高山冻漠土是指在高原寒带冰碛地衣和流石滩植被下形成的土壤。高山冻漠土广泛分布在我国青藏高原和其他高山地区。此外,在世界各地的高山,如南美洲安第斯山、新西兰南阿尔卑斯山等亦有分布。
高山冻漠土黏粒的K2O含量很高,可达50 g/kg,说明脱钾不深,矿物处于初期风化阶段。高山冻漠土年均温也很低,一般为-4~12℃。
成土过程冻土形成以物理风化为主,而且进行得很缓慢,只有冻融交替时稍为显著,生物、化学风化作用亦非常微弱,元素迁移不明显,黏粒含量少,普遍存在着粗骨性。高山冻漠土黏粒的K2O含量很高,可达50 g/kg,说明脱钾不深,矿物处于初期风化阶段。
在高山冻漠土区,白天由于太阳辐射强烈,地面迅速增温,表土融化,水分蒸发;夜间表土冻结,下层的水汽向表面移动并凝结,增加了表土含水量,反复进行着融冻和湿干交替作用,促进了表土海绵状多孔结皮层的形成。
此外,暖季白天表土融化,夜间冻结,由于都是由地表开始逐渐向下增温或降温大致平行于地表水平层次变化,所以,在干旱的表土上,强烈的冻结作用往往形成表土的龟裂。
冻土分类根据冻土的地理分布、成土过程的差异和诊断特征,可分为冰沼土和冻漠土两个土类。
冰沼土 tundra soils又称苔原土,分布于极地苔原气候区和我国黑龙江北部。冰沼土土层浅薄,剖面由泥炭层和潜育层组成,剖面构型为O一Oi一Cg型或Oi一Cg型。1
冰沼土的有机质含量少,阳离子交换量低,呈微酸性至酸性反应,营养元素缺乏。
冻漠土 frozen desert soils包括高山荒漠土(alpine desert soil)、高山寒冻土(alpine frozen soil)。该土壤主要发育在我国青藏高原等高山区冰雪活动带的下部。一般在海拔4000m以上。
冻漠土的土层浅薄,石多土少,剖面发育弱,地表多砾石,有多边形裂隙,具有0.5~1.5 cm厚的灰白色结皮层,有盐斑,结皮层下有浅灰棕色或棕色微显片状或层片状结构,砾石腹面有石灰薄膜,剖面构型为J一Ah一Bz一Ck型。
冻漠土有机质含量低,一般小于10 g/kg,pH为8.0~8.5,强石灰反应,CaCO3含量约50g/kg,石膏含量为5~10g/kg,易溶盐、石膏明显富集在地面结皮内,而碳酸钙则多在剖面的下层,表层的细土多被风吹失,亚表层黏粒含量相对较高。
危害高山冻漠土是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰。因此,高山冻漠土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。正由于这些特征,在高山冻漠土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉。
高山冻漠土地区气温低,土层冻结,降水少,流水、风力和溶蚀等外力作用都不显著,冻融作用则成为高山冻漠土地貌发育的最活跃因素。随着高山冻漠土区温度周期性地发生正负变化,土层中水分相应地出现相变与迁移,导致岩石的破坏,沉积物受到分选和干扰,土层发生变形,产生冻胀、融陷和流变等一系列复杂过程,称为冻融作用。它包括融冻风化、融冻扰动和融冻泥流作用。2
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刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院