中國北方荒漠化形成發(fā)展的地質(zhì)環(huán)境研究.pdf

1、我國北方地區(qū)不僅荒漠化土地面積大、發(fā)展變化大，與之有關(guān)的各種地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。今年4月底前北方地區(qū)已經(jīng)發(fā)生了9次強沙塵暴，首都北京在4月16日一夜之間降塵量達30萬噸!據(jù)估計，我國荒漠化危害的直接經(jīng)濟損失約642億元/年。2004年北方地區(qū)風(fēng)蝕荒漠化占全國風(fēng)蝕荒漠化土地總面積183.94萬km<'2>的97％以上，形勢非常嚴峻。由于歷史上的原因，荒漠化的地質(zhì)環(huán)境背景研究重視不夠，片面強調(diào)人為因素，造成許多地方治理成本高而收效甚微。開展土

2、地荒漠化的地質(zhì)環(huán)境研究，對于豐富我國荒漠化調(diào)查研究的理論、提出科學(xué)合理的荒漠化防治對策措施等均具有重要意義。 基于對北方地區(qū)地質(zhì)環(huán)境和各種地質(zhì)營力對荒漠化形成發(fā)展的控制特征的研究，參照當(dāng)前主要的荒漠化分類體系，首次提出了荒漠化土地類型的地質(zhì)成因分類，包括風(fēng)力作用下的荒漠化土地(風(fēng)蝕荒漠化)、流水作用下的荒漠化土地(水蝕荒漠化)和物理化學(xué)作用下的荒漠化土地(土地鹽漬化)。據(jù)風(fēng)蝕荒漠化的形成特點將其劃分為沙漠化(風(fēng)力堆積型)和戈壁化

3、(風(fēng)力侵蝕型)等兩個基本類型。風(fēng)力堆積型沙漠化根據(jù)風(fēng)沙的移動特征可分為就地起沙型和風(fēng)沙侵入型和侵蝕殘積型。根據(jù)水蝕荒漠化地區(qū)巖性特征，將其分為石灰?guī)r地區(qū)以內(nèi)的石漠化和以外的巖漠化以及黃土區(qū)的土漠化。根據(jù)化學(xué)成分的不同，將土地鹽漬化劃分為鹽漬化、堿化等兩種類型；根據(jù)成因還可分為灌溉型(次生鹽漬化)、非灌溉型和殘余積鹽型等?；哪恋厮幍牡刭|(zhì)構(gòu)造和地貌部位，也是荒漠化土地分類的重要依據(jù)，例如沖積平原型、高原洼地型、平原洼地型、河流灘地型、

4、山地殘坡積型、高原殘坡積型、梁峁型、塬面型、河流谷地型等。荒漠化土地的地質(zhì)成因分類豐富了土地荒漠化的理論研究，為從地質(zhì)學(xué)角度探討土地荒漠化的形成和發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。 根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、地貌、氣候、水文和水文地質(zhì)條件特征，將北方地區(qū)劃分為7個一級荒漠化地質(zhì)環(huán)境區(qū)和23個二級荒漠化地質(zhì)環(huán)境區(qū)。7個一級荒漠化地質(zhì)環(huán)境區(qū)是：①內(nèi)陸干旱盆地荒漠化地質(zhì)環(huán)境區(qū)、②中西部高原荒漠化地質(zhì)環(huán)境區(qū)、③中東部高原荒漠化環(huán)境地質(zhì)區(qū)、④黃土高原荒漠化地質(zhì)環(huán)境

5、區(qū)，⑤東部平原荒漠化地質(zhì)環(huán)境區(qū)，⑥青藏高原(東北部)荒漠化地質(zhì)環(huán)境區(qū)和⑦山地荒漠化地質(zhì)環(huán)境區(qū)等?；哪刭|(zhì)環(huán)境分區(qū)是環(huán)境地質(zhì)調(diào)查與研究和荒漠化土地治理分區(qū)的基礎(chǔ)。 全新世以來的氣候環(huán)境變化是北方地區(qū)土地荒漠化形成發(fā)展的主要因素。西部內(nèi)陸盆地以干旱氣候為主要特征，中部高原是受季風(fēng)系統(tǒng)中夏季風(fēng)和冬季風(fēng)的消長變化影響最為顯著的地區(qū)，東部地區(qū)則以暖濕氣候為主，受夏季風(fēng)控制。氣候格局的形成造就了荒漠化土地的分布，氣候的波動則是沙漠化發(fā)展或

6、逆轉(zhuǎn)的控制因素。末次問冰期以來一直持續(xù)的大約以1500a為周期的氣候振蕩對中國北方地區(qū)的沙漠化有重要的影響或控制作用。北方地區(qū)約在10000aBP、8000aBP、5500aBP、4000aBP、3000aBP、1500aBP的沙漠化過程分別與北大西洋第7、5、4、3、2和1次的浮冰事件相應(yīng)，沙漠化擴大過程與全球氣候變化的主要事件相一致。同時，北方不同地區(qū)10世紀或百年以來的人類活動，對荒漠化的影響起到了重要的決定性作用。新生代的構(gòu)造隆

