中国是世界上研抄究黄土地貌最早的国家。2000多年前就有“天雨黄土、昼夜昏霾”涉及黄土地貌堆积过程的记载;800多年前,北宋沈括对河南、陕西一带的黄土侵蚀地貌形态作了生动描述;历代在治理黄河下游河患方略的讨论中,已认识到黄土高原侵蚀产沙是其根源。19世纪后期至20 世纪前期,许多中外学者发表了研究中国黄土地貌的论著,并与欧洲黄土进行对比。
(1)沟谷众多、地面破碎
我国的黄土高原沟谷纵横,素有“千沟万壑”之称。黄土高原沟谷密度比我国其他的地区要大很多,沟谷下切深度为50~100米。沟谷面积一般占流域面积的30~50%,有的地区达到60%以上,将地面切割为支离破碎景观,而且地面坡度普遍很大,所以就构成了黄土高原“支离破碎”的地表特征。
(2)侵蚀方式独特、过程迅速
黄土地貌形成的原因很很多种,侵蚀外营力有水力、风力、重力和人为的一些作用,它们对黄土地面做面状侵蚀、沟蚀、地下侵蚀、块体运动和运移土地等方式。由于这些的外营力所造成的陷穴、盲沟、天然桥、土柱、碟形洼地等,称为“假喀斯特”。泥流现象只有在黄土区才容易见到,这主要是由于上方的水体向下流而形成的。
黄土的抗蚀能力特别的弱,因此黄土的侵蚀速度很快,丘陵坡面几乎是在以每年1厘米~5厘米的速度,而黄土高原的北部的沟头前进率更是在以每年1米~5米的速度在前进,个别的沟头甚至是达到了每年30米~40米的速度。更加令人难以置信的是,甚至有一次因为暴雨的冲刷成了一条数百米的侵蚀沟。由此可见,黄土高原每年被侵蚀的速度多么迅速。
我国的“母亲河”——黄河,每年的输送的泥沙中,有90%以上的数量都是来自黄土高原,黄土高原河流每年输送的泥沙量每平方公里大于5000吨,其中陕北的窟野河的神木水文站至温家川水文站区间输沙量每年每平方公里甚至达到35000吨。
(3)沟道流域内有多级地形面
沟道流域内的地形面一般可以分为三级:各个流域的分水岭为第一级;降低60米~80米为第二级;再次基础上在降低40米~60米为第三级。各级地形面的地层结构都是不一样的,第一层层序保存的很完整,第二层比第一层薄很多,有的时候甚至是消失不见的,第三级地形面只有马兰黄土堆积。第二层和第三层就可以形成完整的谷形了,在第三层地形面之下就是现代沟谷了。沟道流域的发展情况就是黄土地貌发育历史过程的记录了,也是黄土高原形成沟壑的原因之一。
黄土地貌是一种发育在黄土地层中的地形。中国是世界上研究黄土地貌最早的国家,早在回2000多年前就答有“天雨黄土、昼夜昏霾”等涉及黄土地貌堆积过程的记载。黄土是第四纪时期形成的淡黄色粉砂质的土状堆积物,在世界上分布相当广泛,占全球陆地面积的十分之一,带状断续地分布在南北半球中纬度的森林草原、草原和荒漠草原地带。中国是世界上黄土分布最广、厚度最大的国家。典型的黄土地貌有以下特征:侵蚀方式独特、过程迅速;沟谷众多、地面破碎;沟道流域内有多级地形面。地貌类型主要有黄土沟谷、黄土沟间地和独特的黄土潜蚀地貌。
黄土地貌的成因主要还是植被破坏,以我国为例,我国的黄土地貌主要在西北地区,这里曾经也是青山绿水,但是因为植被破坏,黄土逐渐裸露在地表,外加雨水冲刷,就形成了我们今天看到的黄土地貌。
黄土高原水土流失严重,形成黄土塬、黄土梁、黄土峁、黄土川、黄土林等地貌。
黄土塬
黄土粱和黄土沟
黄土峁
黄土川
山西大同黄土林
黄土高原
在中国北方,黄土高原东起太行山,西至乌鞘岭,南连秦岭,北抵长城,主要包括山西、陕西、以及甘肃、青海、宁夏、河南等省部分地区,面积40万平方公里,为世界最大的黄土堆积区。黄土厚50~180米,气候较干旱,降水集中,植被稀疏,水土流失严重。黄土高原矿产丰富,煤、石油、铝土储量大。
北风送土
