大通河源区的冻融作用与生态环境效应
大通河源区的冻融作用与生态环境效应
冻融作用是高寒冻土地区最为普遍和常见的外动力地质作用，其强弱直接影响着高寒冻土地貌
的景观特征、土壤质地和生态环境。尤其是在煤炭开发[1 -2]、建筑施工、过度放牧等各种人为
因素的影响下，多年冻土层开始融化，上覆土层在土体自重及外力作用下产生沉陷、滑塌等，
对周边环境造成损害。
有关青藏高原冻融作用的类型和成因，已有不少学者进行过相关研究，取得了一系列成果[3 -
11].而针对大通河源区冻融作用的研究甚少。本文在野外调查和室内分析的基础上，对该区冻
融作用的类型和动力条件及其环境效应进行研究，为保护脆弱的高寒冻土生态环境提供参考和
依据。
1 研究区概况
大通河源区地处青藏高原东北部边缘，由大通山北坡、拖来南山和大通河源谷地组成。大通河
发源于青海省天峻县托来南山，由木里曲及唐姆尔曲等汇流而成，自西北向东南流经木里 - 江
仓盆地，汇入湟水为黄河二级支流。主要支流有阿泽河、克克赛曲、江仓曲、甲日果日曲和聂
赫作曲等，构成了以大通山、托来山为分水岭的枝状水系。干流总长 554km, 总流域面积达 15
133 km2.研究区属高原温带半干旱气候，多年平均气温- 0. 3 ~ 8. 0℃ , 多年平均降水量 467. 6
mm,接受大气降水、冰雪融水和地下水的补给，其中冰雪融水是主要补给源，水质良好，水资
源丰富。
区内平均海拔 3 800 ~ 4 100 m,现代冰缘地貌和多年冻土发育。依据成因、形态特征及物质组
成，可划分为构造冰蚀角峰状高山、剥蚀堆积低山丘陵、剥蚀堆积冰川冰湖堆积高台地、山间
波状冻土平原和河谷冲积带状平原等地貌类型（ 图 1 ）.
地层自前寒武系至第三系均有出露，其中以中下寒武系最为发育，第四系地层以中更新统、上
更新统的冰碛、冰水相沉积为主，并有下更新统的湖相地层及全新统的冲洪积、风积和沼泽沉
积等。受自然地理条件的制约，区内广泛分布片状多年冻土（ 岩）, 约占全区面积的 80%.位于
雪线以下至3 800 m 之间，呈片状分布。实际调查证实，大通山、托来山、木里 - 江仓盆地均
为片状多年冻土（ 岩） 分布区。仅大通河及其支流河床、热融湖塘湖底及构造富水带等存在
局部融区。岛状多年冻土分布区，位于多年冻土边缘平均气温 -2. 4 ℃以上的地带，呈岛状分
布。多年冻土平均厚度约30 ~60 m, 最大厚度达百米以上，季节融化深度在 2 m 左右。
源区北侧的拖来山是大通河流域和黑河流域的分水岭，受断层作用控制，呈NW - SE 走向。南
侧的大通山是大通河外流水系与青海湖内陆水系的分水岭，为 NWW - NW 向延伸的背斜褶皱
[12].
2 冻融作用
研究区气候恶劣，其特殊的自然地质环境，使得冻融作用强烈，主要表现为寒冻风化剥蚀作
用，冻融滑移作用，冻胀- 融沉作用等，对应于源区不同的地形条件和地貌单元，分别形成山
顶寒冻风化剥蚀带；山坡冻融滑移带；山前倾斜平原及河谷平原冻胀-融沉带等几种地貌类
型。
冻融作用的类型和规模取决于活动层的土层特征、温度状况、含冰量变化、地形条件和植被特
征等因素（ 图 2 ）.
