冻土是如何“冻”住的?(把自然讲给你听)
按照冰冻时间长短,冻土可以分为短时冻土、季节冻土和长期冻土。科学认识冻土、维持生态平衡,需要大家持续关注
行走在青藏高原,时常会见到铁路路基两侧,竖立着一排排“金属管”。青藏铁路的路基大多建于冻土层上,为了适应冻土随着温度升降而变化的特性,设计师设计了这样特殊的“金属管”,通过维持温度的稳定来达到路基的稳定。
那么,冻土是什么?又是如何形成的呢?简单来说,冻土就是含有水分的土壤,因温度下降到零摄氏度及以下而呈冻结的状态。我们都知道,土壤或多或少都含有水分,当土壤温度降到零摄氏度及以下时,土壤水分便开始由液态转变为固态,并与潮湿的土粒发生凝结,这种现象叫土壤冻结,也就是常说的冻土现象。一般来说,温度越低且持续时间越久,冻土层便越厚。
冻土是全球生态系统难以割舍的一部分,对全球生态平衡十分重要。比如,一些高原植物长期依靠冻结滞水维持生长,与冻土一起储存了大量淡水资源。按照冰冻时间长短,冻土可以分为短时冻土、季节冻土和长期冻土。短时冻土指冰冻时间数小时至半个月的冻土;季节冻土指冰冻时间半月至数月的冻土,常见于我国北方的一些地区,青藏铁路“金属管”下的冻土层就属于季节冻土;长期冻土指持续两年或两年以上的冻土,常出现在雪山环境以及青藏高原、阿尔泰山区、天山山区的部分地区。地球上冻土面积约占陆地面积的50%,其中长期冻土约占25%。
前不久,在持续低温天气影响下,新疆伊宁市冻土层厚度突破近40年历史极值。伊宁市的冻土也属于季节冻土。冻土这么厚,会不会给我们的生产生活带来影响?
土壤冻结和解冻,可以改变土壤水分状况和物理特性。一般来说,受季节性冻土影响较大的是农业。土壤解冻大多是自上而下的,当上层解冻而下层未解冻时,中间就形成了不透水层,使降雨和融雪等入渗量不能向冻土下层运移。这会让上层土壤含水量大于下层,导致耕层土壤过湿、地温较低,会影响作物种子发芽,进而可能会让农作物播种时间有所推迟。另外,冻土厚度增加会影响土壤冻融的时间,进而可能会影响部分农作物的生长。
但是,冻土对农作物生长也有利好的一面——冻土水分蒸发量小,减缓了土壤含水量消退速度,对保证干旱区农作物生长的需水量有利。冻土结冻早、融化晚,可能会让病虫害提前进入越冬期、推迟进入活跃期,有利于病虫害防治。
对于气象部门来说,要通过持续观测冻土冻融时间、深度、有无稳定冻土层等,为各项农事活动的开展提供科学依据。科学认识冻土、维持生态平衡,需要大家持续关注。
(作者为新疆维吾尔自治区农业气象台气象为农服务首席,本报记者李亚楠采访整理)