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、沙子和粘土。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,细小的粉沙和粘土,纷纷向东南飞扬,当风力减弱或迂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,可将我国黄士发育分为三个时期: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。
地貌类型
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。
黄河在它的中、上游流经世界上最大的黄土高原。黄土高原土层深厚,土质疏松,地形破碎,暴雨频繁,水土流失极为严重,是黄河泥沙的主要来源地。尤其是黄河河口镇至潼关这一河段,黄河在穿越这一段黄土高原的过程中,众多支流汇入,把黄河“染成”了黄色。据测定,这一河段进入黄河的泥沙占全河沙量的90%。
从地球上来看,黄土主要分布于中亚到我国的西北、华北和东北一带,世界上最大的黄土高原就是位于黄河上中游地区的黄土高原。它的范围大致是北起阴山,南至秦岭,西抵日月山,东到太行山,横跨青海、宁夏、甘肃、陕西、山西、河南6省,面积64万平方公里。黄土覆盖厚度一般在100米以下,而以陇东、陕北、晋西黄土层最厚,六盘山以东到吕梁山西侧,黄土厚度在100米~200米之间,最厚在兰州,达300米以上。黄土分布的面积和厚度,都居世界之冠。
水土流失
主要由暴流沟谷冲刷疏松黄土所致。黄土颗粒细小,质地疏松,具有直立性并含有碳酸钙,迂水容易溶解、崩塌。地面坡度较大,植被稀疏,夏季又多暴雨,造成奇峰、陡壁、溶洞、陷穴、天生桥等微地貌,更助长了沟壑扩展,加速水土流失。同时也与近代地壳上升有关,使得沟床不断下切和侧蚀,沟谷溯源侵蚀加剧,相应地谷坡又不断地扩展,于是沟间地日益破碎。除上述自然因素外,与人类活动,特别是滥垦滥伐,破坏天然植被等社会因素有密切关系。新中国成立后,对黄土高原的水土流失采取了一系列综合治理措施,植树造林、种草,将坡耕地改为水平梯田,以及水利工程等措施,黄土高原发生了可喜的变化。
黄土沟谷的谷坡坡度多在35°以上,是水流由谷间地汇入沟床的通道,因而回这里的水力侵蚀、重力答侵蚀和潜蚀都很活跃,常产生泥流。沟谷地的侵蚀过程包括沟床下切,谷坡扩展和沟头前进。其中,沟床下切和侧蚀是导致谷坡扩展的重要原因。扩展方式,在谷缘陡崖处以块体运动和悬沟、切沟侵蚀为主;在谷坡中下部多数是水流冲刷、潜蚀和泻溜。黄土区沟头前进的方式以崩塌和滑塌为主,尤以小型滑塌众多。沟头上方坡面的汇水面积越大,坡度越大,沟头前进的速度越快。沟谷地是黄土沟道流域现代侵蚀最活跃的场所,其侵蚀强度在黄土丘陵区约较谷间地大50~70%,在黄土塬区则比谷间地大10~20倍。侵蚀方式和强度从分水岭至谷底的沿程变化,形成了沟道流域侵蚀作用的垂直分带特点,一般模式如图4黄土区沟道流域侵蚀作用垂直分带模式。
侵蚀作用垂直分带系统中各亚带占的空间大小和侵蚀强度,受降雨径流、原始地貌特征、岩性、植被及人类活动等多种因素综合影响,在各地变化较大,在同一沟道流域的上、中、下游也有差异。
黄土地貌包括黄土堆积地貌和侵蚀地貌,按其所分布的位置,又可分为沟谷地貌和沟间地貌。
(一)黄土沟谷地貌
黄土沟谷形态复杂,种类繁多。沟谷形态受沟谷发育时间、所在地面坡度大小和区域自然地理条件影响。根据沟谷形态,可分以下三类。
