冻土与冻土地貌

也随之变化，平地上的耕地明显减少，洼地上的草地大量转化为湿地，越年积雪(积雪期
超过一年)面积减少。据此完成6～8题。
4．导致西伯利亚地区土地覆被变化的首要原因是（A）
A．气温升高 B．气温降低 C．降水增多 D．降水减少
5．湿地面积增加主要是因为当地（D）
A．洪水暴涨 B．退耕还湿C．地面沉降 D．冻土融化
种最普遍的冻融作用形式.
冻融扰动
冻融扰动是指在多年冻土活 动层内发生的,因受冻涨挤压 而引起的一种土层结构的塑 性变形现象
冻融泥流
冻融泥流是指冻土层上部解冻时，融化的水使松散 土层达到饱和状态，这种饱含水的土乘因具有可塑 性，在中立作用下发生沿斜坡蠕动的现象。
冻拔现象（可以拔石 头、树木、桩基）
如冻拔树：在纬度高 的寒冷地区，当土壤 含水量过高时，由于 土壤结冻膨胀而升起， 连带植物抬起。至春 季解冻时，土壤下沉 而植物留在原位造成 植物根部裸露死亡。
3．阅读图文资料,完成下列要求。
青藏高原气候高寒，气温一般低于地温，是我国主要的冻土分布区，冻土土层可分为活动层和多年冻土层两部分。 其中，活动层靠近地表，随着外界气温变化或冻或融；多年冻土则常年处于冰冻状态。青藏铁路格（尔木）拉 （萨）段成功穿越了约550千米的连续多年冻土区，是全球目前穿越高原、高寒及多年冻土地区的最长铁路。活 动层反复冻融及冬季不完全冻结，使冻土的体积发生膨胀和收缩，会危及铁路路基，为此青藏铁路的建设者们创 造性地提出了低架旱桥、热棒技术、抛石路基等措施。其中抛石路基即用碎块石填筑路基，利用其通风透气性， 隔阻热空气下移，同时吸入冷量，起到保护冻土的作用。左图是青藏铁路分布图，右上图是抛石路基结构示意图， 右下图为片石护坡景观图。
路面远高于两侧地面
冻土地带架设桥梁
许多工程须在多年冻土区修建。因此，人们发展了 一系列技术，对地下温度进行控制来提高多年冻土 区工程的稳定性。例如：热棒、块石护坡、特殊工 程设计包括管道的弯曲设计等。
通风管路基
来自百度文库
多年冻土区的热棒
多年冻土区的块石护坡
管道在对融化敏感的冻土区是架空兴建的。 原油在刚冒出地面时温度约为 80℃ ，然后以 超过 50℃ 的温度运送。架空兴建避免原油的 热力经传到土地会把永冻层融化，防止冻土 因冻结和融化对管道的损坏。管道易受自然 力量损坏，架空铺设便于检修。 另一个技术成就就是管道在地面是“之”字 走向的。由于管道在地面比在地下更容易移 动，这种的设计为管道横向和纵向移动保留 了空间—这种情况是可以由地震，或者热涨 冷缩引发的。支架也有相同作用的特制护套， 以及可以抵御地震、雪崩和车辆撞击所造成 的震荡的防撞板。 热棒则利于热量向空气中散失，可以保证冻 土不融化
青藏高原不同多年冻土 条件下土壤水分、温度 和植被分布示意图
在多年冻土区进行工程 建设，面临着许多挑战
随着全球变暖，多年冻土在不断退 化，冻结层融化后，会导致地面沉 降，从而影响到工程结构的稳定性。 工程本身会对土层的结构产生影响， 公路的沥青路面还会吸收更多的热 量，加速多年冻土的退化。因此， 在多年冻土区进行工程建设，面临 着许多挑战。
石块周围孔隙比较大，容易积聚较多的液态水，结冰膨胀，石块被抬高，但是融化的时候它 却不能回到原地，因为石块的边缘被掉落下来的土块支撑住了，就这样石块一步步从地下 “挖”出来了。
含水较多的细粒沙层，冻结时体积膨 胀要大于含水较少的粗粒碎石层，结 果细粒沙层就形成一个个微微向上凸 起的膨胀中心，慢慢把碎石挤到边缘， 组成一个个石头圆环，就这样，冰和 水就像永不知疲倦的建筑工人，在大 地上拼出石环这样奇异的图案。
多年冻土对水文过程有着重 要的影响。在环北极地区， 很多地表看起来含水量高， 河流分布广泛。可是很多地 方的年降水量(包括融化的雪) 只有150-250 mm，如果没有 多年冻土的存在，环北极地 区将是一片荒漠。多年冻土 冻结层的存在，阻止了土壤 水分的下渗，因此水分浸润 地表土壤时，就会形成沼泽 和池塘，可以为植物生长提 供水分。
冻胀丘（heaving dome）又称“冰 丘”、“冰肿”。指在 冻土区由于不均匀冻 结膨胀作用使土层产 生局部隆起而形成圆 形或椭圆形地形。
