第七章 第一节 冻融侵蚀
土壤侵蚀原理_冻融侵蚀_冻融侵蚀相关术语及其防治_
土壤侵蚀原理_冻融侵蚀_冻融侵蚀相关术语及其防治_土壤侵蚀是指由于自然因素和人类活动导致的土壤表层被水流、风力等介质运动而逐渐流失和破坏的过程。
其中，冻融侵蚀是土壤侵蚀中的一种形式，指的是土壤中水分在冻结和融化过程中引起的体积变化和物质运动，从而加剧了土壤侵蚀的过程。
冻融侵蚀的原理主要与水分在冻结融化过程中体积变化有关。
当土壤中的水分在低温条件下遇冻结时，水分会由于结晶而形成冰相。
而冰相强烈膨胀与周围土壤实体产生机械作用，导致土壤颗粒的移动和破碎。
当土壤中的水分在高温条件下遇融化时，冰相会转变为水相，由于融化所引起的体积收缩则导致土壤中的颗粒下降，进一步引发土壤的滑坡和液体流动。
冻融侵蚀涉及的相关术语包括冻土侵蚀、冻结侵蚀、冻胀侵蚀、融化侵蚀等。
冻土侵蚀是指在寒冷地区，冻土在冻融过程中引起的土壤表层的破坏和流失。
在寒冷地区，冻融作用频繁，土壤中的积水在冻结时形成长冻的现象，土层中的冰相会加剧土壤的破坏和流失。
冻结侵蚀是指土壤中水分在冻结时引起的土壤结构的改变和破坏。
在冻结过程中，水分结晶形成冰相，冰相的形成会导致土壤的体积膨胀，进一步使土壤颗粒移动和破碎。
冻胀侵蚀是指冻结过程中由于冰相的体积扩大而引起的土壤破坏和流失。
冻胀侵蚀主要发生在土壤中存在含水层的地区。
当土壤中的水分在冻结时形成冰相，冰相由于体积扩大而抬高了土壤表层，土壤表层上的入渗水受限于土壤下部分冻土的封锁，由于无法向下渗透，土壤表层的积水不断增加，进一步加剧了冻胀的程度，导致土壤的破坏和流失。
融化侵蚀是指在冻结过程结束后，随着气温的升高，冻土中的冰相融化所引起的土壤变形和流动。
融化侵蚀主要发生在冷冻带边缘地区和高山地区。
当温度上升时，冻土中的冰相开始融化，融化的水分会导致土壤的流动、沉陷和滑坡。
冻融侵蚀的防治可以采取以下措施：1.合理利用冻土资源：冻土地区的土壤具有较好的保育性能，应优先考虑在冻土地区开发农田和建设居住区，减少人类活动对土壤的破坏和流失。
冻融侵蚀的影响因素及防治措施
冻融侵蚀的影响因素及防治措施冻融侵蚀是指在寒冷季节中，地表水被冻结并膨胀，引起土壤和岩石表层的破碎和剥离，随着融化水的流动，形成的一种地表现象。
冻融侵蚀不仅对土地资源和农作物产量造成影响，还会破坏道路、建筑物等人类设施。
因此，了解冻融侵蚀的影响因素及防治措施对于保护环境和维护人类利益具有重要意义。
1.气候条件：气温的波动是冻融侵蚀的主要动力因素。
在寒冷季节，地表水被冻结成冰，冰与土壤和岩石之间的相互作用会导致冻结土体的膨胀和破坏。
气温的高低和波动幅度会影响冻融侵蚀的程度和频率。
2.土壤类型：不同土壤类型对于冻融侵蚀的敏感性不同。
粘土和砾石等比较易于受到冻融侵蚀的土壤类型，因为它们含有较多的水分且排水能力较差。
而沙地和壤土等排水性好的土壤则相对较少受到冻融侵蚀的影响。
3.植被覆盖：植被对于冻融侵蚀具有重要的保护作用。
植被的根系可以固定土壤，并减少土壤的水分含量，从而降低冻融侵蚀的发生概率。
同时，植被能够阻止雨水或融水直接进入土壤，减少水分的含量。
