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中國(guó)引以為傲的“黃土地”,究竟是如何“呱呱墜地”的?

奮進(jìn)地質(zhì)小兵
原創(chuàng)
十余年野外一線工作經(jīng)歷,奮進(jìn)的地質(zhì)人,用簡(jiǎn)單的話講地質(zhì)故事。
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中國(guó)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(jiàn)證了中華民族從原始社會(huì)到封建王朝的演變過(guò)程,成為中華文明的一個(gè)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(yùn)。

中國(guó)是世界上黃土分布最廣的國(guó)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(diǎn)成為古中國(guó)最為肥沃的土壤,數(shù)千年來(lái),黃土在長(zhǎng)期自然發(fā)展過(guò)程中,逐漸形成厚達(dá)幾百米的黃土層,成為中國(guó)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(dāng)今專(zhuān)家學(xué)者較認(rèn)同的觀點(diǎn)主要有“風(fēng)成說(shuō)”、“水成說(shuō)”和“風(fēng)化殘積說(shuō)”。

黃土成因風(fēng)成說(shuō)最早由德國(guó)F.von李?;舴姨岢觯钕;舴矣?9世紀(jì)中葉來(lái)到中國(guó),對(duì)中國(guó)西北地區(qū)廣大的黃土地形進(jìn)行了實(shí)地考察和研究。通過(guò)對(duì)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(xì)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(shí),他也注意到黃土地區(qū)風(fēng)力很大,尤其是在干燥的季節(jié),強(qiáng)風(fēng)常年吹襲。基于這些現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn),李?;舴以?877年提出了中國(guó)黃土的風(fēng)成說(shuō)。他認(rèn)為,中國(guó)西北地區(qū)干燥少雨,但年平均風(fēng)速大,尤其是每年冬季和春季,強(qiáng)風(fēng)吹襲頻繁。這些強(qiáng)風(fēng)將地表松散的黏土粒子吹起,在空中進(jìn)行運(yùn)輸并堆積,隨著時(shí)間的積累就形成了我們看到的黃土層。李?;舴业倪@一風(fēng)成說(shuō)從形態(tài)學(xué)和地質(zhì)環(huán)境兩個(gè)角度解釋了黃土的形成機(jī)制,突破了當(dāng)時(shí)水成說(shuō)的主流觀點(diǎn)。他的這一理論為后來(lái)研究黃土地質(zhì)提供了一個(gè)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(guò)程中也存在水成成分,但李希霍芬首先提出并闡述了風(fēng)作為主導(dǎo)成因的重要性,這在黃土研究史上具有開(kāi)創(chuàng)性意義。

典型黃土風(fēng)成區(qū)域圖(圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò))

“黃土水成說(shuō)”主張,黃土的形成是長(zhǎng)期水流侵蝕作用的結(jié)果。在過(guò)去,中國(guó)北方地區(qū)氣候條件比較濕潤(rùn),河流水量大,流速快。這些河流在長(zhǎng)期流淌過(guò)程中,不斷將山體表層的巖石物質(zhì)沖刷下來(lái)。被沖刷下來(lái)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(shí)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(shuō)法的形成,是基于對(duì)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(shí),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(guò)對(duì)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(diǎn)。

黃土的風(fēng)化殘積說(shuō)則認(rèn)為黃土是當(dāng)?shù)馗鞣N巖石在干燥氣候條件下由基礎(chǔ)巖石風(fēng)化殘余物經(jīng)殘積而成。但風(fēng)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(lái)源網(wǎng)絡(luò))

黃土高原是中華文化的發(fā)祥地之一,傳說(shuō)上古時(shí)期的黃帝就是活動(dòng)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(shuō)明,從遠(yuǎn)古時(shí)期陜北黃土高原是一個(gè)人類(lèi)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(kuò)大,河流淤濁,與古時(shí)山川秀美景致形成鮮明對(duì)比。黃土高原生態(tài)環(huán)境失衡,威脅著國(guó)家重要資源的可持續(xù)利用。當(dāng)下如何在恢復(fù)好黃土高原的生態(tài)環(huán)境的同時(shí)促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,已成為黃土高原地區(qū)一個(gè)重要課題。

水土流失(圖片來(lái)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(fēng)氣候區(qū),但距海洋較遠(yuǎn),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(qiáng),東南屬半濕潤(rùn)氣候,中部為半干旱氣候類(lèi)型,西北部屬干旱氣候類(lèi)型。大氣環(huán)流的特點(diǎn)主要是位于西風(fēng)帶內(nèi)的地面低壓系統(tǒng)活動(dòng)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(qiáng)度均大。暴雨多、強(qiáng)度大的這種氣候特點(diǎn),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(xì)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(yùn)動(dòng)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(gè)部分。以六盤(pán)山為界,東西分異明顯。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)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(yùn)動(dòng)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?xiàng)l件很差的貧困地區(qū),人口素質(zhì)低,人口增長(zhǎng)速度快,為解決起碼的糧食及溫飽問(wèn)題,不惜毀林開(kāi)荒,陡坡耕種。

過(guò)度放牧,減少植被覆蓋率

長(zhǎng)期以來(lái),由于放牧強(qiáng)度的增大,嚴(yán)重影響了草地的覆蓋率,限制了草場(chǎng)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(dá)7.81t/hm2。由于改良草場(chǎng)與人工草場(chǎng)所占比例相對(duì)于自然草場(chǎng)要小得多,因此超載放牧對(duì)草場(chǎng)的破壞程度十分大。