冻胀丘主要是土层水分分 布不均，含水多的部位有 更高的冻胀率而形成局部 隆起的丘状地形。冻胀丘 呈圆形或椭圆形，顶部扁 平，周边的坡度很陡。
石海和石河
石海发育于冰缘区的山 顶夷平面或缓坡等平坦 部位，由巨大块砾组成。 往往形成于富有节理的 花岗岩、玄武岩和石英 岩等坚硬岩性地区，而 在页岩等软弱岩性区则 很难发育石海。石海形 成后，很少运动，能长 期保存。石海分布的下 界随着纬度的降低而升 高。
向北）逐渐减薄
存在时间只有数小时、数 日以至半月的冻土。它有 时出现在高纬度、中纬度 或低纬度地区的寒夜，有 时也出现在热带和赤道地
区的高山上。
多年冻土是指存在时间 超过两年的温度低于 0℃、含有各种物质的 岩石或土壤，很多地区， 多年冻土的存在时间可 超过几万年。其垂直剖 面示意图如图5。
多年冻土的垂直剖面示 意图
阿拉斯加多年冻土区的湿润地表条件
多年冻土的存在有利 于植被生长；土壤水分 高时，有利于地下冰的 形成，而地下冰在夏季 融化时会吸收大量的热， 因此也有利于保护多年 冻土的向下融化；较好 的植被条件会在夏季通 过遮阴效应，降低土壤 温度；植被生长提高了 土壤有机质含量，降低 土壤导热率，对多年冻 土也有保护作用。
多年冻土区因沉降废弃的建筑 物和沉降影响的公路
冻土会对建筑和交通产生破坏，我们就要想办法减少这种破坏。从冻土冻融产生的原因来看， 一是地下有水，二是低温高温季节交替变化。所以治理措施也主要是从这两方面入手，一是想办 法减少地下水对路面的影响，比如下图的抬高路面，使路面远高于两侧地面，再比如在冻土地带 架设桥梁。
6．西伯利亚地区平地上减少的耕地主要转化为 （C ）
A．林地
B．湿地C．草地
D．寒漠
6、近年的气候变化应是全球气候变暖，A正确；气温降低，会使越年积雪增加，而不会减少，且气温降低， 西伯利亚的降水类型为雪会更多，冻土冻得更实，也不会让草地成为湿地，B不符；降水包括降雪，降水增 多，会使越年积雪增加，而不会减少，C不对降水减少虽然可能导致越年积雪面积减少，但如果气温仍然保 持在较低气温下，长期积雪累积也不会导致越年积雪面积减少，D不符。 7、全球气候变暖对当地的影响是冻土融化，导致土壤中液态水量增加，湿地面积增加，D符合。材料中指 出当地是洼地上的草地大量转化为湿地，并不是耕地还湿引起，B不对；当地纬度较高，降水少，气温相对 较低，洪水暴涨的可能性小，且当地洪水的形成要么是因气温回升过高，积雪融量大，要么是短时降水增多， 但要注意的是洪水暴涨是一个短时期内的现象，并非长时期的现象，但不一定会形成湿地（湿地是在长期或 季节性有水的状态下形成的），地面沉降不一定会有水存在，虽然沉降后地势低洼，利于蓄水，但要注意的 是“洼地上的草地大量转化为湿地”，表明转化为湿地的地方已经是洼地，故A、C不符合， 8、注意耕地是由于人类活动参与而导致的，应该是砍伐森林或将草地过度开垦形成。因当地植被主要为针 叶林，气温升高必将使针叶林生存地减少，所以耕地转化为林地的可能小，再则耕地演替为森林需要的时间 更长，A不对；原来有耕地、草地，变暖更不会形成寒漠，D不对；耕地减少可能是因为冻土融化，不利于 耕种或人为荒弃导致，再则与低洼的草地相比，平地上不利于储水，所以成为湿地的可能性少，B不对；由 于冻土融化，原洼地上的草地主要转化为湿地，生物中原有的草必将会转移，其空间将会转移至原有的耕地 处，再则耕地减少后，原有耕地不会再有人类耕种等，杂草会随之生长，所以耕地应主要转化为草地，C符 合。
（1）运用大气受热过程原理，分析青藏高原地区气温低于地温的原因。
（2）冻土活动层冬夏季的反复冻融，会对列车运行的安全产生怎样
的不利影响，请简述其过程。
（3）根据抛石路基的设计原理，判断其散热效果最显著的季节，并分
析其原因。
（4）专家建议，部分东西走向的路段的路基两侧增加片石护坡，且南侧
厚度要大于北侧，试分析其可能原因。
永清县第一中学 王云飞
什么是冻土？
冻土层，亦作冻原或 苔原，意思是“无树 的平原”。在自然地 理学中指由于气温低、 生长季节短，而无法 生长出树木的环境； 而在地质学中指零摄 氏度以下，并含有冰 的各种岩石和土壤。
冻土一般分布于高纬地 区和高山上部，一部分 广泛分布于北极圈以北 的北冰洋沿岸地区，包 括欧亚大陆和北美大陆 的极北部分和北冰洋的 大部分岛屿，东西延展 呈带状分布，并且在南 美洲也有分布。
