【中國科學報】凍土退化趨勢難逆轉

2020-12-02 中國科學院

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  近日,西藏自治區氣象局發布的《西藏氣候變化監測報告》顯示,西藏凍土層在全球氣候變暖的過程中日漸變薄。過去約50年間,西藏凍土層「萎縮」了26.5釐米,相當於三個中指長的深度。

  疑問:

  西藏屬青藏高原多年凍土區,這些凍土為何會退化?作為全球第三大凍土國,我國凍土區現狀如何?凍土退化會帶來哪些影響?是否有必要介入人為力量阻止或減緩退化趨勢?

  解答:

  「就我國的情況看,氣候變暖是凍土退化的主要原因,但人類活動的影響也加速了凍土退化。」近日,中科院寒區旱區環境與工程研究所凍土工程國家重點實驗室研究員金會軍在接受《中國科學報》記者採訪時說。

  他表示,氣溫升高,特別是冷季氣溫升高,將引起凍土溫度升高、活動層厚度增加、季節凍結深度減小。此外,積雪情況以及土地利用覆蓋等在內的下墊麵條件改變,也會導致多年凍土退化。

  「過度放牧等人為擾動,同樣會加劇多年凍土的退化。」中科院寒旱所研究員溫智說,過度放牧會減少地表植被的蓋度和高度,造成地表升溫、乾燥。

  金會軍告訴記者,最新研究表明,青藏高原活動層底板(1~4米深度)年均溫度在過去十幾年升高了0.06攝氏度,活動層融化日期提前,凍結日期推後。近30年來,離青藏公路數百米的凍土活動層厚度以每年1.33釐米的速率增加,融化日數每年增加1.18天;而在工程擾動和人為活動較多的公路沿線變化更加劇烈,近幾年活動層厚度平均每年增厚6.3釐米,多年凍土(10~15米深度)年均地溫升高約0.02攝氏度。

  作為世界第三大凍土國,我國也是中緯度多年凍土和高海拔多年凍土分布最廣泛的國家。「多年凍土主要分布於青藏高原、西部天山和阿爾泰山、東北大小興安嶺等地區,面積達159萬平方公裡,其中高海拔多年凍土約為135萬平方公裡,高緯和山地複合的興安嶺—貝加爾型多年凍土約24萬平方公裡。」金會軍介紹說。

  溫智則表示,我國多年凍土處於普遍退化的過程中,而這會對建築工程造成影響。資料顯示,多年凍土是寒區構築物的基石,其溫度狀態、土壤質地及含冰量都會影響到凍土的土力、熱力性質,進而影響寒區構築物的穩定。

  不僅如此,多年凍土退化還會影響生態環境。「多年凍土中儲存著大量的二氧化碳、甲烷等溫室氣體,當多年凍土融化後會釋放這部分溫室氣體,加劇全球變暖。多年凍土退化會導致地下水位下降,引發植被退化和植被類型更替,加劇草地退化和沙化。與此同時,凍土的退化也可能釋放儲存的水分,增加河流徑流量。」溫智說。

  「凍土與氣候、生態的作用都是相互的,凍土退化會改變寒區水文、養分和碳氮循環,影響林型變化和生態系統演替等。」金會軍舉例說,興安嶺茂密的植被覆蓋有助於阻擋太陽直射,有利於凍土形成和保存。同時,在植被高大的針葉林中,林冠對積雪的截留作用強,防止較厚的積雪因保溫作用而不利於凍土保存。多年凍土與興安落葉松、溼地等已形成共生關係,一旦凍土融化,興安嶺的生態環境可能發生重要演替,而其所控制的水資源調蓄、生態屏障或動植物生境等環境作用可能會受到影響。

  既然如此,是否有必要對多年凍土加以保護?

  「從大面積凍土退化的角度看,由於自然環境變化,保護多年凍土幾乎是不可能的,人類既沒必要也沒能力保護多年凍土。但在局部,如工程的時空尺度上,在特定條件下有必要保護多年凍土。」金會軍說。

  他建議,涉及到凍土的重要戰略、政策等都需要從技術合理性、經濟合理性和環境友好程度三方面綜合衡量。

  「由於多年凍土的存在與植被、水分等條件密切相關,實施天然林資源保護工程、退耕還林等措施可以間接保護多年凍土。在工程方面,可保護凍土的措施很多,包括保溫、主動冷卻和被動冷卻等,但往往代價很大。」金會軍說。

  (原載於《中國科學報》 2013-11-20 第4版 綜合)

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