7、升對全球氣候變化有重大的影響。在我國，青藏高原隆升是造成北方地區(qū)氣候環(huán)境變化的根本。青藏高原使西風(fēng)環(huán)流發(fā)生變化，一方面使水汽多以固態(tài)形式降在高原及山體西側(cè)，到達北方高原及東部平原地區(qū)的降水明顯減少；另一方面使西風(fēng)急流發(fā)生分支繞流，造成高原北側(cè)的西風(fēng)環(huán)流終年呈反氣旋性質(zhì)，加強西北的干旱氣候。青藏高原隆升加強了西伯利亞一蒙古高壓，造成北方冬季風(fēng)強盛，導(dǎo)致西北地區(qū)冬半年氣候異常干燥、大風(fēng)頻繁。 水環(huán)境是控制荒漠化形成發(fā)展的決定性因素。

8、內(nèi)陸干旱盆地荒漠化的發(fā)展，一是取決于周圍山地降雨和融雪所形成的地表和地下水徑流的多少；在較短時間尺度上，人類活動導(dǎo)致水資源的重新分配是造成內(nèi)陸河中上游人工綠洲區(qū)荒漠化程度減輕、下游天然綠洲區(qū)荒漠化迅速加劇的主要因素。河流的改道是促使沖積平原生態(tài)環(huán)境變遷、荒漠化發(fā)展的重要原因。內(nèi)陸干旱盆地的植物生長所需的水分主要依靠地下水供給，地下水對荒漠化發(fā)生發(fā)展起到?jīng)Q定性作用。當(dāng)潛水埋深>6.0m時，植被開始衰敗，沙漠化程度增加。中部高原處于季風(fēng)邊緣

9、的半干旱地帶，生態(tài)環(huán)境相當(dāng)脆弱，土地荒漠化程度與降雨量存在明顯的關(guān)系，地下水對荒漠化的影響減弱。在人類活動強烈影響下，植被破壞嚴重，冬春季節(jié)短暫的干旱就會造成土壤的極其干燥，為沙漠化擴大造成有利因素。黃土高原的水蝕荒漠化主要與氣候和地表水環(huán)境有關(guān)，夏季的集中降雨和黃土區(qū)水的入滲速度低形成較強的地表徑流是水蝕荒漠化主要土壤侵蝕形式。地下水的埋藏深度是決定土地鹽漬化的重要因素，在內(nèi)陸干旱區(qū)則更加明顯。當(dāng)?shù)叵滤裆钚∮?m時，地表蒸發(fā)強烈，土

10、壤積鹽迅速。一般當(dāng)潛水埋深>3.5m時就不會產(chǎn)生鹽漬化。目前，嚴重缺水地區(qū)利用較高礦化度的地下水灌溉也是造成北方地區(qū)土地鹽漬化迅速發(fā)展的原因之一。 不同類型沉積物是決定荒漠化類型的主要因素。殘積物、坡積物和洪積物分布區(qū)的低洼地帶常形成沙漠化，地勢較高的剝蝕地區(qū)形成礫漠化?，F(xiàn)代和古河流階地上的沙質(zhì)堆積物是沖積物分布區(qū)沙漠化的物質(zhì)基礎(chǔ)。北方(古)湖盆地區(qū)是沙漠、沙漠化土地及沙塵暴的主要分布區(qū)或發(fā)源地，也是鹽漬化土地的集中分布區(qū)?，F(xiàn)代

11、或古湖泊的化學(xué)沉積物也是構(gòu)成鹽塵暴的重要來源。第四紀風(fēng)沙堆積的廣泛發(fā)育是土地沙漠化的根源之一。以流動沙丘為主的塔克拉瑪干、騰格里、巴丹吉林、庫布齊等沙漠的邊緣地帶是沙漠化發(fā)生的主要地區(qū)；以固定沙丘或半固定沙丘為主的地區(qū)，如古爾班通古特沙漠，科爾沁、渾善達克、呼倫貝爾等沙地土地沙漠化以沙丘的活化或固定、沙地或沙漠邊緣的擴張或縮小為特征。黃土堆積的則是水蝕荒漠化最主要的物質(zhì)基礎(chǔ)。此外，中新生代砂巖分布區(qū)不僅是土地沙漠化和水土流失最為嚴重的地

12、區(qū)，如陜西和內(nèi)蒙古交界處的砂巖分布區(qū)，也是黃河泥沙的主要來源?？傊?，本研究以資料綜合為主，結(jié)合重點地區(qū)剖面、沙漠化變化的深入剖析，系統(tǒng)研究了中國北方土地荒漠化形成的地質(zhì)成因類型與特征、氣候變化及其周期性、第四紀地表沉積物、不同環(huán)境地質(zhì)分區(qū)水文和水文地質(zhì)系統(tǒng)等地質(zhì)環(huán)境要素對荒漠化的控制作用，提出了內(nèi)陸干旱盆地、中部高原和東部平原三種不同類型的土地荒漠化地質(zhì)成因模式。在此基礎(chǔ)上，提出了我國荒漠化防治的五項原則和若干對策建議。五項原則即地質(zhì)環(huán)