4.土地利用方式：不合理的土地利用方式也会加剧冻融侵蚀的发生。
例如，大片的砍伐和开垦会导致植被破坏，使得土壤暴露在外，增加了冻融侵蚀的可能性。
此外，不合理的水土保持措施也会加剧冻融侵蚀。
为了减轻冻融侵蚀的影响，需要采取相应的防治措施：1.合理规划和利用土地资源：根据土壤类型和地理条件，科学规划和合理利用土地资源，避免过度砍伐和过度开垦，减少土壤暴露面积，降低冻融侵蚀的风险。
2.加强水土保持工作：修建水土保持工程，如梯田、坎靠、沟渠等，改善地表排水条件，减少冻融侵蚀产生的溶液流动，稳定土壤表面。
3.种植适应性强的植被：选择适应冻融侵蚀环境的耐寒植物，加速土壤的恢复和固结。
同时，加强植被的管理和保护，减少植被的破坏，提高植被对冻融侵蚀的抵抗能力。
4.提高公众意识：加强公众对于冻融侵蚀的认识和防治知识的宣传教育，提高公众对于环境保护的重视程度，积极参与冻融侵蚀的防治工作。
地貌学：第七章 冰川与冰缘地貌
3、冰碛物的矿物 成分与冰川源头和冰 床基岩的性质一致。
4、冰碛物一般缺 乏层理构造。
三、冰碛地貌
（一）冰碛丘陵
在冰川消融后，原来随冰川运行的表碛、中碛和 内碛等都坠落在底碛之上，形成低矮而波状起伏的冰 碛丘陵。
山岭的相对两坡发育的冰斗后壁相互靠拢所形成 的十分尖锐的锯齿状山脊
3、角峰
山峰四周发育的冰斗后壁相互靠拢形成的金字塔形 的山峰。
冰斗、刃脊、角峰
（二）冰川谷和峡湾
1、冰川谷
冰川谷又称U形谷或槽谷，它的前身大部分是山 地上升前的河谷，以后由冰川侵蚀改造而成，但两者 的地貌特征却显然不同。
第一，冰川槽谷都有 一个落差很大的槽谷头， 就像河流溯源侵蚀的裂点 一样，但其形成原因则是 在于那里冰川最厚，底部 剪切应力大，处于压融点 状态，冰川冰可塑性强， 侵蚀力强。
海拔6740米的梅里雪山 主峰－卡瓦格博峰
玉龙雪山的冰川
冰舌融水
高大的冰塔林
绒布冰塔林
南极冰川融水
（三）冰川的演化
第二节 冰蚀作用与冰蚀地貌
一、冰蚀作用
冰川对地面的侵蚀破坏作用,比河流强约5～20倍
（一）冰川的挖蚀作用
主要因冰川自身的重量和冰体的运动，致使底床基 岩破碎，冰雪融水渗入节理裂隙，时冻时融，从而使裂 隙扩大，岩体不断破碎，冰川就像铁犁铲土一样，把松 动的石块挖起带走。
地球表面不同纬度雪线的分布高度
我 国 现 代 雪 线 高 度 分 布 图
（二）成冰作用
新雪的积累阶段（积雪阶段） 粒雪化阶段
成冰作用阶段 冰川
二、冰川的运动
（一）冰川运动的机制
冻融侵蚀的影响因素及防治措施
冻融侵蚀的影响因素及防治措施冻融侵蚀是指在寒冷地区由于冰冻和融化循环引起的地质过程，常发生在高山、高原、冰川、冻土等地区。
它对地表造成的侵蚀和破坏是不可忽视的。
本文将讨论冻融侵蚀的影响因素以及相应的防治措施。
1.温度变化：温度的周期性变化是导致冻融侵蚀的主要原因。
在寒冷地区，气温昼夜变化剧烈，日均温度可能从负数下降到零下数十度，并在白天回升到零上。
这种温度变化引发了岩石和土壤中的冻融循环，导致地表侵蚀。
2.冻融胀缩：冰融化时膨胀，冰冻时收缩，这种周期性的胀缩也是产生冻融侵蚀的重要原因。