阿拉斯加输油管道
冻土分季节冻土和多年冻土，多年冻土又分连续 多年冻土、河谷多年冻土和岛状多年冻土，读我 国某地区冻土分布图，完成下列各题。
1．下列关于图示地区冻土分布的叙述，正确的是 B A．连续多年冻土南界以北冻土连续分布B．岛状多年冻土南界以南为季节冻土区 C．多年冻土南界与等温线走向完全一致D．年均温0℃以下地区皆为多年冻土区 2．下列关于冻土对甲处自然环境影响的叙述，正确的是 C A．岩石化学风化强，风化壳厚B．地面发射率增大，干旱严重 C．地表水不易下渗，沼泽广布D．植物根系生长慢，土壤贫瘠
这是一颗开心生长的小树，它的根啊在不断汲取水分呢，（所以，根 系周围含水率高），这时候寒风肃杀，冻成了狗！水分积聚处开始结 冰膨胀，相比往地下涨当然往地表涨更容易啦！所以就膨胀抬起树、 土。比较大粒的土落下，小粒土留在地表。几个回合下来，树就被抬 起了。到了春天解冻，树仅仅靠土是立不直了，倒下吧骚年！
答案：4．（1）青藏高原海拔高，空气稀薄，晴天较多；白天被削弱的太阳辐射较少， 到达地面的较多，地面吸收后增温；但空气稀薄云量较少，大气对地面的长波辐射 吸收较少，加之高原地区多大风天气，大部分热量散失掉，气温较低。
（2）冬季的时候，冻土在冻结状态下，体积会发生膨胀，建在上面的路基和钢轨就会 被顶起；到了夏季，冻土消融，体积收缩，路基和钢轨随之沉下去；反复出现就会 造成路基严重变形，铁轨出现严重弯曲、高低不平，影响列车行车安全。
石海和石河
石河发育在多年冻土区 的凹地或谷地里，由风 化碎屑物组成。大型的 石河又称石冰川。石河 的运动速度缓慢，多呈 蠕动状态，如阿尔卑斯 石冰川下界的年平均流 速数十厘米,最大可达 500厘米；昆仑山石冰 川下界的年平均流速最 多不超过20～30厘米。 石河中的岩块在山麓处 停积下来,可形成石流扇 或石流阶地。
（3）冬季。冬季气温较低，冻土易冻结，抛石路基利用其通风透气性，起到类似于通 风管储冷的作用，加快路基的散热，减小因路基升温对冻土冻结产生的影响。
（4）南侧为阳坡，增温较北侧快，增加片石护坡厚度可减缓外部温度变化对冻土的影 响，从而达到与北侧相近的温度，保持路基两侧降温的一致性。
【2019全国3卷】 近年来，位于高纬的西伯利亚地区气候发生了明显变化，土地覆被
在天然条件下，地表物质常 常是粗细混杂的。由于石块 和土的导热性能不同，因此 冻结速度也各不一样。碎石 导热率大，就会先冻结，水 就会向石块附近迁移并在其 附近形成冰，水形成冰后体 积就会膨胀，使碎石产生移 动，这样粗的物质和细的物 质就会产生分离，这种现象 科学家们称之为冻融分选作 用，因为它就象筛子一样将 不同的物质分离。 在平缓而又粗细混杂的地表 层，经冻融分选作用，泥土 和小的岩屑集中在中间，岩 块就会被排挤到周边，呈多 边形或近圆形，好像有人有 意识的将石头成一圈，这种 冻土地貌叫作石环。
冻土的分类及分布
多年冻土 （永久冻土）
季节冻土
短时冻土
冻结状态持续两年或者两 年以上的土或岩石。在多 年冻土区的有些地方，只 有表层几米深的土层处于 夏融冬冻的状态，该层则 被称作季节融化层或季节
活动层。
一般指地壳表层冬季冻结、 夏季全部融化的岩土层。 主要存在于南北半球中高 纬度地区，其厚度在北半 球从北向南（南半球从南
在活动层较浅的地区 （例如环北极的大部分 地区），多年冻土退化 导致的地下冰融化，会 向地表补充大量水分， 促进植物的生长；在活 动层较大的地区（例如 我国青藏高原的大部分 地区），多年冻土退化 会导致更多的土壤水分 下渗，地下冰融化对土 壤水分补充的水分也难 以被植物吸收，所以会 导致植被退化。
全球多年冻土区分布 示意图（红色圆圈是 我国青藏高原地区， 这也是世界上最大的 中低纬度多年冻土分 布区）
冻融作用
在寒冷气候条件下，土壤或岩层中冻结的冰在白天融化，晚 上冻结，或者夏季融化，冬季冻结，这种融化、冻结的过程 称为冻融作用。
冻融风化
冻融风化是指土层或岩层裂 缝中的水,在冬季或夜晚温度 下降发生冻结时把岩石涨裂, 并因冻结膨胀产生压力而把 裂缝附近的岩石压碎成块石 和更细的物质,它是冻土区一