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中國引以為傲的“黃土地”,究竟是如何“呱呱墜地”的?

奮進地質(zhì)小兵
原創(chuàng)
十余年野外一線工作經(jīng)歷,奮進的地質(zhì)人,用簡單的話講地質(zhì)故事。
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中國擁有悠久歷史和燦爛文明,這片古老土地上,有一片特殊的土地——黃土地,這片土地見證了中華民族從原始社會到封建王朝的演變過程,成為中華文明的一個縮影。它為我們解讀中華文明提供了寶貴的資料,也讓我們深深感受中華文明的歷史底蘊。

中國是世界上黃土分布最廣的國家,以西北的黃土高原黃土分布最集中、最典型,黃土是一種富含鐵和鋁的土壤,顏色呈現(xiàn)黃褐色。黃土高原上的黃土因具有已耕性、自肥性、土層深厚等特點成為古中國最為肥沃的土壤,數(shù)千年來,黃土在長期自然發(fā)展過程中,逐漸形成厚達幾百米的黃土層,成為中國北方特有的地貌。那么,這厚厚的黃土究竟是怎樣形成的呢?當今專家學(xué)者較認同的觀點主要有“風成說”、“水成說”和“風化殘積說”。

黃土成因風成說最早由德國F.von李希霍芬提出,李?;舴矣?9世紀中葉來到中國,對中國西北地區(qū)廣大的黃土地形進行了實地考察和研究。通過對黃土地層的觀察和分析,他注意到黃土呈現(xiàn)出層理結(jié)構(gòu),每一層都由細小的粒子組成,這與水成作用形成的地層結(jié)構(gòu)不同。同時,他也注意到黃土地區(qū)風力很大,尤其是在干燥的季節(jié),強風常年吹襲?;谶@些現(xiàn)場發(fā)現(xiàn),李希霍芬在1877年提出了中國黃土的風成說。他認為,中國西北地區(qū)干燥少雨,但年平均風速大,尤其是每年冬季和春季,強風吹襲頻繁。這些強風將地表松散的黏土粒子吹起,在空中進行運輸并堆積,隨著時間的積累就形成了我們看到的黃土層。李希霍芬的這一風成說從形態(tài)學(xué)和地質(zhì)環(huán)境兩個角度解釋了黃土的形成機制,突破了當時水成說的主流觀點。他的這一理論為后來研究黃土地質(zhì)提供了一個新的視角,在一定程度上解釋了黃土形成的地質(zhì)條件。盡管隨后的研究還發(fā)現(xiàn)黃土形成過程中也存在水成成分,但李希霍芬首先提出并闡述了風作為主導(dǎo)成因的重要性,這在黃土研究史上具有開創(chuàng)性意義。

典型黃土風成區(qū)域圖(圖片來源網(wǎng)絡(luò))

“黃土水成說”主張,黃土的形成是長期水流侵蝕作用的結(jié)果。在過去,中國北方地區(qū)氣候條件比較濕潤,河流水量大,流速快。這些河流在長期流淌過程中,不斷將山體表層的巖石物質(zhì)沖刷下來。被沖刷下來的物質(zhì)中,粘土和鐵質(zhì)物質(zhì)比例較高,難以再被水流帶走。隨著時間的推移,這些物質(zhì)逐漸積累在河流兩岤斷崖下和平原上,最終形成了黃土層。這一說法的形成,是基于對黃土成分和分布規(guī)律的研究得出的。黃土主要成分為粘土和氧化鐵,這與河流侵蝕作用下的物質(zhì)組成相吻合。同時,黃土分布的區(qū)域也與古代河流分布的區(qū)域高度重合。通過對黃土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究也發(fā)現(xiàn),黃土層內(nèi)部存在明顯的水平層理結(jié)構(gòu),這也支持黃土是由水流沉積形成的觀點。

