黄土高原的演变与侵蚀历史

根据黄土原古地理演变,黄土地层年代学和侵蚀期与堆积期的资料,是出黄土高原出现之前为红土高原,２５０万年来的黄土高原可分为３个阶段,第一阶段出现在２５０－１４０万年之间,为高原物质内部侵蚀循环期,第二阶段出现在１４０－０．０４万年之间,为高原物质自然侵蚀外流期,第三阶段出现在４千年以来,为高原物质加速侵蚀外流期,此外,还讨论了黄土高原未来发展趋势。     

黄土高原全新世以来土壤侵蚀强度的定量分析初探

黄土高原全新世以来可划分出5个侵蚀阶段,其起始年龄分别为11,7.0,0.7,0.3,0.15kaBP。根据高原现代河流沉积物的粒度组成、河流输沙量、径流量和年降水量等数据建立了各个指标的回归方程。根据各方程和全新世不同时期阶地沉积物的实测数据,计算了各个阶段的平均古侵蚀强度和流域输沙量。结果表明,不同时期水土流失的主要控制因素是不同的:在11000～7000aBP时期以构造活动因素为主,在7000～2000aBP期间以气候因素为主,在2000～700aBP和300aBP以来以人为活动因素为主,而在700～300aBP是构造活动、气候变迁和人类活动的共同作用因素。自然因素的突变作用一般大于人类活动的作用,而现代人类活动的加剧程度大约是自然侵蚀强度的45.5%。     

青藏高原隆升的气候环境效应与黄土高原构造侵蚀

青藏高原的隆升使亚洲地区乃至全球范围的气候特征发生了巨大变化。其中,22 MaB.P.改变了东亚地面行星风系并出现季风效应;8.5 Ma B.P.东亚季风效应增强,干旱化程度的加剧,黄土高原风尘堆积开始;3.6Ma B.P.起,高原隆升对全球气候变化的驱动与放大作用增强;1.2 Ma B.P.以来,高原隆升对亚洲现代冬夏季风气候效应逐级增强。第四纪以来的青藏高原的隆升,使黄土高原发生了阶段性抬升与构造变形,并引起多种黄土地质灾害与水土侵蚀,其中,黄土高原的抬升,导致侵蚀基准面下降,为重力侵蚀、沟谷溯源侵蚀和流水侵蚀提供了有利条件;构造变形会造成黄土产生构造裂隙、节理,增大黄土的侵蚀速率,促进黄土的坍塌和滑坡等侵蚀灾害的发生;地形突变带、活动断裂带,地震活动带等稳定性条件差的黄土分布区,是黄土侵蚀最剧烈的地区。     

水土流失与地貌侵蚀

物质的侵蚀-搬运-堆积是地貌发育的主要过程。水土流失目前主要是指第一阶段即地貌发育的侵蚀过程。地貌的侵蚀一般被分为两类:自然侵蚀和人为侵蚀,而人为侵蚀被认为是水土流失的主要原因。笔者认为,人类活动固然加剧了侵蚀过程的发生,但它是在自然侵蚀的基础上进行的,它是符合自然侵蚀规律的。在目前的社会条件下,水土流失的治理不仅仅是减少人类活动的影响,而应该是使人类活动在地貌演化过程中扮演因势利导的角色,使其向着人类有利的方向发展。     

黄土高原450ka BP前后荒漠草原大迁移的初步研究

根据野外调查和室内鉴定、分析 ,讨论了黄土高原 45 0kaBP前后的荒漠草原大迁移问题。资料表明 ,在地处黄土高原南缘的陕西长安少陵塬和西安白鹿塬 ,第 5层黄土形成初期有代表荒漠草原环境的石膏发育 ,指示当时黄土高原气候发生了显著的干旱化与大幅度的荒漠草原南迁 ,气候带向南迁移了约 5个纬度 ,荒漠草原和更为荒凉的环境广布于黄土高原。石膏的发育还揭示 ,在 45 0kaBP前后黄土高原气候发生了性质的转变 ,由季风气候转变为非季风气候 ,当时该区已基本不受夏季风的影响 ,并处在非季风气候的环境下。     

调整自然作用与人类生产活动的关系保持水土开发治理黄土高原

黄土高原是在长期的地质历史演变中形成和发展的。水土流失是在一定的地质环境里,受到自然界或人类活动等外力作用形成的地质作用。随着人类社会的历史发展,人类的生产活动改变地质环境的规模越来越大,形成新的人工生态环境也越来越多。研究形成黄土高原的地质条件和历史发展,掌握形成水土流失的侵蚀、搬运、沉积等地质作用的发展规律,才能更好地运用自然规律和经济规律,调整自然作用与人类生产活动的关系,保持水土,开发治理黄土高原,形成适于人民生活与生产的生态环境,以取得较好的经济效果和环境保护效果。     