当地表上的水进入岩石和土壤中后，随着温度下降，水分先发生膨胀，然后转化为冰，导致周围的松散物质也发生胀缩，增加了地表的破坏和侵蚀。
3.冰的滑移和磨损：在冻融侵蚀过程中，冰对地表松散物质的滑移和磨损起到了重要作用。
冰的运动使地表松散物质受到冲刷和切割，导致地表的磨损和侵蚀。
为了应对冻融侵蚀带来的地表破坏和侵蚀问题，以下是一些有效的防治措施：1.植被保护：通过植被的覆盖可以增加地表的稳定性，减少冻融侵蚀的发生。
植被能够减缓降雪的积聚和冰的形成，同时可以阻止冰的滑移和磨损，减少地表的侵蚀。
2.排水系统：在受冻融侵蚀影响较大的地区，应建设排水系统，将地表上的积水快速引导到下游地区。
这样可以减少水在岩石和土壤中的渗透，减缓冻融胀缩的过程，减少侵蚀的发生。
3.加固地表松散物质：对于容易受到冻融侵蚀的地表松散物质，可以采取一些措施进行加固，增加其稳定性。
例如，在斜坡上可以建立挡土墙，通过抵挡冰的滑移和磨损来保护地表。
4.减少人类活动：人类活动是加剧冻融侵蚀的重要因素之一、开垦土地、采石和旅游开发等活动都会破坏地表的完整性，增加冻融侵蚀的风险。
因此，减少人类活动可以有效地控制冻融侵蚀的发生。
综上所述，冻融侵蚀是一种常见的地表破坏和侵蚀过程，其影响因素主要包括温度变化、冻融胀缩和冰的滑移和磨损。
为了应对冻融侵蚀的问题，可以采取一些防治措施，包括植被保护、排水系统建设、加固地表松散物质和减少人类活动等。
我国冻融侵蚀的调查方法
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中 国 水 土 保 持 科 学
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中国冻融侵蚀调查手册 - 中国水土保持监测共106页文档
设图，图上除标注水系、交通线路、居民点等基础要素 外，还要标注各调查点的经纬度、海拔高度等信息。
（2）地形图、卫星影像图 准备1:1万、1:5万比例尺的数字或纸质地形图（没有1:5
万的区域用1:10万或1:25万的替代），包括等高线、高程 点、河流和湖泊、交通线等基础地理信息；由于冻融侵蚀 区大部分地区缺乏1:1万地形图，用中巴资源卫星空间分辨 率2.36m的全色卫星数据（或2.5mSpot全色卫星数据）和 空间分辨率为19.5m的中巴资源卫星多光谱数据融合制作 野外调查点的遥感影像图替代。图幅大小以1:1万地形图为 标准。
（3）地貌图、地质图、土地利用图、土壤类型图 收集调查区的地貌图、地质图、土地利用图、土壤类
型图等的电子版，把调查点位叠加在上面，并以地（市） 或县为单位切割打印，便于野外调查查阅。 （4）记录表格、记录本
根据《细则》要求，印制各种表格。包括野外记录表 （见附表）、植被盖度表、植株高度表等。每个组准备 一本记录本，对调查单元的调查内容进行记录和描述。
1 2 3 4 பைடு நூலகம் 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
草地盖度测量表
草地盖度 51%
