風真的搬運了整座黃土高原嗎

劉秉翔　魏博雯

有一句詩這樣描繪中國西北的一大片土地：“皇天后土大河長，溝壑縱橫風雨狂。”這就是黃土高原。在大家的印象中，提到黃土高原，首先映入眼簾的便是一塊塊貧瘠昏黃的土地，千溝萬壑縱橫交錯，風沙肆虐干旱少雨。如果俯瞰這片黃土地，刀砍斧劈的高聳巖層堅實而挺拔，猶如一部渾然天成的百科全書矗立在世人面前，默默訴說著滄海桑田、斗轉星移的地質變化。

何為黃土高原？

我們都知道，高原指的是地勢較高的地區，準確來講，是指海拔高度在500米以上的地區。不同于山地的是，高原通常具有面積較大、起伏較小的頂面，但外圍與周圍地形存在較陡的高度差，以此區別于常見的平原地形。我國有4個高原，其中，青藏高原、內蒙古高原和云貴高原均是用地區來命名，唯獨黃土高原是以其獨特的自然風貌來命名的。

黃土高原最典型的特點就是廣泛的區域都被黃土掩埋。這里的黃土有些像我們日常見到的沙塵暴，但它并非字面意義上“黃色的塵土”，而是特指形成于第四紀期間（大約從260萬年前開始，一直延續至今）的黃色粉土（灰塵顆粒直徑為0.005～0.05毫米）。當然黃土并不完全由這種粒徑大小的灰塵組成，還包含一些粒徑較大的細沙和黏土粒。世界上的黃土高原主要分布在北半球中緯度的干旱及半干旱地帶，中國的黃土高原可謂世界之最。我國大約有63.1萬平方公里的地面被厚度為100～300米的茫茫黃土覆蓋，主體范圍大致北起陰山，南至秦嶺，西抵日月山，東到太行山，橫跨青海、寧夏、甘肅、陜西、山西、河南6省（自治區），整體面積相當于意大利和波蘭兩國面積的總和。

黃土從何而來？

黃土高原上那么多的黃土究竟是從何而來的呢？

要想探究這個問題，首先需要考慮如此小粒徑的黃土是怎么形成的。黃土其實也是由大塊的巖石演變而來的。

我們總是用海枯石爛這樣的詞匯來描述一件事物的永恒，其實，在地質歷史上百萬年的時間尺度上，海枯石爛并非不能實現。我們見到的看似堅硬的石頭也可以變成細微的塵土，在這個過程中，起到“粉碎機”作用的便是氣候。

想要形成黃土，首先需要干旱干燥的荒漠氣候。荒漠地區氣候干燥，降水極少，蒸發量很大，地表植被十分貧乏，導致晝夜溫差極大。例如，新疆廣袤的沙漠地區就是這樣的環境，甚至有“早穿皮襖午穿紗”的說法來形容早晚巨大的溫差。白天，太陽火辣辣地炙烤，石頭表面溫度急劇升高，發生膨脹；夜間氣溫突降，又使石頭的表面迅速收縮。在日復一日、年復一年的熱脹冷縮作用下，再堅硬的石頭也會出現裂縫，然后就像剝洋蔥一般層層剝落，直至完全崩解，最后變成粒度很小的粉塵。

那么，黃土高原上的黃土是來自哪里呢？關于這些黃土的“老家”，曾有兩種說法：一種說法認為，黃土高原的黃土形成于本地，是當地的巖石崩解之后留存在原地，沉積而成；還有一種說法認為，黃土高原的黃土來自我國西北（新疆、內蒙古等地區）的荒漠。如今，第二種說法已經得到科學家的證實，證明這些黃土的確從我國的西北荒漠遠道而來。

風吹出來的高原

既然黃土來自遙遠的西北荒漠，那么它們是通過什么方式來到了黃土高原呢？

有兩種比較流行的說法：一種是“水成說”，認為搬運黃土的是流水；一種是“風成說”，認為是風將黃土從西北老家吹到了黃土高原上。一開始，黃土高原的“風成說”并沒有多少人支持，畢竟說高原上100多米厚的黃土是風吹出來的，聽上去的確有些天方夜譚。然而，隨著分析技術的不斷發展，“黃土高原是風吹出來的高原”這個觀點，有了越來越多的科學依據。

