中學地理教學中對黃土的疑問與認知誤區

邵靳++桑廣書++施程++徐晶晶

摘 要：黃土高原憑借其獨特的地理環境特征被編入教材，該內容的教學關鍵在于正確理解黃土的特性、成因、分布，由此辯證科學地去看待黃土高原地區的人類活動，并在以黃土高原為載體的課堂教學中落實學科核心素養。

關鍵詞：黃土高原；黃土特性；成因；分布

一、引言

黃土高原以其獨特的地理環境特征成為中學地理教學的重要內容。湘教版高中地理教材必修I在介紹外力作用對地表形態的塑造時以黃土高原為例，分析了流水作用和風力作用對黃土高原地形的影響：黃土高原深厚的黃土層由風力的搬運和堆積作用形成，高原表面的千溝萬壑與流水侵蝕作用有關。必修I在闡述自然地理環境的整體性原理時，以黃土高原的水土流失為切入點，列舉了由水土流失引起的黃土高原氣候、地形、水文、土壤和生物的變化以及黃河中下游地理環境的改變。黃土高原“水土流失”作為突出的生態環境問題，被編入選修VI《環境保護》。可見把黃土高原作為教學案例具有典型性。黃土高原地理位置的特殊性賦予了其過渡帶的性質，即處于從平原向山地高原過渡、從沿海向內陸過渡、從濕潤區向干旱區過渡、從森林向草原過渡、從農業向牧業過渡的地區，各種自然要素相互交錯。黃土高原自然環境條件的不穩定性，表現為地質災害、水旱災害等自然災害多發，水土流失等生態環境問題突出。加之區域開發歷史悠久，不合理的人類活動導致人地矛盾尖銳等問題，都使黃土高原成為具有典型性和代表性的地理教學素材。同時，黃土高原是世界上獨有的地理單元，是世界上最大的黃土堆積區，是我國唯一以組成物質命名的高原，學習和認識它，對教師和學生理解地理環境和人地關系，培養地理學科核心素養都非常有益。要將以上教學內容講清楚，理解黃土的特性是關鍵。湘教版中學地理教材因篇幅有限，對黃土特性的描述寥寥數筆，使學生存在諸多疑問和誤區，即便任教多年的教師也模棱兩可。本文從黃土的分布、形成、特性和人類對黃土的利用等方面就中學地理教學中師生對黃土的疑問與誤區加以分析和闡釋。

二、教學中對黃土的疑問與誤區

（一）黃土廣泛分布于北半球中緯度干旱和半干旱地區

黃土是第四紀形成的陸相淡黃色粉砂質土狀堆積物，廣泛分布在北半球中緯度干旱和半干旱地區[1]。所以，黃土并非黃土高原所獨有，把黃土的分布與黃土高原的地理范圍等同起來是錯誤的。

以我國為例，我國黃土分布相當普遍，在緯度上界于34°N～45°N之間，呈東西向帶狀分布，位于中緯度沙漠分布區的東南部。我國黃土分布還與東西向山脈的走向大體一致，昆侖山、秦嶺、泰山一線以北黃土分布廣泛，尤其在黃河中游地區，黃土厚度最大，分布最廣，形成黃土高原[2]。

（二）黃土高原黃土是第四紀粉砂質風成堆積物

不少教師在解釋黃土高原成因時，往往單方面聯系風成說，認為黃土高原表面深厚的黃土地層是由風力搬運和堆積作用而成，故生動形象地稱呼黃土高原為“風吹來的高原”。用“風吹來的高原”去描述黃土高原的成因，過于片面，也不科學。毋庸置疑，風力作用的確是塑造黃土高原地表形態的主要外營力，但是黃土高原的基底卻是由地殼抬升運動奠定的。

第四紀以來黃土高原所在區域新構造運動的總趨勢是以間歇性抬升運動為主，周圍拗陷或地塹谷處在不斷下沉之中，六盤山以東地區地面普遍抬高幅度在1000米左右[3]。

對于黃土高原深厚的黃土地層，學術界已經達成風成說的共識。黃土高原黃土層的形成過程大抵是：新生代青藏高原隆起以來，喜馬拉雅山脈阻擋了中亞和我國西北部來自印度洋的水汽，使該地區的氣候趨于干旱，溫差增大，風化作用強烈，地表巖石、沙礫風化為細小的砂和粉塵，成為我國東部沙塵的主要源地。其次，高大的青藏高原將西風帶的近地面層分為南北兩支，北支從青藏高原北緣向東流動，且常年存在于3500～7000 米高空。與此同時，青藏高原的隆起，東亞季風加強，冬季風與西風急流組成強勁的西北風，攜帶來自中亞和我國西北部的沙塵向東南方向運動，隨著濕度增大，風速減小，在我國沙漠分布的東南緣，半干旱半濕潤區堆積形成黃土高原，其組成物質以粉砂為主，愈向東南粒徑愈細[4]。所以，黃土高原并非單純是“風吹來的高原”，而是在其基底受構造抬升，地表接受風力搬運堆積，并在半干旱半濕潤氣候條件下，內外力共同作用形成的。