（2）林地：林地郁闭度的测量采用林冠投影法。在典型地 块内选定20m×20m的样地，用皮尺将样地划分为5m×5m 的方格，测量每株立木在方格中的位置，用皮尺和罗盘测定 每株树冠东西、南北方向的投影长度，在方格纸上按一定比 例尺勾绘出树冠投影，在图上求出林冠投影面积和样地面积， 即可计算林地郁闭度。
标牌
调查单元的位置 用GPS记录调查单元中心位置的经纬度、海拔高度 （ GPS使用方法见附录1），用访问法（访问老乡或向导） 调查记录调查单元所在行政位置，最好到乡、村。 地貌类型和地貌部位 调查和记录调查单元所在的地貌类型、地貌部位及坡度、 坡向信息。 土地利用类型 调查和记录调查单元范围内所拥有的土地利用类型、分布 等，并在卫星影像图上勾绘各种土地利用类型的边界，即勾 绘土地利用类型图。 耕作方式 调查和记录调查单元范围内所拥有耕地的耕作方式。
融冻泥流作用的侵蚀过程和表现
融冻泥流作用的侵蚀过程和表现冻结的饱水松散土层和风化层解冻后在重力作用下沿斜坡发生缓慢流动或蠕动的现象。
融冻泥流又叫冻融泥流、泥流、土溜、土滑、冰滑等冻融泥流指冻结的饱水松散土层和风化层解冻后，在重力作用下沿斜坡发生缓慢流动或蠕动的现象。
概念解释冻融泥流指冻结的饱水松散土层和风化层解冻后,在重力作用下沿斜坡发生缓慢流动或蠕动的现象。
其堆积物称冻融泥流堆积。
主要由粘性土和砂砾组成,是一种没有层理和分选性的杂乱尤章的堆积物,成分与坡地的岩性一致,常有泥炭、古土壤夹层。
在滑移过程中遇阻,常出现小型褶皱、断裂或形成台阶状的泥流堆积体,称泥流阶地。
性质描述发生在消融季节者为块体运动，年流动速度一般<1米。
其产生和运动速度的大小，除气候条件外，主要取决于地表物质组成和坡度。
若地表物质粗大，没有粘性土，水分可自由下渗，融冻泥流即不会产生；坡度>30°的山坡，细沙土不易聚集，含水性差，不利于融冻泥流的形成。
故在坡度为5～20°、地表物质以细沙土为主、含水量较多的坡地，最适于形成融冻泥流。
分类融冻泥流的地貌形态包括泥流坡坎、泥流舌、泥流阶地及石川等。
泥流坡坎和泥流舌呈鱼鳞状顺坡分布，前缘弧形突起。
泥流阶地沿等高线分布，呈倾斜平台，长数十至数百米，高数米，宽数米至数十米。
石川是顺坡地沟谷分布的由石块组成的舌状体，长可达数百米至1～2公里，末端流速可达1～1.5米/年。
危害冻融作用引发泥流对工程建筑造成的危害。
冻融泥流的危害主要表现在两个方面：在滑移、堆积过程中,对‘房屋、铁路、公路以及农田等产生破坏,造成工程设施变形位移；泥流堆积物具有特殊的工程地质条件,如作为建筑工程地基,容易产生沉陷、滑移。
冻融泥流和冰雪融化形成的冰川泥石流是两种小同的现象：冻融泥流是冻结层融化后自身发生小规模蠕动、滑移的现象；冰川泥石流是冰雪融化后的水流挟裹大量泥砂石块形成的具有一定流速的特殊洪流。
防治措施1.预警部门在高寒地区土壤质地多为松散的颗粒状黏土部分，安装各类传感器，并利用飞机卫星实时拍摄影像进行监测土壤移动状况，将数据上传至地理信息系统对其综合分析评估。
冻融侵蚀的影响因素及防治措施
冻融侵蚀的影响因素及防治措施冻融侵蚀是指在寒冷地区，由于水在冻结和融化过程中产生的体积变化，导致地表岩土松动，从而引发侵蚀的现象。
冻融侵蚀对地表和土壤的稳定性和生态环境造成了严重影响，因此，研究冻融侵蚀的影响因素和防治措施非常重要。
