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黃土地貌
來源:互聯網

黃土魟地貌(Loess landform)是發育在黃土地層(包括黃土狀土)中的地形,其以黃土層為主要構成。黃土是第四紀時期形成的陸相淡黃色粉砂質土狀堆積物。黃土地貌主要分布在中緯度干燥或半干燥的大陸性氣候地區,俄羅斯南部的卡巴爾達-卡爾巴爾共和國和中國北部的黃土高原是最典型的地貌分布區。

黃土地貌是多種影響因素共同作用的產物,主要包括新生帶構造運動、黃土的巖土性質、外營力和人類活動的影響,其按主導地質營力分有黃土堆積地貌、黃土侵蝕地貌、黃土潛蝕地貌、黃土重力地貌等。黃土堆積地貌、黃土侵蝕地貌是黃士地貌的主體,潛蝕地貌和重力地貌是重疊發生在前兩者之上的。黃土地貌的典型景觀包括黃土懸溝景觀、黃土一線天景觀、黃土飛霧洞景觀等。

黃土地貌作為地質作用內外力的綜合產物,是240萬年以來地球地殼結構、地殼運動和地貌形態演變的真實寫照;但黃土地區極易沿構造節理發育侵蝕溝,造成嚴重的水土流失災害。世界地質公園和博物館的建設,將黃土地貌作為地質遺跡進行利用,使其資源化、品牌化,推動了黃土區的發展,同時也展現了社會的歷史衍變和原始的文化生態。

定義

黃土地貌(Loess landform),指以黃土層為主要構成的地貌類型。有表面平坦、面積較大的黃土,多為良好的農業耕作區;有長條狀頂部較平坦的黃土梁;有頂部渾圓的孤立丘陵黃土;還有黃土在谷地沉積而成的小片平坦地面黃土坪(川)等地貌形態。黃土地貌是外力(流水)的侵蝕作用的產物,它把平坦的黃土堆積層的表面刻蝕得支離破碎,高低不平。

研究歷史

根據野外調查,黃土地貌,主要是第四紀(距今約二、三百萬年)以前的古地貌在后期堆積黃土的過程中,特別是人類歷史時期以來,在流水、重力等營力作用下,侵蝕堆積所形成的各種地表形態?,F今的黃土地貌,則是在這些古地貌的基礎上,在堆積黃土的過程中逐漸發育形成的。關于黃土的堆積時代,一般認為是從第四紀初開始的,一直沿續到現在。

中國是世界上研究黃土地貌最早的國家。在2000多年前的著作《古今注》中就有“天雨黃土、晝夜昏霾”涉及黃土地貌堆積過程的記載。800多年前,北宋科學家沈括在《夢溪筆談》中對河南省陜西省一帶的黃土侵蝕地貌形態作了生動描述,并對黃土高原溝壑的形成進行了推斷。

19世紀后葉~20世紀前葉,許多中外學者發表了研究中國黃土地貌的論著,并與歐洲黃土進行對比。20世紀50年代以后,黃土地貌研究進入蓬勃發展階段。1953年黃秉維首次編制成1:400萬黃河中游土壤侵蝕分區圖,并發表相應的論文,奠定了黃土地貌研究的基礎;1953~1958年,羅來興等進行了黃土地貌分類和溝道流域侵蝕地貌制圖工作,把黃土地貌研究與黃土區土壤侵蝕與水土保持工作緊密相連。20世紀50年代中期到80年代中期,劉東生等不僅在黃土魟地層學研究中做出了貢獻,為確定黃土地貌發育年齡打下了堅實基礎,而且在黃土地貌發育的歷史過程、黃土性質與現代侵蝕的關系、黃土地貌類型區域分布與黃土下伏原始地面起伏的關系等方面,都做了卓有成效的工作,代表性著作有《黃河中游黃士》(1964)、《黃土與環境》(1985)。

1882年,德國地理學家、地質學家斐迪南·馮·李?;舴遥‵erdinand von Richthofen)在對黃土地貌進行大量考察后對黃土的形成展開了進一步的介紹,并在世界上第一次提出黃土風成的理論。

1990年,米歇爾·萊杰(Michel Leger)研究發現,溝壑是侵蝕地貌中最常見的形式,也是對黃土地區環境造成最大危害的形式,特別是在草原氣候條件下更為普遍。

