豐寧滿族自治縣小壩子鄉(xiāng)接壩山地沙地起源及成因研究

孫少游　王賢會　王秀茹　陳　松

摘要 以河北省豐寧滿族自治縣小壩子鄉(xiāng)為例,通過對研究區(qū)內(nèi)土壤易溶鹽含量與土壤粒徑含量的測定,對研究區(qū)內(nèi)沙地起源及成因進(jìn)行分析得出結(jié)論。旨在探求接壩山地的沙地分布成因規(guī)律,為該區(qū)域水土保持和防沙治沙工作提供一定的科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞 接壩山地;沙地起源;成因;河北豐寧;小壩子鄉(xiāng)

中圖分類號 S288 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739(2009)13-0292-02

接壩山地是內(nèi)蒙高原和燕山山地的連接地帶,屬于半干旱的農(nóng)牧交錯帶,是典型的環(huán)境脆弱帶。小壩子鄉(xiāng)地處冀北接壩山地,是距北京最近的沙源區(qū)之一,也是京津地區(qū)重要的生態(tài)屏障,具有極為重要的生態(tài)位勢。但是,長期以來在全球氣候變化和人類不合理經(jīng)濟(jì)活動的雙重壓力下,植被破壞嚴(yán)重,土地荒漠化加劇,生態(tài)系統(tǒng)局部瀕臨崩潰的邊緣[1-3]。筆者主要針對小壩子鄉(xiāng)的沙地起源與成因進(jìn)行分析,旨在為今后治理土地荒漠化和沙化、恢復(fù)建設(shè)小壩子鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 地理位置

研究區(qū)地處豐寧滿族自治縣西北部,位于接壩地區(qū),屬壩緣山地。北連壩上高原,南接冀北山地丘陵區(qū),是高原與山區(qū)的過渡地帶。全鄉(xiāng)土地總面積為325.4km2,介于北緯41°22′8″～41°34′6″,東經(jīng)116°12′49″～116°29′30″之間。

1.2 氣候

研究區(qū)為典型的大陸性季風(fēng)型半干旱氣候,屬接壩冷溫氣候類型區(qū),年平均降水量409.3mm,年均無霜期105d,年平均氣溫為2.5～3.4℃。年4級以上風(fēng)日數(shù)210d左右,8級以上大風(fēng)的日數(shù)最高可達(dá)65d。降水量年際變化值340～500 mm,10年一遇24h最大暴雨量79mm。

1.3 土壤

研究區(qū)以棕壤為主,褐土、潮土、黃土、沙黃土為輔;以北梁為中心到小壩子村以及河谷灘地,分布有風(fēng)沙土。

1.4 植被

研究區(qū)森林植被屬中溫帶落葉闊葉林。主要林種有油松、樺樹、山楊、山杏、櫟類等,灌木以錦雞兒、歐李、酸棗、荊條等為主,草本植物多蒿屬、禾本科、地椒等。河谷盆地多為人工栽培的楊、柳、榆、槐等。

1.5 社會經(jīng)濟(jì)條件

研究區(qū)共有6個行政村,總?cè)丝跒? 824人,主要經(jīng)濟(jì)來源為牧業(yè),人均收入618元(2001年)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后,人民生活水平低下,經(jīng)濟(jì)發(fā)展過度依賴土地是導(dǎo)致研究區(qū)生態(tài)退化、土地沙化的重要原因[4]。

2 研究內(nèi)容與方法

選擇典型的沙地分布地形,運(yùn)用點、線、面相結(jié)合的方法布設(shè)樣點、樣線、樣方,挖取土壤剖面,土壤剖面取樣深度為0～10cm、10～20cm、20cm以下每20cm取1層,共有6個土壤剖面,土樣編號1～6。每種土樣過2mm篩后進(jìn)行機(jī)械分析,土壤顆粒組成按國際制用簡易比重計法測定。室內(nèi)土樣試驗,土壤溶液用溶液提取器抽取,深度為20cm、40cm、60cm、80cm、100cm。分別對取樣土壤進(jìn)行土壤粒徑組成與易溶性鹽含量測定。進(jìn)行結(jié)果分析,并得出結(jié)論。