黃土的風化殘積說則認為黃土是當?shù)馗鞣N巖石在干燥氣候條件下由基礎(chǔ)巖石風化殘余物經(jīng)殘積而成。但風化成土作用只能在黃土的形成中起到一定作用,可以影響的土壤深度較淺,難以適用于數(shù)十米以至數(shù)百米厚的黃土層中的種種情況。

黃土高原形成示意圖(圖片來源網(wǎng)絡(luò))

黃土高原是中華文化的發(fā)祥地之一,傳說上古時期的黃帝就是活動在陜北黃土高原一帶,之后黃帝吞并了炎帝部落,擊敗了蚩尤,統(tǒng)一了中原,成為華夏始祖。這說明,從遠古時期陜北黃土高原是一個人類發(fā)源的宜居之地。而今,黃土高原地貌破碎,溝壑增多,沙漠面積擴大,河流淤濁,與古時山川秀美景致形成鮮明對比。黃土高原生態(tài)環(huán)境失衡,威脅著國家重要資源的可持續(xù)利用。當下如何在恢復(fù)好黃土高原的生態(tài)環(huán)境的同時促進地區(qū)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展,已成為黃土高原地區(qū)一個重要課題。

水土流失(圖片來源網(wǎng)絡(luò))

一、黃土高原水土流失的自然因素

1.氣候因素

黃土高原雖屬季風氣候區(qū),但距海洋較遠,大陸性氣候又有一定的表現(xiàn)。由東南向西北大陸性程度逐漸增強,東南屬半濕潤氣候,中部為半干旱氣候類型,西北部屬干旱氣候類型。大氣環(huán)流的特點主要是位于西風帶內(nèi)的地面低壓系統(tǒng)活動頻繁,從而造成多暴雨天氣。夏秋降雨多以暴雨的形式出現(xiàn),雨量及降雨強度均大。暴雨多、強度大的這種氣候特點,極易產(chǎn)生水土流失。

2.土壤因素

黃土是典型的粉砂沉積物,其主要成分是粉砂,尤其是粗粉砂,其次還含有一定量的極細砂及粘粒,使黃土的抗沖性很差。黃土的空隙度雖較大,但空隙很小,大多數(shù)乃至絕大多數(shù)都屬于毛管空隙,雨滴擊濺后極易堵塞,很不利于黃土的透水入滲,易產(chǎn)生超滲產(chǎn)流,導(dǎo)致水土流失。

3.新構(gòu)造運動的影響

黃土高原大體上可分為隴西高原、陜北高原和山西高原三個部分。以六盤山為界,東西分異明顯。新構(gòu)造運動對黃土高原水土流失的影響可分為直接作用-----地震和間接作用-----地殼抬升兩種侵蝕基面變化。地殼抬升引起的侵蝕基面變化,以及因此引起的地形能量變化,是構(gòu)造運動影響水土流失的主要方式。

二、黃土高原水土流失的人為因素

1. 毀壞植被,陡坡耕種

黃土高原地區(qū)絕大多數(shù)是自然地理條件很差的貧困地區(qū),人口素質(zhì)低,人口增長速度快,為解決起碼的糧食及溫飽問題,不惜毀林開荒,陡坡耕種。

過度放牧,減少植被覆蓋率

長期以來,由于放牧強度的增大,嚴重影響了草地的覆蓋率,限制了草場資源的再生速度,人工草地是黃土高原產(chǎn)草量最高的草地,可達7.81t/hm2。由于改良草場與人工草場所占比例相對于自然草場要小得多,因此超載放牧對草場的破壞程度十分大。

各項工程建設(shè)中的不合理利用土地

隨著經(jīng)濟的發(fā)展,開礦、修路、建廠以及其他工程建設(shè)迅速發(fā)展,大量棄土、棄渣進入河道,增加新的產(chǎn)沙來源。黃土高原地區(qū)礦產(chǎn)資源種類多,開采過程中缺乏合理的規(guī)劃和水土保持工程措施,導(dǎo)致開采過程中濫倒棄渣的現(xiàn)象十分嚴重,造成的水土流失問題日益嚴重。