（三）黃土是黃土高原土壤的成土母質

很多人把黃土簡單地理解成“黃色的土壤”，將黃土視作土壤，甚至認為黃土就是黃壤。“黃土”與“黃壤”雖是一字之差，卻差之千里。黃壤是中亞熱帶濕潤地區發育的富含水合氧化鐵（針鐵礦）的黃色土壤。而黃土則是第四紀粉砂質風成堆積物，它是黃土高原土壤的成土母質。

黃土高原自東南向西北氣候逐漸變得干冷，植被由森林→森林草原→草原→荒漠變化，地勢逐步升高，黃土質地由粘黃土→典型黃土→砂黃土變化。土壤的形成和發育除受生物、氣候條件制約，還受黃土母質的影響。黃土高原土壤水平分異明顯，由東南向西北依次為：褐土、土→黑壚土、黃綿土→灰鈣土、栗鈣土→棕鈣土→棕漠土、風砂土。本區也分布著大面積的非地帶性土壤——黃綿土。該土壤主要分布在黑壚土和土分布區，前者由于強烈的水土流失，使黃土母質裸露于地表，成為新成土壤[5]。而在土和粘黑壚土分布區，由于人為取土使黃土母質裸露。

黃綿土是在黃土或次生黃土母質上耕種的幼年土壤，剖面發育不明顯，只有局部可見耕作層和底土層，具有黃土母質軟而松的性狀。黃綿土是黃土高原重要的旱作土壤，耕性較好，疏松易耕，適耕時間長，雨后就能下地，但有機質含量少，一般在0.5%左右，且在剖面上自上而下減少。此性狀主要與水土流失有關，若水土流失得到控制，經長期人為耕作和培肥，黃綿土的肥力和生產能力會不斷提高。

（四）黃土疏松多孔隙易水蝕

黃土的組成物質以粒徑0.005～0.05毫米的粉砂為主，含量在50%以上。顆粒之間結合得不緊密，缺乏膠結，多孔隙，黃土的孔隙度一般在40%～60%[6]。大孔隙十分突出，孔徑可達0.5～1毫米，長度可達1～2米，大孔隙是黃土區別于其他土狀堆積物的主要特征。既然黃土中有著大量孔隙、裂隙的分布，理應能夠大量吸收大氣降水，為什么還會發生水土流失呢？這是因為黃土高原地區地表起伏大，溝壑縱橫，夏季降水集中，降水強度大，地表短時間內超滲產生徑流。且黃土中又富含鈣質，含量常在10%左右，含有一定量的水溶性鹽類，遇水極易溶解。因此，黃土的上述特性決定了其抗侵蝕能力弱，在地表裸露的情況下，強降雨易引起強烈的水土流失。

（五）黃土垂直節理發育直立性強

教材中對黃土垂直節理是這樣表述的：“黃土垂直節理發育，直立性強。”若根據行文邏輯來理解的話，黃土的垂直節理發育直接導致了直立性形成，并賦予黃土極強的直立性。那么，既然黃土中有垂直節理分布，則沿節理面黃土易于發生崩塌等重力作用，在垂直方向上不穩定，如何又能保證黃土柱等百年不倒呢？

垂直節理發育是黃土的重要性質。對于垂直節理的形成，多數人贊同維利斯的觀點。維利斯認為[7]：黃土在堆積加厚的過程中，在重力的影響下，土粒間的上下間距變得愈加緊密，而土粒間的左右間距卻保持原狀不變，這樣水和空氣沿此抵抗力最小的上下方向移動，也就是說沿著黃土的垂直管狀孔隙不斷地做升降運動。他還指出黃土微細塵粒的膠結和地下水中的化學溶解鹽類有關，這種關系可因地下水的升降運動而發生變化，黃土層中的地下水常因蒸發引起水分上升，使黃土層下部土體變干，或者地下水下降，使黃土層上部土體變干，這樣毛管孔隙內壁則附有因不斷蒸發而殘留的鹽類沉淀，將黃土層中水平的孔隙堵塞，若黃土層再遭受浸濕或充以水分，則黃土孔隙成為濕空氣或毛細管水移動的通路，使孔隙內壁所沉淀的鹽類再度溶解，當黃土層因強烈蒸發再度轉干，鹽類遂再度沉淀而附著于孔隙內壁，這種過程反復進行造成了黃土層具有垂直節理發育的傾向。維利斯總結指出，黃土垂直節理的產生，純系由黃土本身的重力、毛管引力以及膠結作用而引起的物理化學作用的結果，而其中地下水的運動是這種復雜過程的媒介物。同時他還指出黃土的結構與固結度是支配黃土垂直節理發育的重要因素。