3 結(jié)果與分析

3.1 土壤粒徑組成的測定

根據(jù)粒徑分級標(biāo)準(zhǔn),對取樣土壤粒徑進(jìn)行測定,劃分出6個試驗小區(qū)土壤的粒徑組成。

沙甸子與沙溝粗砂粒含量遠(yuǎn)低于沙坨子、鹿角溝、槽碾溝、富二營,而其粗粉粒、細(xì)粉粒、粗黏粒、黏粒含量明顯高于沙坨子、鹿角溝、槽碾溝、富二營采集點。

原生沙受風(fēng)力作用后小粒級的含量減小,而中等大小的顆粒增加;而積生沙的成分總變化趨向于塵埃和細(xì)粒狀的物質(zhì)相對增加,即小粒級的含量相對增加,同時其沙粒磨圓度較原生沙好,但完全磨圓的不多,且多為較大(>0.5mm)的顆粒[5,6]。

沙溝、沙坨子沙地的小粒級含量相對較多,應(yīng)為積生沙地。但在實地調(diào)查中發(fā)現(xiàn),沙甸子與沙溝堆積的沙層深達(dá)10m多,而其他采集點沙層則明顯較薄,可見沙甸子與沙溝顯然不是由于異地風(fēng)沙作用堆積而成。但從土壤粒徑組成上可以初步確定,沙甸子與沙溝的沙地起源應(yīng)屬于同一類型。

沙甸子與沙溝沙地取樣深度較深,達(dá)200mm,小粒級含量較多,可能是由于沙地深層并未受到風(fēng)力作用導(dǎo)致。研究區(qū)內(nèi)沙地雖然擴(kuò)散速度較快,但成沙時間較短,其他采集點小粒級含量較少可能是由于風(fēng)積物尚未固定。

3.2 易溶鹽類測定

為進(jìn)一步揭示研究區(qū)沙地起源問題,還需要對取樣進(jìn)行易溶鹽類的測定。

原生沙中或多或少的含有不同的鹽類;當(dāng)原生沙被風(fēng)吹揚(yáng)時,沙中處于細(xì)末狀態(tài)的鹽類會首先遭受吹蝕作用。西林多科(1956)對原生沙和風(fēng)成沙中的易溶鹽類進(jìn)行研究,結(jié)果表明,風(fēng)成沙中的鹽類較少,而原生沙中的鹽類較多。這一研究理論可以作為劃分原生沙地與積生沙地的重要依據(jù)。

對土樣1～6進(jìn)行易溶性鹽含量的測定可以看出,海子溝村沙溝、小壩子村沙甸子易溶性鹽含量明顯高于其他采集點,結(jié)合西林多科的理論和實地調(diào)查情況,可推斷出沙溝和沙甸子兩地應(yīng)屬于原生沙地。鹿角溝、沙坨子、富二營、槽碾溝則應(yīng)屬于為風(fēng)成沙地。

3.3 原生沙地成因

根據(jù)試驗分析得出小壩子鄉(xiāng)的6個試驗小區(qū)中沙溝和沙甸子兩地為原生沙地。沙溝和沙甸子地質(zhì)構(gòu)造和地貌相近,沙子的形成機(jī)理以及分布特點也十分類似。2塊試驗小區(qū)四周均被砂性基巖的大型山脈環(huán)繞,伴隨著數(shù)百萬年的地質(zhì)運(yùn)動形成獨特的地貌類型;加之長久以來砂性巖的風(fēng)化非常嚴(yán)重,中間被沖積成了一個長條狀的盆地。在水力、風(fēng)力、重力等自然外力作用下,使地區(qū)中心的盆地堆積了深達(dá)幾米甚至十幾米的沙層。