1.冲沟 冲沟是黄土高原上分布很普遍的一种地貌,它们大都是晚更新世黄土堆积后侵蚀发展起来的。冲沟形态虽很复杂,但它们的共同特点是具有狭窄的V形横断面,沟缘明显,纵剖面倾斜陡急。黄土冲沟发育过程与在其它松散沉积物上发育的冲沟类似,也可分为细沟、浅沟、切沟和冲沟四个阶段,各阶段地形特点见流水地貌一章。
2.干沟 是发育在早、中更新世黄土中的侵蚀沟谷,以后经晚更新世黄土堆积成洼地,近代流水切割洼地,形成干沟。少数干沟沟底已切入基岩。干沟平时没有水流,仅在雨后有短期流水出现。千沟比冲沟长而宽,纵剖面相对平缓。
3.河沟 河沟是黄土堆积前早已存在的沟谷,黄土堆积复盖谷地成洼地,以后经流水切割,形成河沟。它一般是黄土区现代河流的第一级支沟。河沟沟底发育在基岩上,谷底宽浅,呈屉形,纵剖面平缓。河沟在一年中有较长时期的水流,旱季可能干涸。
冲沟、干沟与河沟的关系是支沟和主沟的关系,冲沟是干沟的支沟,干沟是河沟的支沟。
(二)黄土沟间地貌
我国黄土高原沟谷之间的地貌主要是塬、梁和峁。另外,还有
和坪。这些地貌主要是黄土堆积形成的。由于黄土堆积过程中承袭了下伏各种古地貌的形态,所以,沟间地貌基本反映了下伏埋藏古地貌的特点。
1.黄土塬 黄土塬是黄土高原或黄土平原被沟谷切割后存留下来的高原面或平原面(图8-16)。塬面平坦、塬坡较陡,周边为沟谷环绕。塬面积较大,一般在100km2以上。侵蚀后呈指状的塬,称为破碎塬。塬是黄土堆积在平坦开阔古地面上形成的。
2.黄土梁 梁是沟谷之间的长条形高地。长度大小不等,最长达几十公里,宽几十米到几百米。具平坦顶面的梁,称为平顶梁;具明显倾斜表面的梁,称为倾斜梁;呈波状起伏的梁,称为起伏梁。黄土梁大多是黄土复盖在梁状古地形上形成的,也有少部分梁是黄土塬侵蚀后形成的。
图8-16 黄土塬
3.黄土峁 峁是圆形、近圆形的黄土丘(图8-17)。峁坡呈凸形坡,坡度20。左右。两个峁之间为下凹的鞍部,称为墕。若干个连接在一起的峁,称为梁峁。梁和峁大片分布的地区,称为黄土丘陵。
图8-17 黄上梁、峁、丘陵、沟谷
4.黄土
。黄土掩埋古河谷而成的长条形凹地,称为
的横剖面宽浅、平坦,宽可达几百米到儿公里,长可达几十公里(图8-18)。
第四纪地质学及地貌学
(三)黄土潜蚀地貌
地表水沿黄土中的裂隙和孔隙下渗,带走土粒,形成洞穴,并引起洞穴上部和侧方土体塌落,形成黄土特有的潜蚀地貌。黄土潜蚀地貌有以下几种。
1.黄土碟 黄土碟是一种圆形或椭圆形近似碟状的浅凹地,深数十米,直径十余米。它是地表流水下渗浸湿黄土,溶解了黄土中部分可溶性物质,同时在重力作用下,使黄土逐渐压密,地面发生沉陷形成的。它多出现在平缓的地面上。
2.黄土陷穴 黄土陷穴是指地表水汇集在黄土裂隙中进行潜蚀而形成的洞穴。陷穴可分为竖井状、漏斗状和串珠状陷穴三种。竖井状陷穴呈井状,口径小而深度大,常深达20m以上,主要分布于塬边地带。串珠状陷穴是由几个陷穴串珠状连续分布组成,各陷穴间常有孔道相通。串珠状陷穴常分布在地面坡度大,坡面长的梁峁斜坡上,它为沟谷的进一步发育创造了有利条件。
3.黄土桥 两个陷穴间的通道不断扩大,在陷穴间残留的土体就形成黄土桥。
4.黄土柱 地表流水沿黄土垂直节理进行冲刷和潜蚀,使其不断扩大而引起黄土局部崩塌,残留的土体形成黄土柱。黄土柱高度一般为几米到几十米。
黄土的分布面积约占到了全球陆地面积的10%左右,呈带状分布在南北半球的中纬度的森林、草原和荒漠草原地带。中国是黄土面积分布最广的国家,北起阴山山麓,东至东北的松辽平原和大、小兴安岭一带,西至天山、昆仑山山麓、南达长江中下游流域,面积约是63万平方千米。我国黄土面积分布最集中的地区是黄土高原,其黄土面积约占到了全国覆盖面积的72.4%左右,其厚度也在世界上乃至全国都是屈指可数的,它是世界上黄土地貌最典型的地区。