成因

黃土地貌是多種影響因素共同作用的產物,正確了解黃土地貌的成因,對于確定黃土地貌的分類原則,理解黃土地貌分類體系有著重要的作用。

新生帶構造運動(內營力)

新生代構造運動是黃土地貌發育的基本控制因素,主要表現在3個方面:

黃土高原在晚新生代以來一直處于構造運動的上升區,新生代構造的上升幅度是黃土高原平均海拔及厚度的主導因素,黃土高原的抬升也促進了流水的切割和溝谷的發育,導致了古剝蝕面的形成和地層間的不整合接觸;

新生代構造運動形成了不同特點的基底地形,這也是其上堆積的黃土地貌分異的首要條件;

在黃土堆積過程中或堆積后受構造運動影響產生的黃土現代構造地貌,如黃土構造裂縫、黃土斷層臺階等。

黃土的巖土性質

黃土具有成分均一,以粉砂為主,富含碳酸根及少量易溶鹽,大孔隙和垂直節理發育,具有濕陷性和滲透性,遇水易崩解等特點。黃土的這些特點決定了其易受地表水和地下水的侵蝕和溶蝕作用,在黃土地貌的形成過程中扮演了重要的角色。

黃土分布區水土流失嚴重,溝壑發育,除了本身處于構造上升區的原因外,還有兩個方面的原因。一方面黃土垂直節理發育,致使黃土分布區一般的坡地坡度較大,植被承載力弱,另一方面黃土本身性質決定了其抗蝕能力極差。其中,黃土抗蝕能力差是黃土地區水土流失和溝壑發育的主要內因。另外,黃土墻、黃土柱的形成與黃土垂直節理發育的性質有關,黃土濕陷碟、黃土濕陷坑等濕陷地貌與黃土的濕陷性有關。

外營力

因為外營力作用與氣候息息相關,所以外營力地貌過程也可以稱為氣候地貌過程,外營力地貌過程的演變同時也代表了氣候的變化,主要有風力作用、流水侵蝕作用、重力侵蝕作用和潛蝕作用等。

重力侵蝕作用

重力侵蝕作用是造成黃土溝谷的谷坡迅速擴展的主要外動力之一,其主要方式是谷坡黃土物質的塊體運動形成黃土重力地貌,包括瀉溜、崩塌、滑坡、溜塌等,其中崩塌和滑坡對溝谷谷坡擴展尤為顯著。黃河中游流域黃土區一次崩塌可以使谷坡擴展數米至數十米,重力侵蝕強度不僅在不同的黃土地貌區有明顯的差異,而且不同的溝谷類型也不盡相同。一般來說,黃土塬區重力侵蝕導致谷坡擴展的速度大于黃土丘陵區,沖溝重力侵蝕導致谷坡擴展的速度大于坳溝,坳溝重力侵蝕導致谷坡擴展的速度又大于河溝。

潛蝕作用

潛蝕作用是黃土特有的侵蝕方式。它是地表水沿著黃土的裂隙和孔隙滲入地下,進行地下的侵蝕和溶蝕,形成特殊的黃土潛蝕地貌。陷穴是潛蝕地貌之一,其分布比較集中的地區主要是黃土高原中部和北部。潛蝕還是導致溝谷迅速后退和谷坡擴展的重要方式,因此,潛蝕能促進溝谷發展的進程。

風力作用

中國黃土是第四紀冰期干冷氣候的產物,由風力搬運而堆積,即所謂風積黃土。其中,黃河中游流域的黃土因呈連續分布而成為獨特的黃土地貌區。但在風力搬運、堆積的同時,風力可以把顆粒極細而結構又疏松的黃土吹揚起來,這種風力吹蝕作用遍布溝間地,特別是高處的黃土塬面和黃土梁峁頂部最為強烈,每年被刮去大量土層。

流水侵蝕作用

流水侵蝕作用在中國現代黃土侵蝕地貌發育中最為普遍。它主要表現為面狀侵蝕和溝谷侵蝕兩種形式。

面狀侵蝕對黃土地貌形態的改造作用不十分明顯,但溝谷侵蝕對黃土堆積地貌形態的改造和破壞以及溝谷地貌的形成和發展卻有著非常顯著的作用。因為遭受溝谷侵蝕而出現溝床下切、谷坡擴展和溝頭溯源侵蝕是各類溝谷共有的侵蝕方式,其中尤以谷坡不斷擴展和溝頭不斷后退為甚。這就使得溝谷面積不斷擴大,導致溝間地面積日益縮小。因此,在溝谷侵蝕嚴重區,也客觀存在有黃土塬被侵蝕溝線分割成黃土梁,又被侵蝕溝分割成黃土峁的現象,但并非溝間地地貌類型的根本原因。

