青藏高原多年凍土區地下冰總儲量達9528立方公里
青藏高原是亞洲多條重要河流的發源孕育之地。它被科學家稱為“中華水塔”。這座超級大“水塔”的內部結構獨特，非常適合儲水。“水塔”內部有冰川、山脈、濕地、草原、森林、湖泊等，但人們對青藏高原多年凍土區地下冰卻知之甚少。近日，中國科學院寒區旱區環境與工程研究所研究員趙林等在大量觀測試驗分析研究的基礎上，初步估算出青藏高原多年凍土區地下冰的總儲量達9528立方公里。
據趙林介紹，埋藏于地表下的任何一種冰，不論其成因和埋藏條件如何，統稱地下冰。青藏高原地下冰可分為內成冰(地殼內形成的冰)和外成冰(埋藏冰)兩大類。高原上內成冰分布廣、儲量大。高原多年凍土層中地下冰主要為膠結冰、分凝冰和脈狀裂隙冰。其中，膠結冰分布普遍；分凝冰的分布與巖性密切相關，主要發育在細顆粒土，如亞黏土、黏土、粉砂及淤泥質土等地層內，有些呈純冰層存在于土層中間；脈狀裂隙冰主要分布在基巖裂隙中，延續深度較大。
在以往對地下冰的調查研究中，忽視了多年凍土層地下冰儲量及其對區域水資源的重要調節作用，以及對生態和水環境的影響。多年凍土在我國青藏高原廣泛分布，分布面積約為130萬平方公里。大量的監測結果表明，青藏高原的多年凍土在過去幾十年來持續變化，已經導致活動層厚度平均增厚20厘米以上，使大量固存于多年凍土上限附近的地下冰融化。
過去幾十年來，研究人員沿青藏公路和青藏鐵路多年凍土區完成了數千個鉆孔的鉆探工作，對鉆孔剖面的地下冰分布狀況和含水量的分布特征進行了分析。在水平方向上，依據地下冰的分布特征，把公路鐵路沿線的多年凍土劃分為少冰凍土、多冰凍土、富冰凍土、飽冰凍土和含土冰層5個含冰類別，并詳細統計了各類凍土沿公路所占里程。在垂向上，將每個鉆孔劃分為3個深度段，即多年凍土上限以下1米范圍內、上限下深1～10米段及上限下10米以下段，并統計了各深度地下冰儲量。其中，多年凍土上限下1米內地下冰總量為665立方公里，占總儲量的7%；上限下1～10米深度段地下冰總量為2650立方公里，占27.8%；上限下10米以下深度段為6213立方公里，占65.2%。研究發現，低山丘陵區為高含冰量凍土，主要包括富冰凍土、飽冰凍土和含土冰層；中高山區次之，而河谷平原和盆地最小。這是由于青藏高原多年凍土分布的垂直地帶性規律影響的結果。研究人員還對青藏公路周邊的凍土含水量進行了研究，發現青藏公路沿線多年凍土的平均厚度為38.79米，平均含水量為17.19%。
高原多年凍土層中地下冰分布取決于多種因素，各種地帶性和非地帶性因素在具體地理環境中的組合制約著地下冰空間分布差異。低山丘陵區含冰量分布總體大于中、高山區及高原內盆地和河谷地區。高原多年凍土上限以下1米深度內是地下冰最富集的部位，易受短期氣候變暖和人為因素的影響而融化，是寒區工程設計和施工以及寒區水文研究中最為關心的對象。
研究人員表示，青藏高原多年凍土層在形成的漫長過程中，凍土層不斷集聚大量水分并以固態形式長期儲存于多年凍土層內，如此長期反復的凍結作用造成參與高原冰凍圈中水分循環的數量逐年減少，必然對高原內部及北部邊緣地帶局域水循環和小氣候產生影響。青藏高原自晚更新世以來氣候變干與高原隆升及大氣環流的改變有直接關系。隨著全球氣候變暖，部分多年凍土層消融，肯定可以從已融化的凍土層中釋放出少部分水分補充地下水，用于調節區域水資源，但這部分能夠補充于地下水資源的數量到底有多少、對區域水資源調節作用有多大，取決于很多因素，如氣候變化的方式、幅度、凍土融化速率、深度以及局地巖性、排水和水文地質條件等，是個復雜的巨大系統過程，有待于進一步深入研究。(王進東)
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