水土流失的危害

水土流失既是土地退化和生態(tài)惡化的主要形式,也是土地退化和生態(tài)惡化程度的集中反映,對經(jīng)濟社會發(fā)展的影響是多方面的、全局性的和深遠的,甚至是不可逆的。

一是導(dǎo)致土地退化,耕地毀壞,使人們失去賴以生存的基礎(chǔ),威脅國家糧食安全。我國人均占有耕地面積遠低于世界平均水平,人地矛盾突出,嚴重的水土流失又加劇了這一矛盾。

二是導(dǎo)致江河湖庫淤積,加劇洪澇災(zāi)害,對我國防洪安全構(gòu)成巨大威脅。水土流失導(dǎo)致大量泥沙進入河流、湖泊和水庫,削弱河道行洪和湖庫調(diào)蓄能力。黃河水患的癥結(jié)在于黃土高原的水土流失,1950~1999年下游河道又淤積泥沙92億噸,致使河床普遍抬高2~4m。泥沙淤積是造成調(diào)蓄能力下降的主要原因之一。

同時,由于水土流失使上游地區(qū)土層變薄,土壤蓄水能力降低,增加了山洪發(fā)生的頻率和洪峰流量,增加了一些地區(qū)滑坡泥石流等災(zāi)害的發(fā)生機會。泥石流是水土流失的一種極端表現(xiàn)形式,陡峭的地形、大量松散固體物質(zhì)和高強度降雨是形成泥石流的三個必要條件,植被破壞、陡坡開荒、生產(chǎn)建設(shè)過程中的亂挖亂棄等不合理活動都會導(dǎo)致徑流增加,加大泥石流發(fā)生的頻率,擴大泥石流的規(guī)模,加重危害程度。

三是惡化生存環(huán)境,加劇貧困,成為制約山丘區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的重要因素。水土流失破壞土地資源、降低耕地生產(chǎn)力,不斷惡化農(nóng)村群眾生產(chǎn)、生活條件,制約經(jīng)濟發(fā)展,加劇貧困程度,不少山丘區(qū)出現(xiàn)“種地難、吃水難、增收難”。水土流失與貧困互為因果、相互影響,水土流失最嚴重地區(qū)往往也是最貧困地區(qū),我國76%的貧困縣和74%的貧困人口生活在水土流失嚴重區(qū)。多數(shù)革命老區(qū)水土流失嚴重,群眾生活困難。陜北老區(qū)縣25個,全部為水土流失嚴重縣。

四是削弱生態(tài)系統(tǒng)功能,加重旱災(zāi)損失和面源污染,對我國生態(tài)安全和飲水安全構(gòu)成嚴重威脅。水土流失與生態(tài)惡化互為因果。一方面,水土流失導(dǎo)致土壤涵養(yǎng)水源能力降低,加劇干旱災(zāi)害;另一方面,水土流失作為面源污染的載體,在輸送大量泥沙的過程中,也輸送了大量化肥、農(nóng)藥和生活垃圾等面源污染物,加劇水源污染。全國現(xiàn)有重要飲用水源區(qū)中作為城市水源地的湖庫,95%以上處于水土流失嚴重區(qū)。水土流失還導(dǎo)致草場退化,防風固沙能力減弱,加劇沙塵暴;導(dǎo)致河流湖泊萎縮,野生動物棲息地消失,生物多樣性降低。

四、黃土高原水土流失治理對策

1. 植樹造林恢復(fù)生態(tài)

