)：包括高山荒漠土(Alpin desertsoil)、高山寒凍土(Alpine frozensoil)。該土壤主要發育在中國青藏高原等高山區冰雪活動帶的下部。一般在海拔4000米以上。

按地理位置分

按照地理位置的不同，永久凍土可分為高緯度永久凍土和高海拔永久凍土兩種。

高緯度永久凍土：高緯度永久凍土是指永久凍土在平面上的分布服從緯度分帶的規律，并集中于高緯度地區。中國的高緯度永久凍土集中分布在東北大小興安嶺，面積約38萬平方公里。

高海拔永久凍土：高海拔永久凍土集中于海拔很高的地帶。青藏高原是世界上中、低緯度海拔最高、面積最大的多年凍土分布區，多年凍土面積約150萬平方公里，與高緯度永久凍土相比，高海拔永久凍土具有溫度高、厚度薄和敏感性強的特點。

永久凍土 - 分布

在全球的分布

地球上的永久凍土約占陸地面積的20%，從世界永久凍土分布來看，主要分布在歐洲、亞洲的北部、北美洲、北冰洋淺大陸架以及中低緯度地區的高山、高原。原蘇聯永久凍土面積約1000萬平方公里，占其國土面積的48%;加拿大永久凍土面積為390-490萬平方公里，占其國土面積的40-50%;中國永久凍土面積約215萬平方公里，約占國土面積的1/5，位居世界凍土面積第三位。

在全球的永久凍土中，冰沼土廣泛分布于北極圈以北的北冰洋沿岸地區，包括歐亞大陸和北美大陸的極北部分和北冰洋的許多島嶼，在這些地區的冰沼土東西延展呈帶狀分布，在南美洲無冰蓋處亦有一些分布。

凍漠土則廣泛分布在中國青藏高原和世界各地的高山地區，如南美安第斯山，新西蘭南阿爾卑斯山等。

在中國的分布

中國永久凍土的面積較廣。

高緯度永久凍土主要集中分布在大小興安嶺，面積為38~39萬平方公里。高緯度永久凍土是歐亞大陸永久凍土南緣，平面分布服從緯度地帶性規律，即越往海拔高的地方凍土面積越大，厚度越厚。

高海拔永久凍土分布在青藏高原、阿爾泰山、天山、祁連山、橫斷山、喜馬拉雅山，以及東部某些山地，如長白山、黃崗梁山、五臺山、太白山等。高海拔永久凍土形成與存在，受當地海拔高度的控制。

永久凍土 - 影響

對陸地

永久凍土層對陸地環境可產生有益的影響，如分解二氧化碳，減少二氧化碳總量的排放等。

但是，永久凍土的活動層在每年進行的凍融過程中，土層的物理和化學作用均很強烈，對道路和其它各種建筑物的危害很大。

此外，2012年4月的研究調查顯示，隨著世界逐漸轉暖，冰封在永久凍土下的世界將會恢復生機，凍土里的微小生物可能會產生大量溫室氣體，使全球變暖進一步加劇。

永久凍土的土已經被冰封數千年，甚至是幾十萬年，里面充滿死亡植物和其他在永久凍土形成時出現的曾經有生命的東西。不斷升高的全球氣溫導致這里面的有機物解凍，微生物開始分解這些有機質。在這個過程中，它們會釋放出大量含碳的溫室氣體。由于永久凍土里封存了大量的碳，因此凍土解凍可能會導致全球變暖進一步加劇。

對海底

2010年3月5日，據美國國家地理網站報道，美國科學家表示，北極海底正在釋放大量甲烷氣體，他們由此得出結論，海底永久凍土是一個龐大但很大程度上被忽視的溫室氣體來源。溫室氣體與全球氣候變暖有著直接聯系。

以前的研究發現，北極濕地和湖泊永久凍土融化釋放出甲烷氣體。不過，科學家當時認為，遍布冰冷深海的永久凍土仍將繼續保持冰凍固體狀態，令數量不明的被捕獲的甲烷氣體釋放不出去。領導實施最新研究的美國費爾班克斯大學生物地球化學家納塔莉婭·莎克霍娃表示：“如今，情況已經變了。永久凍土保存這種氣體的能力確實在下降。”

研究人員指出，這種現象極有可能并不限于東西伯利亞海。如果東西伯利亞海的永久凍土正在融化，那么北極大陸架沿線的所有淺海應該也會遭受同樣的影響。