3.3　土壤凍融特征

3.3.1　土壤的自然凍融過(guò)程

據(jù)山西省水文水資源勘測(cè)局太谷均衡實(shí)驗(yàn)站凍土器實(shí)測(cè)凍土深度資料，2004—2005年、2005—2006年和2006—2007年3個(gè)凍融期土壤凍結(jié)與融化過(guò)程見圖3.10。

圖3.10　凍融期土壤凍融過(guò)程曲線

依據(jù)試驗(yàn)站土壤凍融特征，自然條件下土壤的整個(gè)凍融過(guò)程可劃分為3個(gè)主要階段，即不穩(wěn)定凍結(jié)階段、凍層穩(wěn)定發(fā)展階段和消融解凍階段，見表3.6。

表3.6　凍融階段劃分表

在不穩(wěn)定凍結(jié)階段，0～5cm深度內(nèi)的土壤經(jīng)歷了多次凍融循環(huán)。11月中旬試驗(yàn)區(qū)地表裸露條件下的土壤開始出現(xiàn)凍結(jié)，氣溫在0℃附近波動(dòng)，表層土壤晝?nèi)谝箖觯瑑鰧游挥诘乇砑捌涓浇穸缺　鼋Y(jié)強(qiáng)度低，冰晶在土粒周圍聚集但彼此分離，多為粒狀凍層和薄層霜狀凍層。隨著氣溫的不斷下降和地表負(fù)積溫的增加，12月上旬土壤進(jìn)入凍層穩(wěn)定發(fā)展階段，隨著凍層的不斷向下發(fā)展，凍結(jié)鋒面處未凍水含量的減少，使得土水勢(shì)急劇降低，下層土壤水分源源不斷地向凍結(jié)鋒面運(yùn)移；由于土壤凍結(jié)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，所以該階段凍層含冰率增高，凍層以密實(shí)狀凍結(jié)為主。

2月中上旬，土壤進(jìn)入消融解凍階段，凍層從地表和下部?jī)蓚€(gè)方向融化；0～5cm深度的土壤受外界氣溫的影響再次經(jīng)歷數(shù)次凍融微循環(huán)，白晝氣溫0℃以上持續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)，凍層消融厚度明顯增大，但夜間溫度仍在0℃以下，地表在夜間又形成一定厚度的凍層，因此本階段有“雙凍層”形成，3月中旬凍層完全融通。