黃土垂直節理發育使其邊坡垂直陡峭，垂直節理的存在是影響黃土直立性的重要因素，這是由于黃土中的垂直節理常常在表層土體一定范圍內呈等間距發育。在野外觀察到的直立黃土，其臨空面多干燥、風化較輕，上覆松散黃土在降水時沿坡面向臨空方向運移，而不會沿垂直節理下滲，使直立黃土不易被破壞。另外，由于風化等作用，勢必對臨空面土體造成一定的破壞，最終脫離斜坡，而垂直節理的發育正好使風化破碎的松散土體剝落、崩塌，并使之控制在一定的影響范圍之內，從而使直立黃土依舊保持其原有的直立特性。黃土的直立性還與黃土的沉積歷史與氣候條件、孔隙和微結構、顆粒間的粘聚力、基質吸力、鹽類物質的影響等密切相關[8]。

（六）黃土濕陷性強

濕陷性是黃土又一鮮明的特性，工程上把黃土浸水后引起的地面坍陷稱為濕陷。濕陷的實質是黃土結構在浸水后發生改變的過程。在我國，濕陷性黃土的分布占黃土區總面積的60%以上，約為40萬平方千米，而且多出現在地表淺層，如晚更新世（Q 3）及全新世（Q4）黃土，是濕陷性黃土的主要土層。黃土的濕陷性對建筑物非常不利，那么窯洞這種黃土高原的典型民居又是如何存在并延續至今的呢？

窯洞這一“穴居式”民居的出現、形成和發展，與黃土高原獨特的地理環境密切相關。以陜北為例，陜北屬溫帶大陸性半干旱氣候，降水稀少，空氣濕度較小，因而地下水位很深，毛細管蒸發微弱，地表土層經常保持干燥狀態，加之黃土土層深厚，土質細，適宜窯洞建筑。

窯洞往往開挖在形成年代較久的離石黃土（Q2）和午城黃土（Q1）層中，較之馬蘭黃土，離石黃土和午城黃土濕陷性較弱，裂隙和孔隙較少，直立性強。這為窯洞的穩定提供了基礎。

另外窯洞在修建時也盡可能做到因地制宜，揚長避短，以便保障窯洞的安全、舒適和美觀。窯洞多采用拱頂式的構筑，即頂部為拱形，下部為方形。圓拱形的頂將壓力一分為二，分至兩側，重心穩定，分力平衡，具有極強的穩固性。而且自明清以來，窯洞的修建多用磚石，與老式的土窯洞相比，磚窯洞和石窯洞跨度和高度更大，更加堅固美觀，窯洞內采光更好，通風狀況改善也使得空氣質量更好。此外磚石窯洞頂上往往會加蓋厚層黃土，防止雨水滲漏，隔熱保溫效果和安全性更好。

三、感悟和體會

選入教學案例中的每一個區域都具很強的代表性和鮮明的特殊性，黃土高原即為一例。黃土高原在課本中頻繁出現，其重要性不言而喻。而教科書在編排時，受文字、篇幅的限制，將許多知識簡化處理。教師傳授給學生一杯水的知識量，自己需要有一桶水的儲備。教中學，學中教，厘清每一個疑問與誤區，在中學地理教學中力爭避免基礎性的知識錯誤。

參考文獻：

[1]馬永立.地理學詞典[M].上海：上海辭書出版社，1982：660.

[2]曹家欣.第四紀地質[M].北京：商務印書館，1983：102.

[3]景可.黃土高原的新構造運動對侵蝕影響的研究[J] .水土保持通報，1982（9）：10-14.

[4]朱士光，桑廣書，朱立挺.西部地標：黃土高原[M].上海：上海科學技術出版社，2009：10-12.

[5]朱顯漠.黃土高原土壤與農業[M].北京：農業出版社，1985：77-82.

[6]劉東生.黃河中游黃土[M].北京：科學出版社，1964：9.

[7]LEE J S. The geology of China[M]. London： Thomas Murby & Co， 1939： 385-388.

[8]羅永海.黃土直立性特征分析及應用[D].西安：長安大學，2015.