永冻层（permafrost）又称永久冻土或多年冻土层，是指持续多年冻结的土石层。可分为上下两层：上层每年夏季融化，冬季冻结，称活动层，又称冰融层；下层常年处在冻结状态，称永冻层或多年冻层。冻土层的厚度从高纬到低纬逐渐减薄，以至完全消失。例如，北极的多年冻土厚达千米以上，年平均低温为-15℃。永冻层的顶面接近地面。向南，趋近连续冻土的南界，多年冻土厚度减到100m以下，低温为-5～-3℃，永冻层的顶面埋藏变深。大致北纬48°附近是多年冻土的南界，其处平均低温接近0℃，冻土厚度仅1～2m。超过这一界限，就从连续冻土带过渡到不连续冻土带。后者由许多分散的冻土块体组成，这种分散的冻土块体称为岛状冻土块。中、低纬高山和高原地区的冻土层，主要受海拔高度的控制。一般来说，海拔越高，冻土层越厚，低温也越低，永冻层顶的埋藏深度越小。土层的冻融变化是土木工程建设中必须考虑的重要因素，处置不当将带来严重后果。

青藏高原上的永久冻土

永冻层

3 一般的冻土层在气候回暖或受到强压时，冻土内的冰会融化成为水；但永久冻土的所在之处，即使在天气回暖之时，气温仍然在冻点以下，使冻土内的冰不能再次融化成为水，因而冻土的组成不改变。其持续冰冻时间可长达1000年以上。

4 永久冻土有机质含量不高，腐殖质含量为10~20克每千克，腐殖质结构简单，70%以上是富里酸，呈酸性或碱性反应，阳离子代换量低，一般为10厘摩尔/每千克土左右，土壤粘粒含量少，而且淋失非常微弱，营养元素贫乏。

气温要很低

如果年平均气温高于零度，虽然可以形成季节性冻土，却无法形成永久冻土。

持续时间较长

研究发现，北极地区的冻土层一般都有几百米厚，而大气的低温要传导到地表以下几百米的深度，要用几百、几千年甚至更长的时间才能完成。

永冻层

2 土壤中的水：水的导热性比冰要差很多。土壤中的水可以看做是夏天阻挡外界热量进入永冻层，冬天允许永冻层的热量传出地表。所以可以有效的保证永冻层温度低于0摄氏度。

3 地表植被：植被可以起到很好的降温作用。

4 泥炭：泥炭是产生永冻层最重要的因素。尤其是干泥炭，就像是绝热的器具可以有效保证永冻层低温。此外，泥炭中的水分由于吸收了大量潜伏热，从而使得地表温度降低，也起到了保证永冻层低温的作用。

2 连续永冻层

3 不连续永冻层

4 山地永冻层

永冻层

按成因分

永久冻土

冰沼土（Tundrasoils）：又称苔原土，中国把冰沼土这一土壤名称，改为冰潜育土。它分布于极地苔原气候区和中国黑龙江北部。冰沼土是冻土中具有常潮湿土壤水分状况，具有碳氮比>13的潜育暗色表层和pH<4.0的斑纹AB层的土壤。

冻漠土（Frozen desert soil）：包括高山荒漠土（Alpin desertsoil）、高山寒冻土（Alpine frozensoil）。该土壤主要发育在中国青藏高原等高山区冰雪活动带的下部。一般在海拔4000米以上。

按地理位置分

按照地理位置的不同，永久冻土可分为高纬度永久冻土和高海拔永久冻土两种。

高纬度永久冻土：高纬度永久冻土是指永久冻土在平面上的分布服从纬度分带的规律，并集中于高纬度地区。中国的高纬度永久冻土集中分布在东北大小兴安岭，面积约38万平方公里。

高海拔永久冻土：高海拔永久冻土集中于海拔很高的地带。青藏高原是世界上中、低纬度海拔最高、面积最大的多年冻土分布区，多年冻土面积约150万平方公里，与高纬度永久冻土相比，高海拔永久冻土具有温度高、厚度薄和敏感性强的特点。

在全球的分布

永久冻土

在全球的永久冻土中，冰沼土广泛分布于北极圈以北的北冰洋沿岸地区，包括欧亚大陆和北美大陆的极北部分和北冰洋的许多岛屿，在这些地区的冰沼土东西延展呈带状分布，在南美洲无冰盖处亦有一些分布。