此外,黃河中游流域暴雨性質的降水對黃土地面侵蝕尤為劇烈,因此,暴雨也成為黃土區溝谷形成和發展的主要動力。由于黃土侵蝕量非常大,廣大黃土塬、黃土梁、黃土峁地區直至1949年初,平均每年被蝕去的黃土厚度仍在1厘米左右。因此現代黃土魟侵蝕溝谷地貌主要是流水侵蝕作用的產物。

人類活動的影響

人類在黃土高原的活動對黃土地貌的改造也有著影響,并且呈現出越來越重要的趨勢。隨著社會生產力的發展,除了農牧業外,人類在黃土高原上興建了越來越多的水利、道路、房建、國防工程,對黃土高原原始地貌的破壞日益嚴重。這些活動在一定程度上打破了自然界的生態秩序和地質地貌發展的固有規律。

人類活動對黃土地貌的影響表現為兩個方面,一方面破壞了植被樹木和自然環境,加劇了水土流失,黃土高原水土流失的過程,在地貌上就反映為黃土溝谷的迅速延伸、急劇下切和大幅度展寬;另一方面直接對黃土地貌進行人工改造,如削山建城,挖坡修路等。

發育和演化

黃土地貌的發育與演化過程,是在基底地形、新地殼運動演化和黃土堆積環境演變的基礎之上,伴隨著黃土的后期堆積過程即形發生,在準平原化的基底地形之上堆積的黃土地貌本身就具有地形的起伏,黃土層厚度及黃土物質特征的變化,繼承性發育和相對溫濕期形成的河流系統,在黃土堆積的同時即對其進行著侵蝕和改造作用。

黃土地貌的發育和演化是十分復雜的,根據黃土地貌與下伏古地貌的關系以及發展演化的歷史,可以分為三種類型,即承襲型、改造型和后期演化型。

承襲型

承襲型是指現代黃土地貌中那些基本承襲了黃土堆積之前古地貌的部分。例如,有的黃土塬,其下伏古地貌就是底部比較平坦的盆地,現代塬面基本承襲了古盆地的底面,像著名的洛川塬。大部分黃土丘陵是在下伏古丘陵的基礎上發展起來的。例如,部分黃土是在古墚狀地形基礎之上形成的,部分黃土峁其下伏古地形為丘陵。

黃土地貌的承襲性只是一種總體的輪廓性的客觀特征,實際上,發生在各古地形之上的堆積與侵蝕,對各種古地貌不能不產生一定程度的改造。黃土的填平補齊作用和附貼堆積作用,不斷使地表的起伏趨于平緩;而強烈的流水侵蝕,使一些溝谷深深的切入黃土之下的基巖中,其深度和寬度一般都超過黃土堆積的古溝谷的規模。

改造型

改造型是指黃土地貌在形成過程中,對下伏古地貌進行了明顯的改造,形成與下伏古地貌迥然不同的黃土地貌。例如,有的黃土塬之下的古地貌卻是一些起伏不大的丘陵,發育在山間盆地中的部分小型黃土塬常常屬于這種類型。有的黃土墚是山前洪積扇被后期水流切割而成的。

后期演化型

后期演化型指侵蝕作用使先成的黃土塬、墚、峁逐步分化解體而呈現出的新的地貌類型。黃土塬逐步解體,形成破碎塬以至黃土墚、峁;而黃土墚、峁繼續解體,最終使地表呈現高平地景象。黃土塬、墚、峁的解體與演化,是黃土地貌現代演化規律的主要圖式。

基本特征

溝谷眾多、地面破碎

中國黃土高原素有“千溝萬壑"之稱,多數地區的溝谷密度在3.3千米/平方千米~5千米/平方千米以上,最大達10千米/平方千米,比中國其他山區和丘陵地區大1倍~5倍。溝谷下切深度為50米~100米。溝谷面積一般占流域面積的30%~50%,有的地區達到60%以上,將地面切割為支離破碎景觀。地面坡度普遍很大,大于15°的約占黃土分布面積的60%~70%,小于10°的不超過10%。

