豐寧滿族自治縣小壩子鄉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為例,通過對研究區內土壤易溶鹽含量與土壤粒徑含量的測定,對研究區內沙地起源及成因進行分析得出結論。旨在探求接壩山地的沙地分布成因規律,為該區域水土保持和防沙治沙工作提供一定的科學依據。

關鍵詞 接壩山地;沙地起源;成因;河北豐寧;小壩子鄉

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

接壩山地是內蒙高原和燕山山地的連接地帶,屬于半干旱的農牧交錯帶,是典型的環境脆弱帶。小壩子鄉地處冀北接壩山地,是距北京最近的沙源區之一,也是京津地區重要的生態屏障,具有極為重要的生態位勢。但是,長期以來在全球氣候變化和人類不合理經濟活動的雙重壓力下,植被破壞嚴重,土地荒漠化加劇,生態系統局部瀕臨崩潰的邊緣[1-3]。筆者主要針對小壩子鄉的沙地起源與成因進行分析,旨在為今后治理土地荒漠化和沙化、恢復建設小壩子鄉生態環境提供科學依據。

1 研究區概況

1.1 地理位置

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

1.2 氣候

研究區為典型的大陸性季風型半干旱氣候,屬接壩冷溫氣候類型區,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級以上風日數210d左右,8級以上大風的日數最高可達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,分布有風沙土。

1.4 植被

研究區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 社會經濟條件

研究區共有6個行政村,總人口為4 824人,主要經濟來源為牧業,人均收入618元(2001年)。經濟發展滯后,人民生活水平低下,經濟發展過度依賴土地是導致研究區生態退化、土地沙化的重要原因[4]。

2 研究內容與方法

選擇典型的沙地分布地形,運用點、線、面相結合的方法布設樣點、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篩后進行機械分析,土壤顆粒組成按國際制用簡易比重計法測定。室內土樣試驗,土壤溶液用溶液提取器抽取,深度為20cm、40cm、60cm、80cm、100cm。分別對取樣土壤進行土壤粒徑組成與易溶性鹽含量測定。進行結果分析,并得出結論。

3 結果與分析

3.1 土壤粒徑組成的測定

根據粒徑分級標準,對取樣土壤粒徑進行測定,劃分出6個試驗小區土壤的粒徑組成。

沙甸子與沙溝粗砂粒含量遠低于沙坨子、鹿角溝、槽碾溝、富二營,而其粗粉粒、細粉粒、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粒狀的物質相對增加,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,應為積生沙地。但在實地調查中發現,沙甸子與沙溝堆積的沙層深達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屬于同一類型。

沙甸子與沙溝沙地取樣深度較深,達200mm,小粒級含量較多,可能是由于沙地深層并未受到風力作用導致。研究區內沙地雖然擴散速度較快,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積物尚未固定。

3.2 易溶鹽類測定

為進一步揭示研究區沙地起源問題,還需要對取樣進行易溶鹽類的測定。

原生沙中或多或少的含有不同的鹽類;當原生沙被風吹揚時,沙中處于細末狀態的鹽類會首先遭受吹蝕作用。西林多科(1956)對原生沙和風成沙中的易溶鹽類進行研究,結果表明,風成沙中的鹽類較少,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。

對土樣1～6進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,結合西林多科的理論和實地調查情況,可推斷出沙溝和沙甸子兩地應屬于原生沙地。鹿角溝、沙坨子、富二營、槽碾溝則應屬于為風成沙地。

3.3 原生沙地成因

根據試驗分析得出小壩子鄉的6個試驗小區中沙溝和沙甸子兩地為原生沙地。沙溝和沙甸子地質構造和地貌相近,沙子的形成機理以及分布特點也十分類似。2塊試驗小區四周均被砂性基巖的大型山脈環繞,伴隨著數百萬年的地質運動形成獨特的地貌類型;加之長久以來砂性巖的風化非常嚴重,中間被沖積成了一個長條狀的盆地。在水力、風力、重力等自然外力作用下,使地區中心的盆地堆積了深達幾米甚至十幾米的沙層。

由于當地主要依靠牧業,近年來植被破壞嚴重。而且當地氣候條件較差,風大且十分頻繁,4級以上風日數年均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,而且是西北風入侵的必然通道,風蝕是主要的成因,因此其沙地主要為風蝕形成,在試驗小區內的沙地上可以看到很多風蝕殘丘柱。

3.4 積生沙地成因

沙子從沙源地被風蝕、水蝕搬運出境后,開始在全鄉范圍內堆積,形成積生沙地。根據試驗分析得出,小壩子鄉的6個試驗小區中鹿角溝、沙坨子、富二營、槽碾溝應屬于為風成沙地。這4個試驗小區在其境內并沒有大面積的沙地,僅有零星分布的小面積風積沙地和洪積沙地。風積沙地主要是因為小壩子鄉境內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、山體背風坡以及山坳里有零星分布的小面積風積沙地,但是積沙量少,面積有限。洪積沙地是因為小西河流經小壩子鄉境內,由于山勢因素河道在沙坨子村口向村內方向形成一道河彎,河道也因此突然變寬,當洪水流經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。

4 結論與討論

根據沙化的物質來源,將研究區的沙化分為2種基本成因類型。一是沙化物質來源主要為移動范圍不大的原地沙土類物質即原生沙。原生沙地主要是由于地質運動、自然環境、人為破壞而形成。二是沙化物質來源于鄰近區域的沙土類物質即積生沙。積生沙地主要是由于地形地貌、風力、水力形成的風積沙地與洪積沙地。原生沙是沙物質的重新活化,積生沙則是在前者基礎上,風力作用使得沙化范圍進一步擴大所造成。辯證地說,原生沙和積生沙在一定的時期和范圍之內,是相互依存和相互轉化的。通過以上分析,位

于接壩山地的小壩子鄉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

[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.風沙地貌學[M].北京:科學出版社,1987.

[3] 朱震達.最近十年來中國北方農牧交錯地區土地沙質荒漠化發展趨勢的一例(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:團結出版社,1995.

[5] 朱朝云,丁國棟,楊明遠.風沙物理學[M].北京:中國林業出版社,1992.

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