气候变化对东北黑土冻融作用与冻融侵蚀发生的影响分析_范昊明VIP专享VIP免费

第23卷第6期干旱区资源与环境Vol.23No.62009年6月JournalofAridLandResourcesandEnvironmentJune.2009文章编号:1003-7578(2009)06-048-06气候变化对东北黑土冻融作用与冻融侵蚀发生的影响分析＊范昊明,张瑞芳,周丽丽,武敏,刘艳华(沈阳农业大学水利学院,沈阳110161)提要:文中对气候变化与东北黑土冻融作用及冻融侵蚀发生的影响关系进行了分析,探讨黑土冻融作用发生的气候环境,以及气候环境变化对黑土冻融作用的影响问题。结果表明:东北黑土区年平均气温的波动上升十分显著,而降水呈波动下降趋势。在气温和降水变化的情况下,东北黑土冻结层和融化层的深度趋于减小,发生冻融作用的程度趋于减小。在空间变化上,黑土区由北到南冻结层和融化层的深度逐渐减小,发生冻融作用的程度也逐渐减小;土壤有迟冻结,早融化的趋势;初春(3月)温度的上升,冬季降雪量的增加,使春季解冻期融雪侵蚀有加剧的可能。关键词:气候变化;冻融作用;冻融侵蚀;东北黑土中图分类号:P467文献标识码:A中国东北黑土是我国,也是世界上肥力较高、土壤性状良好的耕作土壤类型之一,在我国,更有人将其称为"土中之王"。由于黑土肥力高,耕作性好,黑土分布区域已经发展成为我国重要的粮食生产基地。但是,由于自然与人类不合理的生产活动等诸多因素的综合影响,目前,东北黑土侵蚀比较严重[1]。作用于东北黑土的侵蚀类型主要有水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀与冻融侵蚀等。目前,相对于其它侵蚀类型而言,有关冻融侵蚀,以及由于冻融作用与冻融侵蚀诱发的其它类型侵蚀的相关研究较少,这也在很大程度上,限制了人们对冻融作用与冻融侵蚀表现突出的东北黑土侵蚀过程的认识与侵蚀治理的研究。据第2次全国土壤侵蚀遥感调查资料统计,我国可发生冻融侵蚀的面积超过126.98×104km2,约占全国国土总面积的13.4%。绝大部分的冻融侵蚀主要分布在东北地区、西北高山区、青藏高原地区[2]。对于东北黑土冻融侵蚀问题,目前也有一定深度的认识。刘绪军等对黑龙江克拜黑土区沟壑冻融侵蚀主要形态特征进行了探索,指出克拜黑土区沟壑冻融侵蚀尤为严重,可使耕地中的沟壑每年扩张50～100cm[3]。景国臣等将冻融侵蚀分为融雪径流侵蚀、沟壑冻融侵蚀、寒冻石流、冻融风蚀、冻融泥流、冰川侵蚀等类型[4]。景国臣对黑龙江省冻融侵蚀形式及其危害进行了调查研究,认为冻融侵蚀加快了土壤流失速度,使大量农、林、草地被破坏,降低了土地生产力[5]。在国内其他地区有关冻融侵蚀的主要研究有,王随继对黄河中游冻融侵蚀的表现方式及其产沙能力进行了评估,认为黄河中游多沙区的侵蚀产沙中冻融侵蚀的贡献是巨大的[6]。张建国等对四川省及西藏地区的冻融侵蚀进行了界定与评价。研究认为,冻融侵蚀区是指具有以强烈的冻融作用为特征的寒冷气候条件,冻融作用是最普遍、最主要的外力侵蚀过程,同时应有相应的冻融侵蚀地貌形态表现的区域[7,8]。杨具瑞等[9]对砒砂岩区沟道冻融风化侵蚀进行了较为深入的研究,建立起了小流域单位长度沟沿线沟角线冻融风化侵蚀量比例模型和冻融风化侵蚀模数比例模型。以上国内研究除杨具瑞等人、张建国等人的研究外,均属定性分析与概念探讨,定量研究较少。对冻融作用与冻融侵蚀发生条件的探讨也不多见。文中将针对东北黑土区气候环境对黑土冻融作用与冻融侵蚀的影响关系,以及气候变化对黑土冻融作用与冻融侵蚀发生的影响关系进行分析,探讨黑土冻融发生的气候环境,以及气候环境变化对黑土冻融的影响问题。＊收稿日期:2008-4-22。基金项目:国家自然科学基金资助项目(40601054);辽宁省教育厅高等学校科学研究青年基金资助项目(05L403)作者简介:范昊明(1972.～),男,吉林白山人,博士,主要从事流域侵蚀、产沙与水土保持规划方面的研究。E-mail:fanhaoming@163.com1东北黑土冻融环境东北黑土分布区属于北温带半湿润大陆季风性气候,冬季寒冷,春秋两季干旱多风,干燥度一般≤1,年平均气温为0.5～6℃,年降雨量一般在500～600mm。黑土区日温差、年温差较大,冻融交替明显、作用时间长。春季解冻后的土壤疏松,抗蚀能力明显降低。影响土壤冻结与融解的最主要因子为土壤水分情况与气温。土壤含水量越大,在冻结过程中冻胀率越高,融解过程中融沉率也越高。冻胀、融沉的程度...