侵蝕方式獨特、過程迅速

黃土地貌的侵蝕外營力有水力、風力、重力和人為作用。它們作用于黃土地面的方式有面狀侵蝕、溝蝕、潛蝕(或稱地下侵蝕)、泥流、塊體運動和挖掘、運移土體等。其中潛蝕作用造成的陷穴、盲溝、天然橋、土柱、碟形洼地等,稱為“假喀斯特”。強烈的溝谷侵蝕或地下水浸泡軟化土體,使上方土體隨水向下坡蠕移形成的泥流,只有在黃土區才易見到。黃土的抗蝕力極低,因而黃土地貌的侵蝕過程十分迅速。黃土丘陵坡面的侵蝕速率為1~5厘米/年,高原區北部溝頭前進速率一般為1~5米/年,個別溝頭達到30~40米/年,甚至一次暴雨沖刷成一條數百米長度的侵蝕溝。黃河每年輸送到下游的大量泥沙中,有90%以上來自黃土高原。黃土高原河流輸沙量大于5000噸/(平方公里·年)的區域約占黃土高原面積的65.6%,其中陜北窟野河的神木水文站至溫家川水文站區間輸沙量達到35000噸/(平方公里·年)。溝谷地是黃土溝道流域現代侵蝕最活躍的場所,其侵蝕強度在黃土丘陵區約較谷間地大50~70%,在黃土塬區則比谷間地大10~20倍。

溝道流域內有多級地形面

溝道流域內的地形面一般有三級:各流域的最高分水嶺為第一級,其頂面高程彼此相近,為黃土的最高堆積面;降低60米~80米為第二級;再降低40米~60米為第三級。各級地形面的地層結構互不相同。構成第一級地形面的黃土地層層序完整:第二級地形面離石區黃土上部地層(中更新世晚期)較第一級地形面區薄,甚至消失;第三級地形面多數地面只有馬蘭丹黃土(晚更新世)堆積。第二級和第三級地形面可以分別構成完整的谷形,第三級地形面之下是現代溝谷。此外,在較大的河溝溝谷內,還有兩級發育不良的溝階地,其中第二級階地比較明顯,第一級階地僅見于局部地點。溝道流域黃土地貌層狀結構,是黃土地貌發育歷史過程的記錄。

地貌類型劃分

黃土地貌按主導地質營力分有黃土堆積地貌、黃土侵蝕地貌、黃土潛蝕地貌和黃土重力地貌。黃土堆積地貌、黃土侵蝕地貌是黃士地貌的主體,潛蝕地貌和重力地貌是重疊發生在前兩者之上的。

黃土堆積地貌

大型黃土堆積地貌有黃土高原和黃土平原。

黃土高原

分布在新構造運動的上升區,如陜北地區、慶陽市山西高原,是由黃土堆積形成的高而平坦的地面。黃土高原受現代水流切割,形成下列地貌:

黃土塬

黃土塬是黃土高原受現代溝谷切割后,保存下來的大型平坦地面。塬的中心部分,地勢極平坦,斜度不到1°,塬的邊緣地帶的斜度可增至5°。塬的四周為溝谷環繞,受溝谷的溝頭的蠶蝕,在平面圖上呈花瓣狀。有些黃土塬的面積可達2000~3000平方千米?,F有面積較大的塬有隴東高原的董志塬、陜北的洛川塬等。

黃土塬受溝谷長期切割,面積逐漸縮小,這時兩溝頭向中心伸展而很接近,溝頭之間剩下一條極窄的長脊,同時也變得比較破碎,形成“破碎塬”。如甘肅省合水、定邊縣和山西呂梁山西側的一些小型塬。

黃土墚

黃土墚是由兩條平行溝谷分割的長條狀的黃土高地。根據墚的形態可分為平頂墚和斜墚兩種。

平頂墚頂部比較平坦,寬度有限、幾十米到幾百米,長度可達幾百米、幾千米甚至幾十千米。其橫剖面略呈穹形,坡度多在1~5°,沿分水線的縱向斜度不過1~3°。墚頂以下,是坡長很短的墚坡,坡度大概在10°以上,兩者之間有明顯的坡折。在墚坡以下,即為溝坡,其坡度更大。

