书城科普读物探索未知-风情无限的高原
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第5章 黄土高原(1)

位于内蒙古高原以南,北起长城,南达秦岭,东至太行山,西抵祁连山,横跨青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南等省区,面积约50万平方千米,有约60%的地面为黄土所覆盖,是世界上最大的黄土分布区。海拔1000~2000米。黄土平均厚度50~80米,最大厚度可达200米。黄土高原广阔而巨厚的黄土堆积,构成了我国乃至世界最独特的黄土地貌。

黄土成因

关于黄土的来源,长期以来,中外学者有过不同的争论。其中,以“风成说”比较令人信服。认为黄土来自北部和西北部的甘肃、宁夏和蒙古高原以至中亚等广大干旱沙漠区。这些地区的岩石,白天受热膨胀,夜晚冷却收缩,逐渐被风化成大小不等的石块、沙子和黏土。同时这些地区,每逢西北风盛行的冬春季节,狂风骤起、飞沙走石,尘土蔽日。粗大的石块残留在原地成为“戈壁”,较细的沙粒落在附近地区,聚成片片沙漠,细小的粉沙和黏土,纷纷向东南飞扬,当风力减弱或遇秦岭山地的阻拦便停积下来,经过几十万年的堆积就形成了浩瀚的黄土高原。根据黄土堆积环境的不同,可将我国黄土发育分为三个时期:早更新世,相当于第一次冰期,气候比新第三纪干寒,发生午城黄土堆积;中更新世,发生第二次冰期,气候进一步变干,堆积了离石黄土,范围广、土层厚;晚更新世第三次冰期,气候更加干寒,堆积了马兰黄土,厚度虽小,但分布范围更广,南方称下蜀黄土。进入全新世,气候转为暖湿,疏松的黄土层,经流水侵蚀,形成了沟壑纵横、梁、峁广布的破碎地表。

地质与地貌

山、原、川三大地貌类型是黄土高原的主体。耸峙在高原上的山地,犹如海洋中的孤岛。例如六盘山以西的陇中高原上的屈吴山、华家岭、马衔山,陇东陕北高原上的子午岭、白于山、黄龙山等。原(或塬)是指平坦的黄土高原地面,著名的有甘肃东部的董志塬,陕西北部的洛川塬。塬面宽阔,适于机械化耕作,是重要的农业区。但是塬易受流水侵蚀,沟谷发育,分割出长条状塬地,成为山梁,称为“梁”地。如果梁地再被沟谷切割分散孤立,形状有如馒头状的山丘,当地称为“峁”。由“梁”和“峁”组成的黄土丘陵,高出附近沟底大都在100~200米左右,水土流失严重,是黄河泥沙来源区。川是深切在塬面下的河谷平原。在梁峁地区地下水出露,汇成小河、河水带来的泥沙在这里沉积,在两岸形成小片平原,称它为“川”。川两旁还有阶地,即“掌”、“杖”地。掌是川地上源的盆地状平原,与条状分布的杖地不同。

一、地貌分类

黄土高原位于中国地台的西部和祁连山地槽的东部。古地形的基本轮廓是在白垩纪燕山运动以后形成的。高原上主要山脉太行山、吕梁山和六盘山把高原分隔成3部分:①山西高原。吕梁山以东至太行山西麓,有许多褶皱断块山岭和断陷盆地,山岭多呈北北东走向,主峰海拔均超过2000米,山地下部多为黄土覆盖。主要的河谷盆地有太原盆地、临汾盆地、忻县盆地、运城盆地、榆社盆地、寿阳盆地等。②陕甘黄土高原。吕梁山和六盘山(陇山)之间黄土连续分布,厚度很大,其堆积顶面海拔一般在1000~1300米。地层出露完整,地貌形态多样,是中国黄土自然地理最典型地区。③陇西高原。六盘山以西,高原海拔约2000米,黄土厚度逐渐增大,成为波状起伏的岭谷。