冻漠土则广泛分布在中国青藏高原和世界各地的高山地区，如南美安第斯山，新西兰南阿尔卑斯山等。

在中国的分布

中国永久冻土的面积较广。

高纬度永久冻土主要集中分布在大小兴安岭，面积为38~39万平方公里。高纬度永久冻土是欧亚大陆永久冻土南缘，平面分布服从纬度地带性规律，即越往海拔高的地方冻土面积越大，厚度越厚。

高海拔永久冻土分布在青藏高原、阿尔泰山、天山、祁连山、横断山、喜马拉雅山，以及东部某些山地，如长白山、黄岗梁山、五台山、太白山等。高海拔永久冻土形成与存在，受当地海拔高度的控制。

（1）他们实地探讨此地区的植被、土壤、（微）地形变化与地下冰楔（ice wedges）溶化之间的关系；

（2）他们利用空照图判读1945，1982及2001时期此地区的冰融喀斯特地形（thermokarst）数量变化；

（3）他们将空照图进行影像处理后的频谱分析，判断此地区的水体变化。

（2）冰融喀斯特地形凹陷地的面积于过去廿年间快速扩张，其成长幅度为4.4%。若比较1945至1982与1982至2001期间凹陷地的密度变化，其增长幅度高达74倍，其中新形成的凹陷地占关键性的因素。

（3）于高地地区，亦可发现许多逐渐增加的冰融喀斯特地形凹陷水潭。对于大型冰楔快速融化的现象，作者认为主要是受到1989~1998年间夏天异常严热所影响；同时，他们也指出，若北极暖化的现象不见改善，永冻层融化的现象将可能影响1/3的北极地区地貌，并严重地改变寒带草原的生态与温度气体的生成。Prentice则提出较保守的观点，他认为永冻层的融化可增加湿地的形成与加速有机物的分解过程，进而增加温室气体（甲烷及二氧化碳）的产生；但是，温室气体剧速增长的现象并没有出现在过去的冰蕊记录中，因此他对于永冻层融化所带来的影响持保留的态度。

对陆地

永冻层

永久冻土层对陆地环境可产生有益的影响，如分解二氧化碳，减少二氧化碳总量的排放等。

但是，永久冻土的活动层在每年进行的冻融过程中，土层的物理和化学作用均很强烈，对道路和其它各种建筑物的危害很大。

此外，2012年4月的研究调查显示，随着世界逐渐转暖，冰封在永久冻土下的世界将会恢复生机，冻土里的微小生物可能会产生大量温室气体，使全球变暖进一步加剧。

永久冻土的土已经被冰封数千年，甚至是几十万年，里面充满死亡植物和其他在永久冻土形成时出现的曾经有生命的东西。不断升高的全球气温导致这里面的有机物解冻，微生物开始分解这些有机质。在这个过程中，它们会释放出大量含碳的温室气体。由于永久冻土里封存了大量的碳，因此冻土解冻可能会导致全球变暖进一步加剧。

对海底

2010年3月5日，据美国国家地理网站报道，美国科学家表示，北极海底正在释放大量甲烷气体，他们由此得出结论，海底永久冻土是一个庞大但很大程度上被忽视的温室气体来源。温室气体与全球气候变暖有着直接联系。

以前的研究发现，北极湿地和湖泊永久冻土融化释放出甲烷气体。不过，科学家当时认为，遍布冰冷深海的永久冻土仍将继续保持冰冻固体状态，令数量不明的被捕获的甲烷气体释放不出去。领导实施最新研究的美国费尔班克斯大学生物地球化学家纳塔莉娅·莎克霍娃表示：“如今，情况已经变了。永久冻土保存这种气体的能力确实在下降。”

研究人员指出，这种现象极有可能并不限于东西伯利亚海。如果东西伯利亚海的永久冻土正在融化，那么北极大陆架沿线的所有浅海应该也会遭受同样的影响。

科学家们在许多寒冷地区发现一些肉食杆菌属（Carnobacterium）细菌，随后科学家们将这些细菌放在28摄氏度的常温条件下培养，然后用它们测试火星环境，比如缺氧、极端低温和低压环境。通常情况下，缺氧、低温低压会阻碍大多数微生物的生长。30天试验后，10000个实验样本中有6个能在这些极端条件下存活，而所有幸存个体都是肉食杆菌属。