斜墚是黃土高原最常見的溝間地,墚頂寬度較小,常呈明顯的彎形。沿分水線有較大起伏,墚頂橫向和縱向坡度,由3°~5°到8°~10°。墚頂坡折以下直到谷緣的墚坡坡長很長,坡度變化于15°~35°。墚坡的坡形隨其所在部位而有不同,在溝頭的谷緣上方為凹形斜坡。在墚尾(溝口兩側)為凸形斜坡。墚坡以下就是溝坡。

黃土峁

黃土峁是孤立的黃土丘,在平面圖上呈圓形或橢圓形,常成群出現。峁頂面積不大,呈明顯的穹起,坡度約3°~10°。四周峁坡均為凸形斜坡,坡度變化于15°~35°;峁頂地形呈圓穹形,整個峁的外形很像饅頭。峁與峁之間為地勢稍凹下的寬淺分水鞍部。

黃土梁、峁地形常常相伴出現,形成黃土丘陵。

黃土平原

分布于新構造下降區,如渭河平原。黃土平原是由黃土堆積形成的低平原,是在局部傾斜地面發育溝谷系統,但無黃土梁、峁發育。

黃土侵蝕地貌

黃土區大型河谷

黃土區大型河谷地貌是長期發展的結果,如黃河、渭河、北洛河、涇河等。其形成發展與一般侵蝕河谷發展相似。

黃土區沖溝

由地表流水沖刷作用形成的溝底狹窄、兩壁陡峭的溝谷叫沖溝。在降雨量較集中缺少植被保護的黃土地區,沖溝極易形成,且發展迅速。黃土沖溝的發展過程與一般正常流水沖溝的發展相似,其過程大致可以分為以下四個階段:

沖槽階段

坡面徑流局部匯流于凹坡,沿凹坡集中沖刷,形成不深的沖溝。溝床的縱剖面與原地面斜坡剖面基本一致,見圖(a)。在該階段,只要填平溝槽,調節坡面流水不再匯集,種植草皮保護坡面,即可使沖溝不再發展。

下切階段

由于沖溝不斷發展,溝槽匯水增大,溝頭下切,溝壁塌,使沖溝不斷向上延伸和逐漸加寬。此時的溝床縱剖面與原地面斜坡已不一致,出現懸溝陡坎,見圖(b)。在溝口平緩地帶開始有洪積物堆積。在該階段,如果能夠采取積極的工程防護措施,如加固溝頭、鋪砌溝底、設置跌水坎和加固溝壁等,可防止沖溝進一步發展。

平衡階段

懸溝陡坎已經消失,溝床已下切拓寬,形成凹形平緩的平衡剖面,沖刷逐漸減弱,溝底開始有洪積物堆積,見圖(c)。在該階段,應注意沖溝發生側蝕和加固溝壁。

休止階段

溝床下切基本停止,溝底有洪積物堆積,見圖(d),并開始有植物生長。

黃土潛蝕地貌

地表水沿黃土中的裂隙或孔隙下滲,對黃土進行溶蝕和侵蝕,稱為潛蝕。潛蝕過程中,黃土顆粒流失,造成洞穴,引起黃土的陷落而形成的各種地貌,稱黃土潛蝕地貌。潛蝕地貌有以下幾種:

黃土碟

黃土碟是一種圓形或橢圓形的淺洼地,深數米,直徑10~20米,是地表水侵蝕黃士后,在重力作用下黃土發生壓縮使地面沉陷而成。這種地貌常常形成于平緩的地面上。

黃土陷穴

黃土陷穴是一種比較深的圓形或橢圓形洼地。陷穴是由流水沿著黃土中節理裂隙進行潛蝕作用而成,通常是黃土碟進一步沉陷的結果。陷穴多分布在地表水容易匯集的溝間地邊緣地帶和谷坡的上部,特別是沖溝的溝頭附近最發育。根據陷穴形態可分三種:

漏斗狀陷穴

呈漏斗狀,深度不超過10米,主要分布在谷坡上部和梁峁的邊緣地帶;

豎井狀陷穴

呈井狀,口徑小而深度大。深度可超過20~30米,主要分布在的邊緣地帶;

