3.3　土壤冻融特征

3.3.1　土壤的自然冻融过程

据山西省水文水资源勘测局太谷均衡实验站冻土器实测冻土深度资料，2004—2005年、2005—2006年和2006—2007年3个冻融期土壤冻结与融化过程见图3.10。

依据试验站土壤冻融特征，自然条件下土壤的整个冻融过程可划分为3个主要阶段，即不稳定冻结阶段、冻层稳定发展阶段和消融解冻阶段，见表3.6。

在不稳定冻结阶段，0～5cm深度内的土壤经历了多次冻融循环。11月中旬试验区地表裸露条件下的土壤开始出现冻结，气温在0℃附近波动，表层土壤昼融夜冻，冻层位于地表及其附近，厚度薄、冻结强度低，冰晶在土粒周围聚集但彼此分离，多为粒状冻层和薄层霜状冻层。随着气温的不断下降和地表负积温的增加，12月上旬土壤进入冻层稳定发展阶段，随着冻层的不断向下发展，冻结锋面处未冻水含量的减少，使得土水势急剧降低，下层土壤水分源源不断地向冻结锋面运移；由于土壤冻结时间相对较长，所以该阶段冻层含冰率增高，冻层以密实状冻结为主。

2月中上旬，土壤进入消融解冻阶段，冻层从地表和下部两个方向融化；0～5cm深度的土壤受外界气温的影响再次经历数次冻融微循环，白昼气温0℃以上持续时间增长，冻层消融厚度明显增大，但夜间温度仍在0℃以下，地表在夜间又形成一定厚度的冻层，因此本阶段有“双冻层”形成，3月中旬冻层完全融通。