2. 1 寒冻风化剥蚀作用
寒冻风化剥蚀作用是研究区最主要的外动力地质作用之一。主要分布在大通山、拖来山等海拔
4 100 m 以上的基岩山地，由于基岩表面节理、裂隙中水分冻结，体积膨胀，导致岩体崩解破
坏。崩解后形成的岩块、碎石在冻胀力、重力、风力、季节性水流等作用下，形成石河、倒石
堆和岩屑坡等，自山脊向山谷延伸或围绕山峰呈环带状或条带状分布。本区主要的寒冻风化作
用过程，如表 1 所示。
图3 显示的是大通山北坡基岩山顶在寒冻风化剥蚀等作用下形成的岩屑带，呈散体状结构，主
要为碎石、岩块、岩屑等，自基岩山顶至坡脚，长达 200 m 以上，厚度小于1 m,山顶裸岩植被
发育稀少。岩屑带碎石、岩块在向下运移的过程中，不断破坏高寒草甸，压覆植被，使地表粗
糙化，改变原有的土地覆被状态。
2. 2 冻融滑移作用
冻土是一种对温度极为敏感的土体，随温度升高，其强度显著降低，土体融化后的强度与其冻
结时的强度相比以几何数量级的尺度降低。源区山坡冻融滑移作用，主要表现为冻融蠕移、热
融滑塌和融冻泥流。
2. 2. 1 冻融蠕移
冻融蠕移是冻融滑塌的初级阶段，是边坡土壤在冻胀融沉、干湿循环等作用下产生的比较缓慢
的运动。当斜坡土壤发生冻胀时，土颗粒垂直于斜坡向上抬起，融化时沿重力方向下落。每经
过一次冻融循环，斜坡上的土颗粒就从原来的位置向下移动一段距离（ 图 4 ）.此外，冻胀和
融沉的交替进行，使土颗粒之间存在空隙，出现土体密度和强度降低的松弛现象，从而加大冻
融蠕移的速度和规模。
在地下冰发育的斜坡上，由于河流侵蚀或人为活动，使地下冰层或富冰土层出露，且不断融
化，以多年冻土层上界为滑床，在冻结层上水和重力作用下，滑面上土层发生蠕滑，同时后缘
出现拉裂，高寒草甸发生撕裂，压覆下部植被，在后期流水及其他外动力地质作用下，高寒冻
土生态系统不断遭到侵蚀破坏。
2. 2. 2 热融滑塌
热融滑塌是热融蠕滑的进一步发展，塌落后的土体处于饱和、过饱和状态。冻结层上界提供了
良好的滑动面，饱和、过饱和的岩土体在冻结层与土层间水的润滑作用下，顺着地下冰面或冻
土层面往下滑动形成滑坡。滑坡进一步引起斜坡土体的开裂、坍塌和滑动，随温度变化，这种
坍塌、滑动、再坍塌、再滑动周而复始地进行，直至滑坡前缘土体随排水、固结及地下冰融化
面加深而趋于稳定.
热融滑塌多发生在 10° ~ 25° 的斜坡- 坡麓或沟谷谷肩地带以及无常年性流水的沟谷中，呈条状
或带状分布。滑塌体一般长30 ~250 m, 宽20 ~100m 不等（ 图 5 ）.
2. 2. 3 融冻泥流
融冻泥流多发生在粘性土组成的坡度较为平缓且有多年冻土发育的地段。每年4-10 月，气温
升高，
当表层地温超过0 ℃时，冰砾石层和冻土层开始融化，冻土结构破坏，上部融化土与下部多年
冻土界面处形成滑动面，饱和融土在自重作用下沿融冻界面缓慢蠕动形成泥流，呈不规则的条
摘要：
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大通河源区的冻融作用与生态环境效应冻融作用是高寒冻土地区最为普遍和常见的外动力地质作用，其强弱直接影响着高寒冻土地貌的景观特征、土壤质地和生态环境。尤其是在煤炭开发[1-2]、建筑施工、过度放牧等各种人为因素的影响下，多年冻土层开始融化，上覆土层在土体自重及外力作用下产生沉陷、滑塌等，对周边环境造成损害。有关青藏高原冻融作用的类型和成因，已有不少学者进行过相关研究，取得了一系列成果[3-11].而针对大通河源区冻融作用的研究甚少。本文在野外调查和室内分析的基础上，对该区冻融作用的类型和动力条件及其环境效应进行研究，为保护脆弱的高寒冻土生态环境提供参考和依据。1研究区概况大通河源区地处青藏高原东...
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作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
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时间：2024-03-22