串珠狀陷穴

幾個陷穴連續分布成串珠狀,陷穴的底部常有孔道相通,一般深達10—20米,直徑可由幾米至十幾米不等,常見于溝谷的溝床上或坡面長、坡度大的墚峁斜坡上。串珠狀陷穴進一步發展,每個陷穴相互連接起來便形成溝壑,稱陷溝。

黃土井

黃土陷穴向下發育,形成深度大于寬度若干倍的陷阱,稱為黃土井。

黃土橋、黃土柱

黃土中經地下水溶蝕和侵蝕所形成的地下洞穴,在重力作用下發生崩塌,而殘余的洞頂形如拱橋,稱為黃土橋。黃土橋沿垂直節理面繼續崩塌,最后殘留下來的孤立土柱,稱為黃土柱。黃土柱常常分布在溝邊,其形狀有柱狀和尖塔形的,其高度一般為幾米到十幾米。

黃土重力地貌

黃土谷坡的物質在重力作用和流水作用影響下,常發生移動,形成崩塌、滑坡、瀉溜等重力地貌。

瀉溜

黃土谷坡表面的土體受干濕和冷熱等變化影響,引起物體的脹縮而發生碎裂,形成碎土和巖屑,在重力作用下順坡而下,稱為瀉溜。在谷坡的上方,形成瀉糊溜,坡度多在35~45°;谷坡的下方是瀉積坡,坡度在35°~38°。由于瀉溜作用使谷坡上物質瀉落到溝床兩側,洪水時期成為溝谷水流的泥沙主要來源之一,這也是黃土溝谷區水土流失的方式之一。

崩塌

在黃土的谷坡上,由于雨水或徑流沿黃土的垂直節理下滲,水流在地下進行溶蝕作用,并把一些不溶的細小顆粒帶走,使節理不斷擴大,谷坡土體失去穩定而發生崩塌。另外,如溝床河流侵蝕岸坡基部或因雨水浸濕陡崖基部而使上坡失去穩定,也能發生崩塌。一般來說,黃土能形成很陡的斜坡而不易崩塌,黃土區能見到許多直立的黃土柱,多年不墜。但是,一旦黃土受濕,其斜坡的穩定性就要大大降低。

滑坡

黃土溝谷的滑坡常在不同時代的黃土接觸面之間或黃土與基巖之間產生滑動。例如,馬蘭黃土與離石黃土或午城黃土接觸面之間的滑坡,就是由于不同時代黃土的質地不同、地下水的下滲程度不同造成的。地震時,黃土丘陵區的大型滑坡常能阻塞溝谷而成湖池,湖池淤滿后,積水排干而成平整的低洼地,稱為湫地。例如,1920年的12·16海原地震,形成許多黃土滑坡,一些大規模的滑坡堵塞河流和溝谷形成幾十個湖池,大多數湖池已干涸形成湫地。

典型景觀

黃土切溝景觀

黃土侵蝕地貌景觀之一。為黃土因流水侵蝕形成的切割小溝。多發育在陡峭的黃土梁、峁坡面上,典型的切溝特征呈”V“字形,寬一般3~6米,深2~4米,成群分布,屬于早期侵蝕溝。

黃土懸溝景觀

黃土懸溝景觀是黃土侵蝕地貌景觀之一,是懸掛在黃土陡坡上十分陡峭的半圓筒狀小溝。該景觀是黃土塬和黃土梁上的地面徑流,匯集到邊緣陡崖,然后在陡峭谷坡上迅速流動侵蝕形成。

黃土一線天景觀

黃土一線天景觀是黃土侵蝕地貌景觀之一,是一種溝壁垂直、溝寬狹窄、具有一定高度的線狀黃土地貌景觀。其特征是溝壁垂直,溝寬只有1~2米,高度數米至數10米,在溝底仰望天空呈線狀,故而得名。該景觀是黃土層因斷裂形成的大型裂縫,或因流水沿極發育的垂直節理沖蝕形成,是一種具有較高觀賞價值的黃土景觀。

黃土柱景觀

黃土侵蝕微地貌景觀之一。流水沿著黃土垂直節理侵蝕、溶蝕而殘留的柱狀體稱為黃土柱。如有多個黃土柱成群出現則稱為黃土林(Loess forest)。黃土柱往往出現在溝的邊部。

