中國(guó)北方荒漠化形成發(fā)展的地質(zhì)環(huán)境研究.pdf

1、我國(guó)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(qiáng)沙塵暴，首都北京在4月16日一夜之間降塵量達(dá)30萬(wàn)噸!據(jù)估計(jì)，我國(guó)荒漠化危害的直接經(jīng)濟(jì)損失約642億元/年。2004年北方地區(qū)風(fēng)蝕荒漠化占全國(guó)風(fēng)蝕荒漠化土地總面積183.94萬(wàn)km<'2>的97％以上，形勢(shì)非常嚴(yán)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(qiáng)調(diào)人為因素，造成許多地方治理成本高而收效甚微。開(kāi)展土

2、地荒漠化的地質(zhì)環(huán)境研究，對(duì)于豐富我國(guó)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(duì)策措施等均具有重要意義。 基于對(duì)北方地區(qū)地質(zhì)環(huán)境和各種地質(zhì)營(yíng)力對(duì)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(diǎn)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(gè)基本類型。風(fēng)力堆積型沙漠化根據(jù)風(fēng)沙的移動(dòng)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?；哪恋氐牡刭|(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(gè)一級(jí)荒漠化地質(zhì)環(huán)境區(qū)和23個(gè)二級(jí)荒漠化地質(zhì)環(huán)境區(qū)。7個(gè)一級(jí)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(lái)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?jī)?nèi)陸盆地以干旱氣候?yàn)橹饕卣?，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(zhǎng)變化影響最為顯著的地區(qū)，東部地區(qū)則以暖濕氣候?yàn)橹?，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(dòng)則是沙漠化發(fā)展或

6、逆轉(zhuǎn)的控制因素。末次問(wèn)冰期以來(lái)一直持續(xù)的大約以1500a為周期的氣候振蕩對(duì)中國(guó)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(guò)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(kuò)大過(guò)程與全球氣候變化的主要事件相一致。同時(shí)，北方不同地區(qū)10世紀(jì)或百年以來(lái)的人類活動(dòng)，對(duì)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(duì)全球氣候變化有重大的影響。在我國(guó)，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(dá)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(qiáng)西北的干旱氣候。青藏高原隆升加強(qiáng)了西伯利亞一蒙古高壓，造成北方冬季風(fēng)強(qiáng)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(shí)間尺度上，人類活動(dòng)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(zhǎng)所需的水分主要依靠地下水供給，地下水對(duì)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(shí)，植被開(kāi)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(duì)荒漠化的影響減弱。在人類活動(dòng)強(qiáng)烈影響下，植被破壞嚴(yán)重，冬春季節(jié)短暫的干旱就會(huì)造成土壤的極其干燥，為沙漠化擴(kuò)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(qiáng)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(shí)，地表蒸發(fā)強(qiáng)烈，土

10、壤積鹽迅速。一般當(dāng)潛水埋深>3.5m時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生鹽漬化。目前，嚴(yán)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(shì)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)。現(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(lái)源。第四紀(jì)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(dòng)沙丘為主的塔克拉瑪干、騰格里、巴丹吉林、庫(kù)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(dá)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(kuò)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(yán)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(lái)源。總之，本研究以資料綜合為主，結(jié)合重點(diǎn)地區(qū)剖面、沙漠化變化的深入剖析，系統(tǒng)研究了中國(guó)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(jì)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(duì)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(guó)荒漠化防治的五項(xiàng)原則和若干對(duì)策建議。五項(xiàng)原則即地質(zhì)環(huán)