高原沟间地和沟谷地貌迥然有别。沟间地地貌主要类型是塬、梁、峁,沟谷除河流的干支河谷外,还有为数众多的大小沟谷。①沟间地地貌。塬是黄土堆积受流水侵蚀残留的高原面,地表平坦,坡度1度~3度,如泾河上游的董志塬、洛河的洛川塬等。塬面被沟谷强烈侵蚀后称为破碎塬。在大的地堑断陷谷地里,断裂往往呈复式阶梯状。覆盖其上的黄土塬称为黄土台塬。黄土台塬通常保存较完整,如汾渭断陷谷地里的黄土台塬。梁在平面上呈长条形,顶部宽度不大,多数仅长几十米到数百米至数千米,面积约2平方千米。梁的横剖面略呈穹状,坡度多在1度~5度,梁顶以下有明显的坡折。峁是孤立的黄土丘,平面上呈椭圆或圆形,峁坡多成凸形坡,坡度可达20°左右,面积约0.25平方千米。黄土梁峁区亦称黄土丘陵沟壑区。塬、梁、峁的形成常受黄土堆积前基岩古地形控制。塬的基底多在开阔盆地中,地势较平坦,各时代的黄土呈连续堆积,黄土厚度较大,古土壤层较平坦,因而塬面甚为平缓、梁峁地貌多分布于古盆地的边缘或隆起的高地,受流水切割,地形起伏较大,后期覆盖黄土遭侵蚀成为丘陵地貌。梁峁在同一地区内往往交替出现,或以梁为主,或以峁为主。两峁之间地势显著凹下的分水鞍称为墕。若两沟头相向溯源侵蚀成长脊状,称为崾崄,崾崄也常出现于塬和梁间。此外,尚有黄土墹。主要分布在陕北白于山和甘肃省东部的河源地区。马兰黄土充填了古河沟长条凹地,尚未被现代沟谷切开,宽几百米至数千米,长达几千米至数十千米,成树枝状格局组合。黄土墹受现代流水侵蚀沟的破坏,谷坡两侧仍保存着局部平坦地形,则称黄土坪。②沟谷地貌。黄土高原沟谷发育,沟道密度达2.35~10.9千米/平方千米,一般塬面及四周切割密度小于3千米/平方千米,广大丘陵沟壑区切割密度达4~8千米/平方千米,切割最严重的黄河峡谷的河曲黄道沟一带达10.9千米/平方千米。黄土高原主干沟谷切割深度一般都在200~300米。黄土覆盖的流域面积和沟谷面积之比均已超过25%,最严重者可达56.7%,即被沟谷蚕蚀的面积已达黄土覆盖面积的1/2。沟谷地貌按其大小、形态特征和发育过程,可分为细沟、浅沟、切沟、冲沟和河沟等。细沟是坡面水流在片状侵蚀的基础上最先出现的一种沟形,横断面宽约10~15厘米,深仅几厘米,沟形能被普通耕犁所消除。浅沟多出现在坡长较大的坡地上,随径流汇集成较大的股流,因冲刷能力增大而产生,横断面似宽三角形,深约0.5~1米。坡面水流进一步汇集,流水侵蚀增大,当沟身切入黄土达1~2米以上,开始形成明显沟头时,称为切沟。它具有明显的沟缘线,沟深可达10米以上,长达几十米。故细沟、浅沟和切沟均是发育在坡面上的侵蚀沟。冲沟多由坡面侵蚀沟发展而成。按其发展阶段分为早期、中期和晚期3个阶段。河沟是大型的侵蚀沟,河床大多切穿黄土层发育在基岩上,横断面呈梯形,底宽数十米以上。沟床平缓曲折,有常流水,并发育曲流阶地。沟谷的发育是流水下切、溯源侵蚀和谷坡块体运动共同作用的结果。下切加深沟谷,溯源侵蚀延伸沟长,块体运动展宽了沟谷。每当暴雨,溯源侵蚀速度加快,沟坡块体运动活跃,其主要方式有泻溜、崩塌和滑坡等。泻溜多发生在35度~40度的坡面上,土层因受干湿、寒冷和冻融交替而松动,受重力影响顺坡下溜。崩塌是谷缘陡崖因雨水和径流沿垂直节理下渗,通过潜蚀作用,使土体失去稳定而致。滑坡是谷坡上大量土体沿一定滑动面整体滑下的现象,谷坡上造成圆弧形的陡崖和坡脚庞大杂乱的滑坡体。滑坡体积达数百万乃至成千万立方米,有时堵塞沟谷,截断水流,形成天然湖,称为“聚湫”。黄土高原沟谷重力侵蚀占一定比例,大量物质补给流水,黄土泥流非常活跃。③黄土微地貌。黄土微地貌是地表水沿着黄土中的裂隙下渗,机械侵蚀和化学溶蚀的结果,破坏了黄土结构,形成洞穴,并引起地面沉陷,造成黄土特有的潜蚀地貌。常见者有黄土碟、陷穴、黄土桥和黄土柱等。黄土碟分布在平缓地面,形似碟状凹地,一般深2~3米,直径10~20米,深与直径之比约1∶10。由于地表水下渗,溶解了黄土中可溶矿物,并把黏土微粒带到土层下部,破坏了土层结构,在重力作用下,土层围绕中心缓慢下沉压实。陷穴是一种较深的圆形或椭圆形洼地,当地表水汇集到节理裂隙中,由潜蚀作用形成洞穴,称陷穴,按其形态可分为竖井状、漏斗状和串珠状。黄土桥是溶蚀和侵蚀形成的地下洞穴受重力作用发生崩塌,残留的洞顶形如拱桥,故称之。黄土柱是地表水沿着黄土垂直节理溶蚀和侵蚀,残留柱状或塔状的黄土土体,一般高数米或十余米。

二、地貌差异