黃土落水洞景觀

黃土落水洞景觀是黃土潛蝕地貌景觀之一,是黃土漏斗、黃土陷穴在雨水潛蝕作用下進一步發展,形成深度可達到黃土地層潛水位的一種陷坑,稱為落水洞。落水洞是較大的陷坑,也叫“天井”,是一種奇特的觀賞微地貌景觀。

分布情況

黃土在世界范圍分布相當廣泛,覆蓋著約10%的地球陸地表面,主要分布于北緯30°~55°、南緯30°~40°左右的中緯度地帶內的干旱半干旱大陸性氣候環境區,特別是在歐亞大陸上常大面積成片分布。主要有萊茵河流域、多瑙河、中亞地區、黃河流域、密蘇里及密西西比河流域、新西蘭拉丁美洲普拉塔河流域等。

黃土地貌主要分布在中緯度干燥或半干燥的大陸性氣候地區,集中分布在海拔10~70米的范圍內,總厚度20米左右。俄羅斯南部的卡巴爾達-卡爾巴爾共和國和中國北部的黃土高原地貌是主要的地貌分布區。

在中國,黃土地貌分布甚廣,黃河流域以北各地都有黃土地貌的分布,只有黃土高原的原生黃土堆積區才發育典型黃土地貌,面積約23.9萬平方千米。典型的黃土地貌分布在河北省太行山以西,河南鄭州以西的黃河流域,山西、陜西的大部分地區,甘肅的東南部和青海省的一部分地區都有分布。

學術研究

科考研究

2020年,王寧練邱海軍教授研究團隊以西北黃土高原黃土洞穴非常發育的會寧孫家岔溝小流域為研究案例,通過無人機攝影測量和野外實地調查,獲取了研究區高分辨率和高精度的無人機影像和地形數據。在此基礎上,完成了黃土洞穴、岸蝕、滑坡、崩塌等災害地貌的解譯、編目與制圖。基于GIS空間分析、數理統計學和野外調查等方法,研究了黃土洞穴的空間分布和發育格局,闡述了黃土洞穴和黃土滑坡的關系,分析了黃土微地貌對黃土斜坡的重塑作用,總結歸納了黃土災害鏈(土壤侵蝕-黃土洞發育-滑坡發生-堰塞壩形成)演化的六種典型模式。

學術討論

中國地質學會旅游地學與地質公園研究分會第25屆年會

2010年11月,張家界市砂巖地貌國際學術研討會暨中國地質學會旅游地學與地質公園研究分會第25屆年會在張家界舉行。大會中,姚宏等人介紹陜北高原地貌類型十分齊全,景觀豐富,是黃土地質地貌最為復雜和地球科學景觀最為豐富的地區,為世界研究黃土和黃土地貌的天然實驗室。進入21世紀以來,陜西省先后建立了6處國家地質公園,其中延安市就占3個(洛川黃土地質公園、壺口瀑布、延川黃河蛇曲地質公園)。其中壺口瀑布世界地質公園運作較為成功;洛川黃土地質公園游人很少;蛇曲地質公園因宣傳和交通所限旅游尚處于起步階段,從而提出建立黃土世界地質公園,促進黃土地貌保護和科學利用。

第十屆全國工程地質大會

第十屆全國工程地質大會于2016年10月13日-10月21日在四川省成都市召開,大會由中國地質學會工程地質專業委員會主辦、西南交通大學承辦。大會中,李喜安等人以成因和形態相結合、全面性、系統性、實用性的原則,對黃土地貌類型進行了研究,建立了新的黃土地貌分類體系,對于黃土地貌相關的理論研究和生產應用有著重要的參考意義。

開發與治理

地質公園

黃土地質遺跡是地質歷史時期內力和外力地質作用的綜合產物,是240萬年以來地球地殼結構、構造運動和地貌形態演變的真實寫照。地質公園的建設,將黃土剖面、黃土地貌作為地質遺跡進行利用,使其資源化、品牌化,推動了黃土區的發展,同時也展現了社會的歷史衍變和原始的文化生態。

