河北省丰宁县小坝子乡丰宁满族自治县小坝子乡接坝山地沙地起源及成因研究

河北省丰宁县小坝子乡丰宁满族自治县小坝子乡接坝山地沙地起源及成因研究 摘要 以河北省丰宁满族自治县小坝子乡为例,通过对研究区内土壤易溶盐含量与土壤粒径含量的测定,对研究区内沙地起源及成因进行分析得出结论。旨在探求接坝山地的沙地分布成因规律,为该区域水土保持和防沙治沙工作提供一定的科学依据。 关键词 接坝山地;沙地起源;成因;河北丰宁;小坝子乡 S288 A 1007-5739(xx)13-0292-02 接坝山地是内蒙高原和燕山山地的连接地带,属于半干旱的农牧交错带,是典型的环境脆弱带。小坝子乡地处冀北接坝山地,是距北京最近的沙源区之一,也是京津地区重要的生态屏障,具有极为重要的生态位势。但是,长期以来在全球气候变化和人类不合理经济活动的双重压力下,植被破坏严重,土地荒漠化加剧,生态系统局部濒临崩溃的边缘1-3。笔者主要针对小坝子乡的沙地起源与成因进行分析,旨在为今后治理土地荒漠化和沙化、恢复建设小坝子乡生态环境提供科学依据。 1 研究区概况 1.1 地理位置 研究区地处丰宁满族自治县西北部,位于接坝地区,属坝缘山地。北连坝上高原,南接冀北山地丘陵区,是高原与山区的过渡地带。全乡土地总面积为325.4km2,介于北纬4122841346,东经11612491162930之间。 1.2 气候 研究区为典型的大陆性季风型半干旱气候,属接坝冷温气候类型区,年平均降水量409.3mm,年均无霜期105d,年平均气温为2.53.4。年4级以上风日数210d左右,8级以上大风的日数最高可达65d。降水量年际变化值340500 mm,10年一遇24h最大暴雨量79mm。 1.3 土壤 研究区以棕壤为主,褐土、潮土、黄土、沙黄土为辅;以北梁为中心到小坝子村以及河谷滩地,分布有风沙土。 1.4 植被 研究区森林植被属中温带落叶阔叶林。主要林种有油松、桦树、山杨、山杏、栎类等,灌木以锦鸡儿、欧李、酸枣、荆条等为主,草本植物多蒿属、禾本科、地椒等。河谷盆地多为人工栽培的杨、柳、榆、槐等。 1.5 _条件 研究区共有6个行政村,总人口为4 824人,主要经济为牧业,人均收入618元(xx年)。经济发展滞后,人民生活水平低下,经济发展过度依赖土地是导致研究区生态退化、土地沙化的重要原因4。 2 研究内容与方法 选择典型的沙地分布地形,运用点、线、面相结合的方法布设样点、样线、样方,挖取土壤剖面,土壤剖面取样深度为010cm、1020cm、20cm以下每20cm取1层,共有6个土壤剖面,土样编号16。每种土样过2mm筛后进行机械分析,土壤颗粒组成按国际制用简易比重计法测定。室内土样试验,土壤溶液用溶液提取器抽取,深度为20cm、40cm、60cm、80cm、100cm。分别对取样土壤进行土壤粒径组成与易溶性盐含量测定。进行结果分析,并得出结论。 3 结果与分析 3.1 土壤粒径组成的测定 根据粒径分级标准,对取样土壤粒径进行测定,划分出6个试验小区土壤的粒径组成。 沙甸子与沙沟粗砂粒含量远低于沙坨子、鹿角沟、槽碾沟、富二营,而其粗粉粒、细粉粒、粗黏粒、黏粒含量明显高于沙坨子、鹿角沟、槽碾沟、富二营采集点。 原生沙受风力作用后小粒级的含量减小,而中等大小的颗粒增加;而积生沙的成分总变化趋向于尘埃和细粒状的物质相对增加,即小粒级的含量相对增加,同时其沙粒磨圆度较原生沙好,但完全磨圆的不多,且多为较大(0.5mm)的颗粒5,6。 沙沟、沙坨子沙地的小粒级含量相对较多,应为积生沙地。但在实地调查中发现,沙甸子与沙沟堆积的沙层深达10m多,而其他采集点沙层则明显较薄,可见沙甸子与沙沟显然不是由于异地风沙作用堆积而成。