各項(xiàng)工程建設(shè)中的不合理利用土地

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,開(kāi)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(jìn)入河道,增加新的產(chǎn)沙來(lái)源。黃土高原地區(qū)礦產(chǎn)資源種類(lèi)多,開(kāi)采過(guò)程中缺乏合理的規(guī)劃和水土保持工程措施,導(dǎo)致開(kāi)采過(guò)程中濫倒棄渣的現(xiàn)象十分嚴(yán)重,造成的水土流失問(wèn)題日益嚴(yán)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(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的影響是多方面的、全局性的和深遠(yuǎn)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(lài)以生存的基礎(chǔ),威脅國(guó)家糧食安全。我國(guó)人均占有耕地面積遠(yuǎn)低于世界平均水平,人地矛盾突出,嚴(yán)重的水土流失又加劇了這一矛盾。

二是導(dǎo)致江河湖庫(kù)淤積,加劇洪澇災(zāi)害,對(duì)我國(guó)防洪安全構(gòu)成巨大威脅。水土流失導(dǎo)致大量泥沙進(jìn)入河流、湖泊和水庫(kù),削弱河道行洪和湖庫(kù)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(shí),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(jī)會(huì)。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(qiáng)度降雨是形成泥石流的三個(gè)必要條件,植被破壞、陡坡開(kāi)荒、生產(chǎn)建設(shè)過(guò)程中的亂挖亂棄等不合理活動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致徑流增加,加大泥石流發(fā)生的頻率,擴(kuò)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(jì)社會(huì)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(jì)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(yán)重地區(qū)往往也是最貧困地區(qū),我國(guó)76%的貧困縣和74%的貧困人口生活在水土流失嚴(yán)重區(qū)。多數(shù)革命老區(qū)水土流失嚴(yán)重,群眾生活困難。陜北老區(qū)縣25個(gè),全部為水土流失嚴(yán)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(duì)我國(guó)生態(tài)安全和飲水安全構(gòu)成嚴(yán)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(guò)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(guó)現(xiàn)有重要飲用水源區(qū)中作為城市水源地的湖庫(kù),95%以上處于水土流失嚴(yán)重區(qū)。水土流失還導(dǎo)致草場(chǎng)退化,防風(fēng)固沙能力減弱,加劇沙塵暴;導(dǎo)致河流湖泊萎縮,野生動(dòng)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(duì)策

1. 植樹(shù)造林恢復(fù)生態(tài)

通過(guò)大規(guī)模的植樹(shù)造林活動(dòng),可以有效增加地表植被覆蓋,減少雨水對(duì)土壤的沖刷作用。同時(shí),樹(shù)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(yán)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(jìn)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(zé)任主體和具體措施,為治理工作提供法律保障。同時(shí),加強(qiáng)對(duì)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(kuò)展

針對(duì)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(jìn)行治理。通過(guò)修建谷坊、淤地壩等工程設(shè)施,固定溝床,防止溝壑進(jìn)一步擴(kuò)展。同時(shí),在溝壑兩側(cè)種植防護(hù)林,減少水土流失。

6. 農(nóng)業(yè)技術(shù)改進(jìn)降損

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

7. 公眾教育與意識(shí)提升

加強(qiáng)水土保持知識(shí)的宣傳教育,提高公眾對(duì)水土流失問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和重視程度。通過(guò)舉辦培訓(xùn)班、發(fā)放宣傳資料等方式,普及水土保持知識(shí),增強(qiáng)公眾的環(huán)保意識(shí)和責(zé)任感。

8. 科研支持與技術(shù)創(chuàng)新

加大對(duì)水土保持科研工作的支持力度,鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)開(kāi)展相關(guān)研究和技術(shù)創(chuàng)新。通過(guò)科技手段解決水土流失治理中的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,提高治理效果和質(zhì)量。同時(shí),加強(qiáng)與國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的交流合作,引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和管理模式,推動(dòng)黃土高原水土流失治理工作不斷進(jìn)步。

黃土高原水土流失治理是一項(xiàng)長(zhǎng)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(dāng)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(zhǎng),為中華民族的偉大復(fù)興貢獻(xiàn)自己的力量。

作者:中國(guó)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(píng)論
演繹無(wú)限精彩
大學(xué)士級(jí)
中國(guó)的黃土地是一片充滿(mǎn)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(hù)和利用,確保這片土地能夠繼續(xù)為中華大地注入生機(jī)與活力!
2024-05-24
傳承解惑
大學(xué)士級(jí)
經(jīng)過(guò)幾代人的辛勤勞動(dòng),今天的黃土高原正變得綠意盎然,生機(jī)勃勃!為讓黃土高原重披綠衣的偉大的勞動(dòng)人民點(diǎn)贊!
2024-05-24
風(fēng)和日麗君
學(xué)士級(jí)
中國(guó)是世界上黃土分布最廣的國(guó)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(diǎn)成為古中國(guó)最為肥沃的土壤,數(shù)千年來(lái),黃土在長(zhǎng)期自然發(fā)展過(guò)程中,逐漸形成厚達(dá)幾百米的黃土層,成為中國(guó)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(dāng)今專(zhuān)家學(xué)者較認(rèn)同的觀點(diǎn)主要有“風(fēng)成說(shuō)”、“水成說(shuō)”和“風(fēng)化殘積說(shuō)”。
2024-05-24