博物館

隴東民俗博物館

隴東民俗博物館,國家三級博物館,成立于1986年,位于甘肅省慶陽市西峰區小峒旅游風景區。2008年面向社會免費開放。共有藏品2372件(套),以歷史類、民俗類藏品為主。珍貴文物187件(套)?;娟惲幸浴氨贬龠z風”為主題,以雄渾壯觀的黃土地貌為依托,以區域民眾原生態的民俗生活為背景,以古老的窯洞民居為載體,將物質文化遺產與非物質文化遺產結合展陳。內容分為“民俗禮儀”“民藝精華”“民間祭祀”“隴上佛光”“窯洞春秋”“農耕記憶”6個部分,形成婚嫁、壽誕、喪葬、香包、剪紙、皮影、木偶、祭祀、石刻、窯洞作坊等15個專題,全面呈現了慶陽社會的歷史衍變和原始的文化生態。

水土流失與治理

由于黃土中構造節理和原生節理的廣泛存在,沿著節理,往往發育一些侵蝕溝,使黃土地區溝壑縱橫,從而造成黃土地區嚴重的水土流失現象。黃土地區的水土流失沖走了耕地表層的熟土,減小了土壤的肥力和蓄水保能力,使作物生長缺水缺肥,造成農業低產。另外,侵蝕溝的形成和發展還會分割,減少耕地。原來完整、大面積的耕地,隨著溝蝕作用的發展,淺溝逐漸加深加寬,形成切溝和沖溝,把耕地分割成小塊并使一部分耕地變為溝谷不能耕種。

引起黃土地區水土流失的原因主要有:降水性質,黃土的物質組成、結構和節理等特點,以及地形、人為因素等。

治理措施

水土保持措施是針對防止水土流失而提出的措施。在水土流失的黃土分布區,可采取造林種草、農田措施、農田水利措施等進行水土保持,發展農業生產。

造林植草可使地面覆蓋度增大,防止降雨對地表的直接打擊、沖刷,從而達到截流保土的作用。造林的措施有:黃土塬護田林、溝谷防護林等,加強溝頭、溝邊、溝坡和溝底防護。

農田措施主要有坡地梯田化和土壤改良。坡地梯田化是將坡地改成階梯狀的水平梯田;土壤改良是對耕地進行平整深翻或人工培肥,使土壤增厚,以吸收較多的雨水,減少地面徑流防止水土流失。

農田水利措施用于保護耕地、防止溝頭擴展。主要有治理溝谷工程和治理溝間地工程,前者包括淤低壩、小水庫和護岸等工程,其作用是減緩水流沖刷,防止溝谷進一步擴展;后者包括坡面截流槽和蓄水槽,主要是防止坡面水流過分集中或將坡面水引向無害地帶。

黃河流域的黃土高原地區是中原地區乃至世界上水土流失最嚴重、生態環境最脆弱的地區之一,黃土高原的多沙粗沙區是黃河泥沙的主要來源區。

黃土高原水土流失最嚴重的地區是黃土丘陵溝壑區、黃土高塬溝壑區,面積約25萬平方千米,一般侵蝕模數為每年每平方公里5000~10000噸,少數地區高達20000~30000噸。該地區土地面蝕和溝蝕均十分嚴重,面蝕以坡耕地為主,每年每公頃土壤流失75~100噸;溝蝕主要發生在溝壑區,溝底下切、溝岸擴張十分劇烈,崩塌、塌陷等重力侵蝕也十分普遍。

中華人民共和國成立以來,改造黃土地貌的工作已經取得了很大成績,已有20%面積的侵蝕被基本控制,無定河的輸沙量已較20世紀50年代減少了50%,出現了許多控制侵蝕、發展生產的典型區域。但是控制大面積水土的流失,還需進行長期而大量的工作。

經過多年的實施,水土保持工作取得了顯著成效。一是有效減少了入黃泥沙。通過現狀水土保持措施的實施,平均每年減少入黃泥沙4億噸左右,在一定程度上降低了下游河床的淤積抬高速度;二是初步改善了流域的生態環境,局部地區的水土流失和荒漠化得到了遏制;三是改善了農業生產和群眾生活條件,促進了新農村建設。據初步分析,通過水土保持措施的實施,黃土高原地區累計增產糧食約670億公斤,解決了約1000萬人的溫飽問題。

參考資料 >

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王寧練、邱海軍教授研究團隊在黃土洞穴發育對滑坡和地貌演化的影響方面取得初步研究進展.西北大學城市與環境學院.2024-04-26

世界上為什么沒有第二個張家界?(文末有福利).微信公眾平臺.2024-04-26

第十屆全國工程地質大會.南京大學地球科學與工程學院.2024-04-26

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