黄土高原历史时期地貌与土壤侵蚀演变研究

【摘要】： 黄土高原作为一个完整的区域地貌单元以其严重的土壤侵蚀备受人们注目，土壤侵蚀不仅是其现代地貌过程强烈的突出表现，也是其生态环境恶化的象征。在黄土高原自然地理系统中地貌演变与土壤侵蚀相互关联，互为因果，现代地貌与土壤侵蚀是在历史时期地貌演变与土壤侵蚀的基础上形成的，研究历史时期黄土高原地貌与土壤侵蚀演变，不仅可以丰富黄土高原自然地理学的研究内容，填补黄土高原历史地貌学的诸多空白，也可为黄土高原生态环境建设提供依据。 地貌演变的区域性特征鲜明，本文把黄土高原分为五个地貌区，选择各地貌区的典型地段作为研究对象，在大量实地考察的基础上，应用半定位观测、文献考证、环境考古等方法，并借助GPS、RS、GIS等技术定性与定量相结合，研究了历史时期黄土高原典型地区的地貌演变与土壤侵蚀。主要研究内容和取得的成果有： 1．全面评述了黄土高原历史时期地貌与土壤侵蚀研究的现状，研究了黄土高原区域地貌特征、地貌分区以及土壤侵蚀的方式和特点。对影响黄土高原地貌演变与土壤侵蚀的地质、气候、植被、人口与土地利用等因素在历史时期的变化进行了深入系统地研究。 2．首次定量地研究了历史时期渭河、灞河的河道变迁与土壤侵蚀。得出渭河西安段全新世以来河道持续北移，确定了全新世初、春秋战国、唐贞观十年渭河的河道位置，计算出了渭河西安段全新世以来河道的平均北移速率为0.80～0.87m/a；得出其北移速率有加剧的趋势，即由全新世初的0.46～0.61m/a提高到全新世末的2.00～3.19m/a，并分析了其东西差异及原因。研究了河道变迁引起的土壤侵蚀，渭河西安段春秋以来河道侧移引起的年均土壤侵蚀量为241187t/a，唐以后较唐至春秋时期相比年均侵蚀量增加了127.9％。得出历史时期灞河河道不断西移，西汉—隋唐期间下游河道西移量为2150～2200m，西移速度为2.72～2.79m/a，唐以后灞河下游河道比较稳定。这些为渭河、灞河河道治理提供了依据。 3．首次以周原为例比较系统地研究了历史时期黄土台塬区地貌演变与土壤侵蚀问题。得出周原土壤侵蚀过程一直存在，仰韶、龙山文化时期土壤侵蚀模数为743.009t/km~2·a~(-1)；历史时期沟谷发育、土壤侵蚀呈加剧态势；东汉以前土壤侵蚀较弱，东汉以后沟谷发育、土壤侵蚀加快，金以后的元、明、清时期和二十世纪 前半叶是沟谷发育、土壤侵蚀发展最快的时期，数量众多的切沟、冲沟主要形成 于金以后的770多年；土壤侵蚀强度自仰韶、龙山文化时期以来增加了41．36％。 造成这一现象的主要原因是植被受到破坏，恢复植被和田间水保工程应是黄土台 源区水土保持的主要措施。 4．比较深入地研究了黄土台源边坡的地貌演变与土壤侵蚀。得出滑坡是黄土 台源边坡地貌演变与土壤侵蚀的主要形式。研究了白鹿源、咸阳源边坡滑坡灾害 的主要原因有河流侧蚀，新构造运动等，但更为重要的是引水灌溉使地下水位大 幅度上涨及人为开挖坡脚改变了台塘边坡的力学平衡，为台源边坡地质灾害治理 “提供了依据。首次以窑店附近为例研究了台源边坡秦以来的地貌演变和土壤侵蚀 过程，得出秦至二十世纪初边坡沟谷年均土壤侵蚀量在102．68629．12t乍，二十 世纪以来增至 980．29吨125．89 t妇，在地貌演变过程中历史上人为开挖边坡对地 貌演变的影响犹大。 5．系统地研究了洛川源区第四纪侵蚀期及其对应形成的河流和沟谷形态。首 次以黑木沟为例研究了黄土源区河沟的形成和演变，得出黑木沟全新世沟谷发育 的平均速度为0．3740m／a，远较全新世以前为大，1768～1957年更达4．3386m／a，是 全新世平均速度的11．6倍。黑木沟自形成以来土壤侵蚀逐步增强，全新世以来平 均侵蚀模数是晚更新世的玉．82倍。首次比较系统地对洛川源区历史时期沟谷发育 与土壤侵蚀进行了定性与定量的分析。元代以来洛川源区沟谷发育和土壤侵蚀不 断加剧，近现代以来尤为明显。黄土源区沟谷发育、土壤侵蚀与降水量变化之间 。关系密切，降水量较丰富时沟谷发育、土壤侵蚀较强。源区“巷”形沟、V形沟 的上游和沟头是土蹦蚀和治理的重点部位。 6．较深入地研究了黄土丘陵区的地貌演变和历史时期的土壤侵蚀变化，提出 了黄土丘陵区原生黄土丘陵和次生黄土丘陵的地貌演变模式。得出了黄土丘陵区 全新世的两期侵蚀期是其冲沟、切沟的主要发育期。全新世以来黄土丘陵区土壤 侵蚀强度逐步增加。；现代侵蚀强度较距今3000年以来的平均侵蚀强度增加了 42刀8～45．17％，较明代以来平均侵蚀强度增加了 43．52％，说明黄土丘陵区侵蚀环 境的恶化主要在历史时期，尤其在明代以后。 7．得出了黄土高原历史时期地貌演变与土壤侵蚀的规律性认识：第一，黄土 高原土壤侵蚀在人类历史时期以前就已存在，土壤侵蚀首先是地貌演变的自然过 程。第二，黄土高原历史时期土壤侵蚀日趋增强，地貌形态日趋破碎，侵蚀