由于當(dāng)?shù)刂饕揽磕翗I(yè),近年來植被破壞嚴(yán)重。而且當(dāng)?shù)貧夂驐l件較差,風(fēng)大且十分頻繁,4級以上風(fēng)日數(shù)年均210d左右。這樣地下沙層很容易就裸露出來形成沙地。盆地里地勢相對平坦,而且是西北風(fēng)入侵的必然通道,風(fēng)蝕是主要的成因,因此其沙地主要為風(fēng)蝕形成,在試驗小區(qū)內(nèi)的沙地上可以看到很多風(fēng)蝕殘丘柱。

3.4 積生沙地成因

沙子從沙源地被風(fēng)蝕、水蝕搬運(yùn)出境后,開始在全鄉(xiāng)范圍內(nèi)堆積,形成積生沙地。根據(jù)試驗分析得出,小壩子鄉(xiāng)的6個試驗小區(qū)中鹿角溝、沙坨子、富二營、槽碾溝應(yīng)屬于為風(fēng)成沙地。這4個試驗小區(qū)在其境內(nèi)并沒有大面積的沙地,僅有零星分布的小面積風(fēng)積沙地和洪積沙地。風(fēng)積沙地主要是因為小壩子鄉(xiāng)境內(nèi)有條南北走向的小山脈,因此位于這個位置山脈的東南面山坡、山體背風(fēng)坡以及山坳里有零星分布的小面積風(fēng)積沙地,但是積沙量少,面積有限。洪積沙地是因為小西河流經(jīng)小壩子鄉(xiāng)境內(nèi),由于山勢因素河道在沙坨子村口向村內(nèi)方向形成一道河彎,河道也因此突然變寬,當(dāng)洪水流經(jīng)此地時流速突然降低,洪水中的沙子在重力作用下大量沉積下來。特別是在村口南部地區(qū)常年堆積,形成全村唯一的巨形沙堆,造成與小西河河道相接的試驗小區(qū)也存在洪積沙地。沿河道的河灘地成為沙化的主要分布地區(qū)。

4 結(jié)論與討論

根據(jù)沙化的物質(zhì)來源,將研究區(qū)的沙化分為2種基本成因類型。一是沙化物質(zhì)來源主要為移動范圍不大的原地沙土類物質(zhì)即原生沙。原生沙地主要是由于地質(zhì)運(yùn)動、自然環(huán)境、人為破壞而形成。二是沙化物質(zhì)來源于鄰近區(qū)域的沙土類物質(zhì)即積生沙。積生沙地主要是由于地形地貌、風(fēng)力、水力形成的風(fēng)積沙地與洪積沙地。原生沙是沙物質(zhì)的重新活化,積生沙則是在前者基礎(chǔ)上,風(fēng)力作用使得沙化范圍進(jìn)一步擴(kuò)大所造成。辯證地說,原生沙和積生沙在一定的時期和范圍之內(nèi),是相互依存和相互轉(zhuǎn)化的。通過以上分析,位

于接壩山地的小壩子鄉(xiāng)成沙大體上可以分為原生沙和積生沙2類,其中沙溝和沙甸子為原生沙地,鹿角溝、富二營、沙坨子、槽碾溝為積生沙地。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 田佳,趙廷寧,郭宏忠,等.近50a來接壩山地氣候變化和人為活動對土地沙化的影響[J].水土保持通報,2007,27(5):28-31.

[2] 吳正.風(fēng)沙地貌學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1987.

[3] 朱震達(dá).最近十年來中國北方農(nóng)牧交錯地區(qū)土地沙質(zhì)荒漠化發(fā)展趨勢的一例(豐寧北部及多倫南部)[J].中國沙漠,1994,14(4):1-6.

[4] 豐寧縣水利局. 豐寧水利志[M ].保定:團(tuán)結(jié)出版社,1995.

[5] 朱朝云,丁國棟,楊明遠(yuǎn).風(fēng)沙物理學(xué)[M].北京:中國林業(yè)出版社,1992.

[6] 海春興.河北壩上土地利用與土壤風(fēng)蝕的動力學(xué)過程研究[D].北京:北京師范大學(xué),2003.