永凍土的本質是地層中的水分凍結對岩土性狀的一種改變，是一個狀態變數。狹義上的永凍土退化是一個與凍結狀態對應的概念，指多年凍結層的消融和消失，是“質變”過程。
基本介紹
- 中文名：永凍土退化
- 外文名：Permafrost degradation
- 對應概念：永凍土凍結
- 釋義：多年凍結層的消融和消失
- 概念：狹義和廣義之分
- 因素：全球氣候轉暖等
釋義,退化原因,青藏高原凍土退化情況,我國東北部地區凍土退化情況,
釋義
永凍土的本質是地層中的水分凍結對岩土性狀的一種改變，是一個狀態變數。所以狹義上的永凍土退化是一個與凍結狀態對應的概念，即指多年凍結層的消融和消失，是“質變”過程；同時，永凍土是地面熱量支出大於收入長期積累的結果，永凍土狀態與外界氣溫存在一個動態平衡關係，如果不考慮永凍土對氣溫回響的滯後，理論上只要氣候變暖，出現不利於永凍土保存的情況，從廣義上講其就處於退化狀態，是“量變向質變”的發展過程。
退化原因
根據趙云云等的研究，永凍土退化的原因主要包括以下幾個方面：
（1）全球氣候轉暖。溫度上升趨勢與凍土退化幅度相呼應；
（2）降水因素。在雨季的間歇期，處於高溫階段，蒸發量很大，土壤容易乾旱。因此，在降水期內，大氣降水和地表水給予地下水充足的水量補給，同時也伴隨著水熱交換，從而引起凍結層上界慢慢消融、退化。
（3）地下徑流作用。地下水對多年凍土層起加溫作用，導致高原永凍土在平面上分布的連續性變差和厚度減薄，並對永凍土的形成和演化有極大的影響。
（4）凍土自身的性質。岩土成分和性質主要是通過其熱物理性質和含水量來影響凍土的發育。堅硬岩石的導熱係數一般大於第四紀鬆散層的導熱係數。所以，在其他條件等同情況下，堅硬岩石中凍土層厚度是鬆散層中的1.3-1.5倍。在島狀凍土區，岩性和含水量對凍土島的生存起決定作用，土顆粒越細表面能越大，其持水能力越強，一般細顆粒地層要比粗顆粒結構的地層含水量大。在相同的氣候條件下，潮濕的細粒土在冬季散失的熱量大，融化時所消耗的熱量就會更大。凍土的導熱係數大於融土的導熱係數，凍土的熱融量小於融土的熱融量，凍結速度要比融化速度和深度大。因此，潮濕細粒土的季節融化或凍結速度要比粗粒小。
（5）植被、沼澤的覆蓋。植被處於大氣和岩石圈之間，參與它們之間的熱量交換，熱量條件的變化必然要影響永凍土；沼澤化草甸土壤通氣不良、溫度較低、微生物活動較弱等，有利於永凍土的保溫。因此，植被、沼澤能夠減小進入土層的熱量，起到降溫作用。
（6）人類活動的影響。隨著經濟能源的開發、公路和鐵路的修建、草場資源的不合理利用等，對凍土退化有促進作用。因此，人類活動的影響已成為永凍土退化不可忽視的因素。
青藏高原凍土退化情況
近20年來青藏高原凍土分布的表現是，永凍土在不斷萎縮、季節凍土不斷增加。凍土相對面積減少4.3%，約3.1萬km2，相應的季節凍土面積增加3.1萬km2。由於季節凍土面積增大、永凍土萎縮、凍土下界上升、凍土溫度上升、季節凍結時間縮短、凍土深度變淺等一系列的退化問題，使凍土控制植被成為適應寒旱生境的年輕植物區系、凍土中的大厚度區域性隔水層及其活動層對水資源的調節作用等特殊生態環境功能減弱，影響工程建築穩定性的凍脹、融沉地質功能增強，從而加速了高寒草場的退化和地表水資源的減少，引發出更多的凍土區工程地質問題。而青藏高原連續永凍土區內某些融區的出現，特別是深埋藏永凍土層的發現，說明這種情況不是偶然的。地面溫度的突變升溫可能來自地面狀況的改變，如植被的破壞、動水被覆蓋等，青藏公路瀝青路面鋪設以後下覆永凍土的變化是可以檢測到的最好證明；也可能來自氣溫的突變，如在十幾米深度處發現古凍土上限。
我國東北部地區凍土退化情況
據何瑞霞等的介紹，目前，東北北部永凍土呈區域性退化狀態，它是全新世小冰期以來凍土退化的繼續和加強，凍土退化主要表現在以下幾個方面：
（1）凍土南界北移，總面積減小。根據1991-2000年間年平均地溫的平均值及其與永凍土南界的統計及半經驗關係，東北凍土南界已顯著北移，幅度可達50-120km。大、小興安嶺永凍土面積由20世紀70年代的3.9×105km2減少到目前的2.6×105km2，總面積減少了約35%。
（2）活動層加深、局地凍土島消失。小興安嶺某林業局曾做過調查，20世紀50年代，該區管轄範圍內凍土島占全區面積的10.5%，80年代凍土島幾乎消失。大興安嶺地區1986-2000年觀測資料表明，活動層厚度逐年增加，觀測區陰坡下部融深增加25cm，陽坡下部融深增加85cm，濕地下伏凍土融深增加66cm，淺層土壤年平均溫度由1.6℃增至2.6℃。
（3）凍土溫度升高、厚度減薄、穩定性降低。人為活動頻繁的地段對凍土環境的破壞極為嚴重，導致局部地段凍土地溫升高相當明顯，退化強度加大。與100a前相比，在東北地區現代永凍土區內，融區範圍在擴大。季節融化層底面平均溫度在近10a來增高了1℃以上。在季節凍土區，近40a來有67%的測站季節凍結層的平均溫度在上升，升幅可達0.6-1.4℃。凍土退化也導致凍土的熱穩定類型變化，融區擴展和一些對氣候變暖敏感的冰緣作用如熱喀斯特作用和熱融滑塌的增強。由此可見，氣溫並非是影響永凍土的唯一因素，就某一局地來說，除氣溫因素之外，地形、地面狀況、地層性質、雪蓋等都顯著影響永凍土存續和狀態，有時局地因素甚至在小的時間尺度和空間尺度內對永凍土的影響占主導作用，這決定了永凍土分布的複雜性，同時也導致永凍土在退化過程中非同步和同幅，使問題複雜化。然而相比永凍土變化的時間尺度，人類監測其變化的時間幾乎是其中的一瞬，永凍土的歷史分布變化可以從某些冰緣構造（如冰楔假形、砂楔、古凍脹丘遺蹟、地層中的凍融撓曲等）中判讀，而其退化的過程和方式則很少留有可資參考的證據。