青藏高原隆升的气候环境效应与黄土高原构造侵蚀

青藏高原的隆升使亚洲地区乃至全球范围的气候特征发生了巨大变化。其中,22 Ma B.P.改变了东亚地面行星风系并出现季风效应;8.5 Ma B.P.东亚季风效应增强,干旱化程度的加剧,黄土高原风尘堆积开始;3.6 Ma B.P.起,青藏高原隆升对全球气候变化的驱动与放大作用增强;1.2 Ma B.P.以来,青藏高原隆升对亚洲现代冬夏季风气候效应逐级增强。第四纪以来青藏高原的隆升,使黄土高原发生了阶段性抬升与构造变形,并引起多种黄土地质灾害与水土侵蚀,其中,黄土高原的抬升,导致侵蚀基准面下降,为重力侵蚀、沟谷溯源侵蚀和流水侵蚀提供了有利条件;构造变形会造成黄土产生构造裂隙、节理,增大黄土的侵蚀速率,促进黄土的坍塌和滑坡等侵蚀灾害的发生;地形突变带、活动断裂带、地震活动带等稳定性条件差的黄土分布区,是黄土侵蚀最剧烈的地区。     

前言

黄河因其多沙多灾闻名于世,泥沙多则为淤积的主要病症。黄土高原的水土流失又是黄河泥沙的根源。现代黄土高原所呈现的千沟万壑侵蚀地貌,尤其在汛期暴雨情况下,黄土高原特殊的地形、降雨及黄土易蚀特性等特点,更使人们慑於黄河洪水泥沙滚滚不可抗拒的威力。一些研究者提出以下看法:黄土的侵蚀、搬运和沉积过程基本上是一个物理风化为主的机械过程,不应把黄河看成是生态破坏的象征,黄河携带大量泥沙是一种自然环境地质现象,与太阳黑子活动周期密切相关;构造抬升和气候因素在黄土侵蚀和沟谷发育中起重要作用;根据安塞县沟谷侵蚀的发育,黄土高原现代侵蚀以自然侵蚀为主,约占总侵蚀量的70%。     

水土流失社会经济因素作用机制分析

<正>严格地讲,在一定的相对稳定的地质时期内,水土流失受控于两种外力的作用,即涉及气候、地貌、植被、土壤等自然因素的外营力和人类活动.实际上,人类活动并不像地表径流等外营力那样直接参与侵蚀过程的发生,但人类活动的结果使水土流失过程发生了改变,使自然侵蚀过程大大加速.研究表明,在现代地质和气候未发生显著变化的情况下,人为活动特别是人为作用造成的天然植被的破坏是黄土高原现代水土流失加剧的根本原因;黄土高原土壤侵蚀的速率已由唐代以前7.9%的自然侵蚀速率上升到今天的25%.50年代我国的水土流失面积为153万km~2,1992年公布的遥感技术普查结果是水蚀面积179.4万km~2,40年来已治理53万km~2.也就是说,若不考虑其他原因,40年来以人类活动为主要原因的水蚀面积扩大了79万km~2.因此,人类不合理的社会经济行为是现代加速侵蚀的主导因素.     

黄土高原现代侵蚀加剧的根本原因

黄土高原的黄土侵蚀历史悠久,自沉积时起就存在着侵蚀。黄土侵蚀主要是流水作用造成的,现代侵蚀是黄土高原土壤侵蚀加剧的时期。气候变化、土体岩性对黄土侵蚀具有重要作用,但导致黄土侵蚀加速的根本原因是人为作用造成的天然植被的破坏,次要原因是地形起伏加大和新构造运动的不断上升。据此认为,黄土高原的治理是完全可能的,而且通过人类的积极作用,有可能使黄土侵蚀速度小于自然侵蚀速度。     

黄土高原第四纪期间水土流失的地质记录和基本规律

黄土高原保存有许多第四纪期间水土流失的地质记录,这些记录表明,50万年以来,黄土高原至少有5个水土流失十分强烈的时期,它们分别出现在0.70～0.50Ma B.P、0.2～0.25Ma B.P、0.14～0.08Ma B.P、0.01～0.015Ma B.P和0.006～0.002Ma B.P等气候温暖湿润的阶段,说明影响黄土高原水土流失的主要原因是气候条件。     