黄土地貌的特征及分布
黄土地貌
黄土地貌在全球分布很广,典型的黄土地貌有以下特征:
(1)沟谷众多、地面破碎
我国的黄土高原沟谷纵横,素有“千沟万壑”之称。黄土高原沟谷密度比我国其他的地区要大很多,沟谷下切深度为50~100米。沟谷面积一般占流域面积的30~50%,有的地区达到60%以上,将地面切割为支离破碎景观,而且地面坡度普遍很大,所以就构成了黄土高原“支离破碎”的地表特征。
(2)侵蚀方式独特、过程迅速
黄土地貌形成的原因很很多种,侵蚀外营力有水力、风力、重力和人为的一些作用,它们对黄土地面做面状侵蚀、沟蚀、地下侵蚀、块体运动和运移土地等方式。由于这些的外营力所造成的陷穴、盲沟、天然桥、土柱、碟形洼地等,称为“假喀斯特”。泥流现象只有在黄土区才容易见到,这主要是由于上方的水体向下流而形成的。
黄土的抗蚀能力特别的弱,因此黄土的侵蚀速度很快,丘陵坡面几乎是在以每年1厘米~5厘米的速度,而黄土高原的北部的沟头前进率更是在以每年1米~5米的速度在前进,个别的沟头甚至是达到了每年30米~40米的速度。更加令人难以置信的是,甚至有一次因为暴雨的冲刷成了一条数百米的侵蚀沟。由此可见,黄土高原每年被侵蚀的速度多么迅速。
我国的“母亲河”——黄河,每年的输送的泥沙中,有90%以上的数量都是来自黄土高原,黄土高原河流每年输送的泥沙量每平方公里大于5000吨,其中陕北的窟野河的神木水文站至温家川水文站区间输沙量每年每平方公里甚至达到35000吨。
(3)沟道流域内有多级地形面
沟道流域内的地形面一般可以分为三级:各个流域的分水岭为第一级;降低60米~80米为第二级;再次基础上在降低40米~60米为第三级。各级地形面的地层结构都是不一样的,第一层层序保存的很完整,第二层比第一层薄很多,有的时候甚至是消失不见的,第三级地形面只有马兰黄土堆积。第二层和第三层就可以形成完整的谷形了,在第三层地形面之下就是现代沟谷了。沟道流域的发展情况就是黄土地貌发育历史过程的记录了,也是黄土高原形成沟壑的原因之一。
成因和过程
黄土地貌是黄土堆积的过程中受到强烈的侵蚀而产生的,黄土地貌和其他的地貌特征一样的都是有风蚀和水蚀的外营力,但是和其他的地貌特征不同的是,风在黄土堆积中起到的是主要的推动力,侵蚀是以流水作用为主。黄土塬、梁、峁等地貌类型主要由堆积作用形成,而各种沟谷则是强烈流水侵蚀的结果。黄土区的侵蚀有古代和现代之分。古代的侵蚀为自然侵蚀,速度非常的缓慢,现代人类开始进行大诡秘的农耕或者是砍伐活动,因此加快了侵蚀的速度。
在我国,黄土地貌主要发育在西部的黄土高原地区。由于黄土的性质均一,质地疏松,版土粒微细,具有权垂直节理,所以黄土地区的沟谷系统一般为树枝状,谷坡较陡,有时几乎陡立。在沟谷的岸边上,往往有漏斗状陷穴,陷穴的发育,使沟谷边缘常呈弧形、锯齿状,这些特征在黄土地貌区非常突出 ( 图 6-7) 。
在遥感影像上,黄土地区的色调较浅,而且均匀,这是由于黄土高原地势较高,地面干燥,土壤色调较浅造成的,特别是黄土塬或黄土梁上的裸露耕地,色调更浅,一般为灰白色调。
黄土地貌可分为塬、梁、峁等类型。黄土塬是黄土堆积的高原地形,塬面比较平坦,起伏不大,坡度一般为 2° ~3°,其上分布有村庄、耕地,色调比较均匀 ( 图 6-8) 。现代黄土塬的塬面多为沟谷所切割,塬地四周多侵蚀为破碎的台地和丘陵地形。黄土梁是两个沟之间的分水岭,为长条形,一般均由塬地沟谷侵蚀而成,顶部有时可有残余塬面,但多数是大致平坦且相连的平顶丘陵。黄土峁是黄土梁进一步被切割而成的丘陵地,丘陵顶部一般呈凸起圆形,且高度相差不多。