如果足夠細心，我們就會發現，在刮沙塵暴時，越細膩的粉塵越容易被大風吹到遠處，而顆粒較大的沙礫則被留在原地。

事實上，風的力量是驚人的，荒漠地區大風不止，一次風暴能從方圓幾萬甚至幾十萬平方公里的地面上，吹揚起幾十萬甚至上百萬噸黃土物質。當風速大于5米/ 秒時，就可以將細小的黃土物質旋上幾千米的高空。強勁的大風可以將新疆、內蒙古荒漠地區的沙土席卷到空中一路搬運。在黃土從西北南下的過程中，受到山脈阻擋，風力減弱，較重的沙礫沒有大風的裹挾就會在重力作用下率先沉降，而更細小的粉塵可以隨風飄浮得更遠。如此一來，不同粒度的沙塵在風力遞減和山脈攔截的雙重作用下，完成了定點“空降”。

這個現象正好與黃土高原從北向南的沙粒粗細變化相吻合。科學家發現，黃土高原上越靠近西北沙漠的，黃土顆粒越粗，越向東南的，沙土顆粒越細，很有說服力地說明黃土是從西北荒漠被大風吹來的。

“風成說”還有一個有力的證據，就是在黃土層中發現的一些蝸牛殼。

蝸牛，一種生活在陰暗潮濕環境中的軟體生物，看上去與黃土高原風馬牛不相及，但正是這個小家伙，在黃土高原的形成學說中起到了舉足輕重的作用。黃土在沉降過程中很容易掩埋一些微小的生物，蝸牛殼由于較為堅硬，能較好地保存下來。科學家研究了黃土層中掩埋的蝸牛殼的殼口朝向，發現幾乎所有剖面中的蝸牛殼的殼口都是朝下的。眾所周知，日常生活中活著的蝸牛在爬行或休眠時，大多數都是殼口向下的，這說明，這些蝸牛在被黃土掩埋時都是活著的。而且黃土層中的蝸牛大多是陸生蝸牛，如果是“水成說”，蝸牛殼的種類也應該屬于海洋或淡水螺類，而且由于水流的沖刷，殼口的方向也不會全部朝下，而是朝向不一。

其實，黃土高原的成因并不能只用單一的學說來解釋，而是多種因素復合作用的結果。當然，風在黃土高原的物質供應方面起了決定性的作用，但流水對黃土物質的搬運也不容忽視。黃土在風力、重力、降雨、地下水活動等因素的綜合影響下，被不斷堆積和侵蝕，形成了獨特的黃土地貌。

千溝萬壑——特殊的黃土地貌

如果俯瞰中國地圖，我們會發現，黃土高原并非完整的一塊，而是被很多溝谷切割得支離破碎。

之所以會形成這樣的地貌，是因為黃土土質疏松，土壤孔隙度很高，在暴雨多發的黃土高原，河流沖刷下的黃土層很容易發生崩塌，有的地方就形成了四周“千尺溝谷”、中央“萬里平臺”的地貌，看上去如同烤熟的面包一般矗立著，這種地貌就是黃土塬（呈臺狀，四邊陡，頂上平）。但這“萬里平臺”也是暫時的，流水的沖刷就像一把刀，如同切面包一樣，將黃土塬從中間切出一條條的脊形，此時的黃土塬就變成了黃土墚（條狀的黃土山崗，頂較平，四周較陡）。當黃土墚在垂直方向進一步受到風吹日曬、河流沖刷，便會形成頂部渾圓、四周高聳的小山包，這種小山包被稱為黃土峁（頂部渾圓、斜坡較陡的黃土丘陵）。

黃土塬、黃土墚和黃土峁都是黃土高原典型的地貌，從黃土塬到黃土峁，是整個黃土高原地區地貌變化的全過程。

神秘天書——黃土與氣候

地球形成的歷史，往往被山川河流的變化遷移所記錄，這種天然記錄受到氣候、地質運動的影響，往往是間斷的、不連續的。而黃土高原是一個例外，它記錄了這片大陸200多萬年的古氣候、古地理方面的變化和重大地質事件。