影响因素1.温度变化：冻融侵蚀主要发生在寒冷地区，温度变化是冻融侵蚀的首要因素。
温度的昼夜变化、季节变化以及年际变化都可能对冻融侵蚀造成影响。
2.土壤含水量：土壤中的含水量是冻融侵蚀的重要因素。
当土壤中的含水量较高时，水在冻结时会形成冰膜，增加冻结的力量，从而加剧侵蚀的程度。
3.土壤固结度：土壤的固结度是指土壤颗粒间的接触力，也是冻融侵蚀的影响因素之一、固结度较低的土壤容易受到冻融作用的影响，从而加剧侵蚀。
4.地形和坡度：地形和坡度对冻融侵蚀有显著影响。
在陡峭的山坡上，水在冻结过程中容易形成冰川，增加了冻融侵蚀的力量。
防治措施1.合理规划土地利用：合理规划土地利用是预防和减轻冻融侵蚀的重要措施。
在寒冷地区，应避免在易发生冻融侵蚀的地区开展农业、工业等活动，减少土壤的破坏和侵蚀。
2.加强水资源管理：合理利用和管理水资源可以减轻冻融侵蚀的影响。
避免水分过度积聚和堆积，以减少冻结过程中水分的体积膨胀造成的压力。
3.提高土壤质量：改善土壤结构，提高土壤的固结度和抗冻性，对于控制冻融侵蚀非常重要。
通过添加有机质、改良土壤、合理施肥等措施，提高土壤的保水能力和抗冻性。
4.构筑防护措施：在易受冻融侵蚀地区，可采用人工构筑的地表覆盖体系，如透水沥青、湿地建设等，能够有效减少水分渗透并加强土壤的稳定性。
5.种植植被：种植植被是防治冻融侵蚀的有效方法之一、植被能够增加土壤的覆盖率，减少土壤的暴露程度，保持土壤的稳定性，减缓冻融侵蚀的过程。
总结起来，冻融侵蚀的影响因素主要包括温度变化、土壤含水量、土壤固结度以及地形和坡度等。
为了减轻冻融侵蚀带来的影响，应采取合理规划土地利用、加强水资源管理、提高土壤质量、构筑防护措施以及种植植被等防治措施。
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冰脉和冰楔
裂隙冰可分为冰脉和 冰楔两种。充填于岩 土裂隙中的冰叫冰脉。 在多年冻土区，地表 水周期性注入裂隙中 再冻结，使裂隙不断 扩大并为冰体填充， 剖面成为楔状，称为 冰楔。如图是冰楔形 成示意图。
7.1.2.2 冻土区地下水
冻土区地下水按其与 永冻层的关系分为3种 ：层上水、层间水、 层下水。（图为各层 水的关系）
7.1.3 冻土地表类型
7.1.3.1 石海与石川 石海是冰冻风化作用的直接结果。在平坦而排水 较好的山顶或山坡上，经冰冻风化形成的大小石 块直接覆盖在基岩面上，这种地形称为石海。 石川是在不太陡的山坡和凹地中，大量的风化产 物—巨砾块在重力的作用下沿着下伏的湿润细粒 土层表面整体地或部分地向下滑动，这移动着的 石块群体称为石川或石河。
• 上层土的冻结膨胀， 就会对下面还未冻结 的含水土层施加压力， 使未冻结层在刚性的 永冻层上面发生塑性 流动而产生揉皱变形， 这种现象称为冻融搅 动构造（如图）
（三）分布
世界上的冻土总面积约为3500万平方千米，占地 球大陆面积的25%。我国冻土分布主要在东北北 部山区、西藏高山区及青藏高原地区，冻土面积 约215万平方千米，占国土总面积的22.3%左右。
7.1.3.4 冻胀丘与冰丘