但从土壤粒径组成上可以初步确定,沙甸子与沙沟的沙地起源应属于同一类型。 沙甸子与沙沟沙地取样深度较深,达200mm,小粒级含量较多,可能是由于沙地深层并未受到风力作用导致。研究区内沙地虽然扩散速度较快,但成沙时间较短,其他采集点小粒级含量较少可能是由于风积物尚未固定。 3.2 易溶盐类测定 为进一步揭示研究区沙地起源问题,还需要对取样进行易溶盐类的测定。 原生沙中或多或少的含有不同的盐类;当原生沙被风吹扬时,沙中处于细末状态的盐类会首先遭受吹蚀作用。西林多科(1956)对原生沙和风成沙中的易溶盐类进行研究,结果表明,风成沙中的盐类较少,而原生沙中的盐类较多。这一研究理论可以作为划分原生沙地与积生沙地的重要依据。 对土样16进行易溶性盐含量的测定可以看出,海子沟村沙沟、小坝子村沙甸子易溶性盐含量明显高于其他采集点,结合西林多科的理论和实地调查情况,可推断出沙沟和沙甸子两地应属于原生沙地。鹿角沟、沙坨子、富二营、槽碾沟则应属于为风成沙地。 3.3 原生沙地成因 根据试验分析得出小坝子乡的6个试验小区中沙沟和沙甸子两地为原生沙地。沙沟和沙甸子地质构造和地貌相近,沙子的形成机理以及分布特点也十分类似。2块试验小区四周均被砂性基岩的大型山脉环绕,伴随着数百万年的地质运动形成独特的地貌类型;加之长久以来砂性岩的风化非常严重,中间被冲积成了一个长条状的盆地。在水力、风力、重力等自然外力作用下,使地区中心的盆地堆积了深达几米甚至十几米的沙层。 由于当地主要依靠牧业,近年来植被破坏严重。而且当地气候条件较差,风大且十分频繁,4级以上风日数年均210d左右。这样地下沙层很容易就裸露出来形成沙地。盆地里地势相对平坦,而且是西北风入侵的必然通道,风蚀是主要的成因,因此其沙地主要为风蚀形成,在试验小区内的沙地上可以看到很多风蚀残丘柱。 3.4 积生沙地成因 沙子从沙源地被风蚀、水蚀搬运出境后,开始在全乡范围内堆积,形成积生沙地。根据试验分析得出,小坝子乡的6个试验小区中鹿角沟、沙坨子、富二营、槽碾沟应属于为风成沙地。这4个试验小区在其境内并没有大面积的沙地,仅有零星分布的小面积风积沙地和洪积沙地。风积沙地主要是因为小坝子乡境内有条南北走向的小山脉,因此位于这个位置山脉的东南面山坡、山体背风坡以及山坳里有零星分布的小面积风积沙地,但是积沙量少,面积有限。洪积沙地是因为小西河流经小坝子乡境内,由于山势因素河道在沙坨子村口向村内方向形成一道河弯,河道也因此突然变宽,当洪水流经此地时流速突然降低,洪水中的沙子在重力作用下大量沉积下来。特别是在村口南部地区常年堆积,形成全村唯一的巨形沙堆,造成与小西河河道相接的试验小区也存在洪积沙地。沿河道的河滩地成为沙化的主要分布地区。 4 结论与讨论 根据沙化的物质,将研究区的沙化分为2种基本成因类型。一是沙化物质主要为移动范围不大的原地沙土类物质即原生沙。原生沙地主要是由于地质运动、自然环境、人为破坏而形成。二是沙化物质邻近区域的沙土类物质即积生沙。积生沙地主要是由于地形地貌、风力、水力形成的风积沙地与洪积沙地。原生沙是沙物质的重新活化,积生沙则是在前者基础上,风力作用使得沙化范围进一步扩大所造成。辩证地说,原生沙和积生沙在一定的时期和范围之内,是相互依存和相互转化的。通过以上分析,位 于接坝山地的小坝子乡成沙大体上可以分为原生沙和积生沙2类,其中沙沟和沙甸子为原生沙地,鹿角沟、富二营、沙坨子、槽碾沟为积生沙地。 5 _ 1 田佳,赵廷宁,郭宏忠,等.近50a来接坝山地气候变化和人为活动对土地沙化的影响J.水土保持通报,xx,27(5):28-31. 2 吴正.风沙地貌学M.北京:科学出版社,1987. 3 朱震达.最近十年来中国北方农牧交错地区土地沙质荒漠化发展趋势的一例(丰宁北部及多伦南部)J.中国沙漠,1994