黃土高原上的黃土堆積并不是一整塊的，看黃土的剖面就知道，像一個千層蛋糕。根據黃土的顏色、堆積時代和賦存化石特征，可以總共分為3個大層，越靠下的形成時期越早，越靠上的形成時期越晚。3層黃土層厚薄不同，顏色各異，呈現出色彩斑斕的黃土奇觀。

最底層的是形成于距今243萬～73萬年前的“午城黃土”。午城黃土顏色較紅，其中發現了眾多裸子植物花粉和長鼻三趾馬、三門馬、中國貉、李氏野豬等古生物的化石，說明午城黃土堆積時的環境還是比較溫暖濕潤的。

第二層黃土層形成于距今73萬～12.7萬年前的“離石黃土”。離石黃土的顏色比午城黃土淺，呈淺黃紅色，在這一層中開始出現一些舊石器時代早期的古人類文化，例如分布于山西省芮城縣匼（kē）河村的匼河文化，以及山西省襄汾丁村的丁村文化。

第三層是距今12.7萬～1.1萬年前的“馬蘭黃土”，顏色也是這3層黃土層中最淺的，人類的耕作、生產和生活都在這一黃土層上展開。

為何不同時代的黃土顏色會有那么大的區別呢？因為堆積的黃土顏色受到了氣候影響。干燥寒冷的氣候下堆積的黃土，呈灰黃色，而潮濕溫暖的氣候下堆積的黃土，顏色偏紅褐色。根據黃土的顏色，再結合黃土層中埋藏的植物碎片的種類，就可以大致反映出當時的氣候條件。黃土高原的3層黃土層表明，過去的200多萬年間，黃土高原的氣候從暖濕變為干冷。

由黃變綠——黃土高原的治理

黃土高原是中華民族的發祥地之一，曾經的黃土高原也是“翠柏煙峰，清泉灌頂”。

先秦時期，黃土高原還維持著良好的自然生態系統，《詩經》中多篇文章都在描繪黃土高原地區富饒豐沃的自然環境，例如《詩經·小雅·鹿鳴》中“呦呦鹿鳴，食野之蘋”，描繪的就是黃土高原地區野鹿互相鳴叫著在廣闊的草地上吃草的情景。西周時期，黃土高原森林植被覆蓋率高達53%，但隨著鐵器的發明和生產力的提高，人口規模不斷擴大，為滿足開墾農田、修建房屋等生活需求，黃土高原上的林草植被覆蓋率持續減少。到南北朝時期，黃土高原的森林覆蓋率約為40%，至唐宋時期，下降至33% 左右。至明清時期，人口數量進一步增加，森林覆蓋率下降至約15%。清末至20世紀初期，大批人口進入黃土高原腹地山區，中華人民共和國成立初期進行統計時，這里的森林覆蓋率僅為6.1%。

黃土高原地區自北向南橫跨暖溫帶、中溫帶兩個熱量帶，自東向西橫跨半濕潤、半干旱兩個干濕區，具有典型的大陸季風氣候特征，冬季干冷，夏季多暴雨，加上黃土本身土質疏松，高原溝壑縱橫，植被稀少，使得黃土高原地區成為我國生態環境脆弱的地區之一，水土流失十分嚴重。

中華人民共和國成立70余年來，幾代人都在持之以恒地治理黃土高原，讓黃土高原由“黃”變“綠”，成為享譽全國的“米糧川”。

一方面，采用植樹造林的方式，增加黃土高原的植被覆蓋率，讓植物的根系固結土壤，抵御暴雨的侵蝕，從根本上解決黃土高原水土流失的問題。另一方面，修建大量蓄水保土的工程設施。比如，在一些緩坡上修筑水平梯田來平整土地，攔蓄雨水；修筑土堤，將淤泥填在溝谷中，形成平坦肥沃的可耕地。最后，因地制宜，合理安排農業生產，本著“宜農則農，宜林則林，宜牧則牧”的方針，在山高陡坡地植樹造林或封山育林。

經過幾代人的努力，曾經的荒山禿嶺披上了綠裝，黃土高原地區的水土流失情況也得到了極大的改善。由黃土高原進入黃河的黃沙量，在1919-1959年，有16億噸/ 年，到2000-2018 年，銳減到約2.5億噸/年，植被覆蓋率也在2017年達到了約65%。這其中的變化可謂“天翻地覆慨而慷”，也是一代代科學家和治沙人辛勤努力的成果。