下部未冻结的岩土和地下水就会从冻结压力大的 地方向压力小的的地方集中，结果就会在冻结深 度小的地方把地面鼓起来形成丘状地形称为冻胀 丘。
冰丘是溢出到河湖水面、雪面、地面的地 表水或地下水经冻结而成的丘状冰体。
下图为冻土区地貌组合
7.1.4 热融作用
7.1.4.1 冻融界面的热融机理 由于自然因素（如气候转热，温差增 大）或人为的作用（如砍伐森林、 开辟荒地、修水库蓄水、挖水沟、 铲除草皮进行工程建筑等），破坏 了地面上原有的保温层，使土层中 温度升高而致使地下冰融化，土体 在重力作用下沿冻融界面移动或产 生各种负地貌过程，称为热融作用。 热融作用分为热融滑塌和热融沉陷两 种。 热融沉陷，主要发生在平坦地面，形 成沉陷漏斗、洼地、沉陷盆地，积 水后成为热融湖。多发育于平原或 高原地区。 热融滑塌，多在＜16°的缓坡上发育。 有新月、长条、围椅、枝叉等平面 形态。有明显的季节性活动周期。 中国大兴安岭北、祁连山东的热融 滑塌每年始于春季，夏季达到高峰， 秋季逐渐停止。
第七章 冻融侵蚀与冰川侵蚀
• 7.1 冻融侵蚀 • 7.2 冰川侵蚀 • 7.3 冻融侵蚀及冰川侵蚀防治
7.1 冻融侵蚀
• 7.1.1 冻土作用机制 • 7.1.2 冻土层中地下冰和地下水 • 7.1.3 冻土地表类型
7.1.1.1概念及特征 （一）冻土
冻土是指在零度以下， 含有病得土层。而有 些土层的温度很低， 但没有冰的存在则不 能叫做冻土，只能叫 低温寒土。
7.1.3.2 冰冻结构土
在冻土层表面，常出现碎石按结合 图案做规则排列的图像，具有这种 现象的冻土称为冰冻结构土。 按照碎石排列形态，冰冻结构土还 可进一步划分为石环、石圈、石多 边形、石条等类型。一般来说，在 水平地面上发育石多边形或石环； 在平缓的凸坡上发育石圈；在较陡 的斜坡上发育石条。 冰冻结构土的形成是冰冻搅动锁产 生的分选作用的结果。其有两种形 式：垂直分选和水平分选。
7.1.1.2 冻土厚度
多年冻土的厚度虽然受纬度和海拔高度的影响，但在同一纬度和同一海 拔高度处的冻土厚度还有一定差别，这和以下自然地理条件有关。
7.1.2 冻土层中地下冰和地下水
7.1.2.1 地下冰
冻土内所含的冰称为地下冰。地下冰分为构造冰、 洞穴冰和埋藏冰3种类型。 构造冰又分为胶结冰、分凝冰、侵入冰和裂隙冰 等；
下图为垂直融冻分选示意图
7.1.3.3 融冻泥流
冻融泥流指冻结的饱水松 散土层和风化层解冻后,在 重力作用下沿斜坡发生缓 慢流动或蠕动的现象。其 堆积物称冻融泥流堆积。 发生在消融季节者为块体 运动，年流动速度一般＜ 1米。其产生和运动速度 的大小，除气候条件外， 主要取决于地表物质组成 和坡度。
冻土是四相体 土+冰+未冻水+气用。冻土一般分为两层，上层为夏融冬冻的活 动层，下层才是常年不化的永冻层。活动层在夏季融化后称为季融层，在 冬季冻结后称为季冻层。 如果某年冬季气温较高，冻结深度小于夏季融化厚度时，那么在季冻层下 面就会出现一个未冻结的融区，反之，如果冬季较冷而夏季较凉的话，则 夏季的融化深度可能小于冬季冻结层的厚度，结果便在季融层的下面留下 一层未融化的隔年冻结层。隔年层很薄，在来年夏季气温转暖时就可能消 息。