來源:中國氣象報社 發布時間:2010年01月20日15:44
中國科學院寒區旱區環境與工程研究所研究員金會軍等研究發現,中國東北凍土區因受氣候變暖和人為活動的影響,近幾十年來凍土退化顯著,尤其以大興安嶺區多年凍土退化最為顯著,主要表現為多年凍土上限下降、溫度升高、厚度減薄、融區擴大;多年凍土島消失及多年凍土南界北移等幾個方面。金會軍認為,多年凍土退化的主要自然原因歸結於氣候變暖,特別是冬季變暖,降水(雪)時間變化等氣候變化因素,加之城鎮化、重大工程建設等人類活動也對該區凍土和環境產生了深刻影響,導致了多年凍土的快速、顯著和大規模退化。
金會軍介紹說,中國東北部的多年凍土主要分布在大小興安嶺一帶,它是歐亞大陸多年凍土的最南突出地帶,屬於中高緯型多年凍土。在各種地質地理因素的影響下,該區多年凍土已經形成以谷地為中心,具有地溫低、凍土厚度最大以及分布面積廣泛的基本特徵。它既不同於西伯利亞和北美的多年凍土,也和我國西部高原多年凍土有著本質區別。該區內凍土分布受大小興安嶺山脈走向控制及海拔和緯度地帶性疊加的影響,凍土層年平均地溫自北而南升高,同時由於山區冬季逆溫層的存在以及山間窪地、溝谷階地的苔鮮和沼澤溼地的泥炭層等綜合作用,在同一局部地段內低洼處多年凍土和地下冰最發育、地溫最低、多年凍土層最厚。進入20世紀80年代以來,由於氣候變暖及大興安嶺多年凍土區的人為活動不斷增加等,加速了多年凍土退化的進程。首先,該地區凍土南界北移,總面積減小。其凍土南界已顯著北移,幅度可達50~120公裡,大小興安嶺多年凍土面積由20世紀70年代的3.9×105平方公裡減少到目前的2.6×105平方公裡,總面積減少了約35%。其次,活動層加深、局地凍土島消失。研究發現,在加格達奇附近,1964年修建鐵路時發現有凍土島,當時的凍土上限是1.7米,1974年鑽探發現路堤下的凍土已經消失。經調查,20世紀50年代,該區管轄範圍內凍土島佔全區面積的10.5%,80年代凍土島幾乎消失。大興安嶺地區1986~2000年觀測資料表明,凍融深度逐年增加,觀測區陰坡下部融深增加25釐米,陽坡下部融深增加85釐米,溼地下伏凍土融化深度增加66釐米,年平均淺層土壤溫度由1.6℃增至2.6℃。第三,凍土溫度升高、厚度減薄、穩定性降低。人為活動頻繁的地段對凍土環境的破壞極為嚴重,導致局部地段凍土地溫升高相當明顯,退化強度加大。在人為活動強烈的地區,凍土底板上升了1~5米,與100年前相比,在東北地區現代多年凍土區內,融區範圍在擴大,季節融化層底面平均溫度近10年來增高了1℃以上。在季節凍土區,近40年來季節凍結層的67%平均溫度在上升,升幅可達0.6℃~1.4℃。氣溫升高也是大小興安嶺地區多年凍土區域性退化的主要原因。IPCC第三次評估報告指出,過去100年來,東北地區溫度升高了1.7℃,黑龍江地處中高緯度,氣候變暖非常明顯,近120年來年平均氣溫上升1.4℃;冬春季升幅最大為1.8℃,近30年較19世紀末至20世紀初的30年平均氣溫上升了1.4℃。
以城鎮化為代表的人類活動增強也是東北凍土退化的主要原因。金會軍說,1850年清政府開禁政策以前,東北北部地區的人為活動很少,原始森林植被保護較好。直到20世紀初,自然環境擾動很小。20世紀三四十年代,受日本侵華戰爭破壞和對自然資源的掠奪性開發,東北全區自然環境遭受空前浩劫。自50年代以來,由於國家建設需要,大小興安嶺林木採伐量逐年增長,與此同時,城鎮建設、林業、交通運輸相繼建設和擴展。20世紀60年代末,隨著嫩林鐵路的修通,開始大面積採伐森林,人口迅速增加,中小城鎮建設速度很快。隨著林區開發和人口劇增,陸續興建了一批城鎮,城鎮規模和範圍在不斷擴展,城鎮「熱島」效應亦越來越明顯。作為人口居住的密集區,城鎮是人類經濟活動最為頻繁、開發建設最集中的地段,所有對凍土退化和環境破壞的人為因素在此均有表現。近幾十年,快速城鎮化導致的熱島效應對多年凍土的水熱狀態影響非常顯著。許多產業,如密集型林業和農業生產,過牧,礦產和水資源掠奪性開採,都對該區的自然和人類生存環境造成了較大影響。
金會軍說,由於凍土退化,使地表植物可利用水分大為減少,導致短根系植物枯死,生物多樣性種群變異,植物退化,荒漠化趨勢增強,可利用草地面積減少等生態環境問題。此外,還可能引發融凍泥流等地質災害,威脅交通安全。
金會軍呼籲,面對全球氣候變暖,應採取積極有效的措施防止我國東北地區凍土繼續退化。在強大的自然變化面前,人類要做的事情很多,除了節能減排、降低能耗、開發新能源等措施以外,還要加強對東北地區氣候變化的監測和研究,根據研究結果提出適應的對策。
(來源:《科學時報》 責任編輯:顏昕)