凍土學

凍土學geocryology研究凍土形成、發育及其分佈規律的學科。冷圈是指地球具有負温和含有冰的特殊凍結外殼。有的研究已開始涉及行星或宇宙冷圈。一門關於已凍結的、正在凍結的和正在融化的岩石（土）的科學。它研究凍土（永久凍土與季節凍土）和地下冰體的發生、發展過程及其各部分間的相互關係，探討寒區巖體的風化、搬運及堆積規律，涉及物理學、化學、熱學、力學、地貌學、地質學、氣候學及工程學諸領域，已出現凍土地貌學（也稱冰緣地貌學）、凍土熱學、凍土力學、凍土水文學、凍土工程學、凍土測量製圖學等分支學科，構成完整的凍土科學體系。 ^[1] 

其發展大體分3個階段：①16世紀開始，主要集中於對地下冰體的認識；②19世紀70年代後，凍土學思想迅速發展，凍土學的框架基本形成；③20世紀50年代起，主要集中在冰緣環境的定量指標、凍土學科深化與引進其它科學的新概念、新方法及新技術等方面。近年來，計算機的應用、遙測遙控技術的發展及遙感手段的引入，使凍土學研究走上全新的階段。中國的凍土學研究始於50年代對青藏高原的考察，尤其是結合青藏公路、新藏公路的修建、廣泛開展了凍土工程、凍土熱力性質、凍土分佈與變化規律諸方面的研究，已基本查清中國凍土分佈及變動特徵。凍土實驗研究與數值模擬分析也取得了長足進展；遙測遙感手段的引入，極大地擴充了凍土研究的時空界限，南極凍土的考察與研究，使中國凍土工作者涉獵了全球各種類型的凍土環境。

研究內容包括4個方面 ：①凍土帶和凍土層形成、分佈和發展的規律 。② 凍土和正在凍 、融土的成分、組織結構，及其物理力學、物理化學作用和性質。③凍土和正在凍、融土的地球物理、地質、地貌過程和現象。④在人類活動影響下，凍土和正在凍、融土的水熱交換過程、力學過程及其控制方法。一般將凍土學劃分為普通凍土學和工程凍土學。前者包括研究內容的①～③，後者研究④。隨着凍土學的發展，還不斷分化出新的研究方向，如凍土熱物理、冷生成巖、農業-生物凍土 、凍土區自然環境保護等。是一門綜合性很強的學科。

1927年，前蘇聯科學家蘇姆金的《蘇聯境內永久凍結土壤》一書問世，標誌凍土學開始成為一門獨立學科。1929年蘇聯科學院成立世界上第一個研究凍土的專門機構—多年凍土研究常務委員會。北美重視對凍土的研究始於第二次世界大戰中，60年代末隨着北極海石油的大量發現，及其以後貫穿阿拉斯加石油管線的建成，北美的凍土研究得到了迅速發展。

中國對凍土現象早有記載，如《徐霞客遊記》曾提及山西五台山頂有“龍翻石”，但對凍土開展系統的研究是在20世紀60年代以後，幾十年來在普通凍土學、工程凍土學、凍土物理力學、凍土物理化學方面取得了不少成果，形成較為完整的研究體系。凍土學的研究對象是凍土，包括季節凍土、隔年凍土和多年凍土，也研究正在凍結土、正在融化土、曾凍結土，以及人工凍土。20世紀50年代以來，前蘇聯的什韋佐夫等將凍土學研究對象與冷圈聯繫起來，認為凍土學是研究地殼冷圈成分、構造和發展的學科。冷圈是指地球具有負温和含有冰的特殊凍結外殼。有的研究已開始涉及行星或宇宙冷圈。 ^[2] 

為更好地解決凍土區經濟開發中的實際問題和發展凍土學，需加強研究多年凍土區的凍土過程和自然因素對凍融作用的影響，建立凍土過程的綜合模型；加強研究多年凍土區的環境保護及人類對多年凍土的影響和變化的預測；加強研究凍土區工程和北極海大陸架凍土，尋找多年凍土區石油和天然氣管道等工程的最佳模式；加強區域凍土成因和分佈規律、成冰理論、水分遷移及凍土流變等理論研究。

地理學、自然地理學、地貌學、動力地貌學、構造地貌學、氣候地貌學、應用地貌學、植物地理學、冰川學、古地理學、水文地理學、土壤地理學、化學地理學、綜合自然地理學、人文地理學、經濟地理學、農業地理學、工業地理學、商業地理學、交通運輸地理學、旅遊地理學、人口地理學、人種地理學、聚落地理學、鄉村地理學、城市地理學、社會地理學、文化地理學、醫學地理學、政治地理學、軍事地理學、地圖學、地名學、理論地理學、歷史地理學、區域地理學、應用地理學。 ^[2]