通過大規(guī)模的植樹造林活動,可以有效增加地表植被覆蓋,減少雨水對土壤的沖刷作用。同時,樹木的根系能夠固定土壤,提高土壤的抗侵蝕能力。

2. 梯田建設(shè)控制水流

在黃土高原的坡耕地上建設(shè)梯田,能夠改變地表的坡度,減緩水流速度,從而減少水土流失。梯田還能夠增加土壤保水能力,提高土地生產(chǎn)力。

3. 退耕還林減少侵蝕

將坡度較大、水土流失嚴重的耕地逐步退出農(nóng)業(yè)生產(chǎn),恢復(fù)為林地或草地,可以有效減少土壤侵蝕。退耕還林還能夠改善生態(tài)環(huán)境,促進生物多樣性。

4. 水土保持法規(guī)制定

制定和完善水土保持相關(guān)法律法規(guī),明確水土流失治理的責任主體和具體措施,為治理工作提供法律保障。同時,加強對違法行為的處罰力度,確保治理措施得到有效執(zhí)行。

5. 溝壑治理防止擴展

針對黃土高原上廣泛分布的溝壑,采取工程措施和生物措施相結(jié)合的方法進行治理。通過修建谷坊、淤地壩等工程設(shè)施,固定溝床,防止溝壑進一步擴展。同時,在溝壑兩側(cè)種植防護林,減少水土流失。

6. 農(nóng)業(yè)技術(shù)改進降損

推廣先進的農(nóng)業(yè)技術(shù),如免耕法、秸稈還田等,減少耕作對土壤的擾動,降低土壤侵蝕損失。同時,合理施用化肥和農(nóng)藥,提高土壤肥力,減少化肥農(nóng)藥對環(huán)境的污染。

7. 公眾教育與意識提升

加強水土保持知識的宣傳教育,提高公眾對水土流失問題的認識和重視程度。通過舉辦培訓(xùn)班、發(fā)放宣傳資料等方式,普及水土保持知識,增強公眾的環(huán)保意識和責任感。

8. 科研支持與技術(shù)創(chuàng)新

加大對水土保持科研工作的支持力度,鼓勵科研機構(gòu)和企業(yè)開展相關(guān)研究和技術(shù)創(chuàng)新。通過科技手段解決水土流失治理中的關(guān)鍵技術(shù)問題,提高治理效果和質(zhì)量。同時,加強與國外先進經(jīng)驗和技術(shù)的交流合作,引進先進技術(shù)和管理模式,推動黃土高原水土流失治理工作不斷進步。

黃土高原水土流失治理是一項長期而艱巨的任務(wù),需要政府、企業(yè)和公眾共同努力。我們應(yīng)當珍惜這片土地,傳承中華民族的優(yōu)秀傳統(tǒng)和文化,讓我們的后代繼續(xù)在這片土地上茁壯成長,為中華民族的偉大復(fù)興貢獻自己的力量。

作者:中國地質(zhì)調(diào)查局西安礦產(chǎn)資源調(diào)查中心,趙子豪、 王延洲、喜俊生、司瑞、羅志平。

評論
演繹無限精彩
大學(xué)士級
中國的黃土地是一片充滿傳奇的土地,承載著悠久的歷史和深厚的文化。我們需要關(guān)注黃土地的保護和利用,確保這片土地能夠繼續(xù)為中華大地注入生機與活力!
2024-05-24
傳承解惑
大學(xué)士級
經(jīng)過幾代人的辛勤勞動,今天的黃土高原正變得綠意盎然,生機勃勃!為讓黃土高原重披綠衣的偉大的勞動人民點贊!
2024-05-24
風和日麗君
少傅級
中國是世界上黃土分布最廣的國家,以西北的黃土高原黃土分布最集中、最典型,黃土是一種富含鐵和鋁的土壤,顏色呈現(xiàn)黃褐色。黃土高原上的黃土因具有已耕性、自肥性、土層深厚等特點成為古中國最為肥沃的土壤,數(shù)千年來,黃土在長期自然發(fā)展過程中,逐漸形成厚達幾百米的黃土層,成為中國北方特有的地貌。那么,這厚厚的黃土究竟是怎樣形成的呢?當今專家學(xué)者較認同的觀點主要有“風成說”、“水成說”和“風化殘積說”。
2024-05-24