1901—2016年黄土高原降雨侵蚀力时空变化

为了研究横跨20世纪的百年尺度黄土高原降雨侵蚀力时空变化,该文首先验证了CHELSAcrust数据集的精度,并基于该数据集估算了黄土高原1901—2016年逐月降雨侵蚀力,最后分析了降雨侵蚀力的时空变化特征。结果表明:(1)CHELSAcrust数据集精度较高(Nash=0.79; R²=0.82),满足本文分析需求;(2)1901—2016年黄土高原年均降雨侵蚀力东南高、西北低,各地理分区降雨侵蚀力中,土石山区>河谷平原区>丘陵沟壑区>高原沟壑区>沙地沙漠区>农灌区。降雨侵蚀力显著变化区域集中于黄土高原中部地区,非显著变化区域分布在边缘地区;(3)1901—2016年黄土高原降雨侵蚀力变化不显著且无明显突变点,可划分为1901—1930年、1930—1980年和1980—2016年3个阶段;(4)黄土高原地区降雨侵蚀力变化存在周期性规律,2.62 a变化周期最显著,且变化周期与气候要素的波动周期基本一致。结果显示1901—2016年黄土高原降雨侵蚀力变化并不显著且存在周期性规律,其空间分布存在明显差异。     

甘肃省黄土高原典型小流域侵蚀沟道特征

[目的]对甘肃省黄土高原典型小流域侵蚀沟道的分级分类进行简要研究,为进一步推动该区水土保持和生态治理工作提供理论基础。[方法]在甘肃省第一次全国水利普查结果的基础上,运用GIS技术,采用地貌几何定量数学模型分级方法,定量化分级沟道,并从地质、地貌、大小以及形状对侵蚀沟道进行分类,由此来推断黄土高原区侵蚀沟道的特征。[结果]甘肃黄土高原典型小流域侵蚀沟道主要以Ⅰ级沟道为主,其中丘陵沟壑区主要以半开析、中度割裂、半主沟型为主;高塬沟壑区主要以半开析、中度割裂、支沟型为主。[结论]丘陵沟壑区第五副区沟壑狭窄陡峭,沟道破碎化程度高,水土流失量高,治理难度大,沟道难以利用。     

中国全新世气候变迁相位差与亚洲季风及西风带的联系

不同区域由于其主导气候影响因素的差异而表现出不同的全新世气候变化特征,对这些机制的研究,可以很好地理解各种自然要素的发展变化过程、气候影响机制及相互耦合关系。通过中国不同区域全新世气候变化研究成果的对比分析,发现黄土高原区与西北干旱区全新世期间气候特征主要表现为干冷的早全新世、暖湿的中全新世、气候恶化的晚全新世,而西南季风区与东部季风区全新世期间表现出两次季风加强阶段,但西南季风要比东南季风加强提前约3～4ka。该文认为黄土高原区与西北干旱区可能受同一气候系统制约,从而表现出类似的气候变化特征。西南季风区与东部季风区全新世气候变化特征有很好的对比性,可能是由于亚洲西南季风与东南季风在全新世的推进与退缩共同受到行星风带南北移动的影响,使其气候表现出类似的变化特征,但由于海洋巨大的热容导致东南季风的加强延后,从而导致西南季风区与东南季风区全新世的气候变化具有不同步性。     

气候与下垫面变化对黄土高原蒸散发变化的影响评估

为了揭示近20年黄土高原蒸散发(evapotranspiration,ET)时空变化规律,明晰气候和下垫面变化对蒸散发的影响作用。基于黄土高原295个气象站数据、PML_V2 ET产品及MOD13A1 EVI产品,采用趋势分析和多元回归分析等统计方法,分析了2000—2018年黄土高原蒸散发时空变化特征,并评估了降雨、温度、日照时间、饱和水汽压差、植被和非植被下垫面等影响要素的相对贡献率。结果表明:(1)2000—2018年黄土高原蒸散发年际变化率为4.47 mm/a,62.8%的区域蒸散发呈显著增加趋势,主要分布在山西、青海、陕西省北部地区;不同土地覆盖ET为森林＞农田＞草地＞灌木。(2)植被显著增加是黄土高原ET变化的主导因子,其相对贡献率最大(32.1%);不同气象要素对黄土高原ET相对贡献率大小为降雨(14.6%)＞饱和水汽压差(13.2%)＞温度(12.4%)＞日照时数(10.0%);非植被下垫面变化(水土保持工程措施等)对ET变化的影响作用不容忽视。(3)气象要素和增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI)对林草覆被ET影响作用＞农田覆被ET,而非植被下垫面要素对农田覆被ET的影响作用较大。研究结果为黄土高原生态建设、水资源消耗恢复和水资源可持续性评价提供科学支撑。     

黄土高原生物土壤结皮研究进展与展望

黄土高原是典型的生态脆弱敏感区和世界上水土流失最为严重的地区,也是当今我国生态恢复和生态文明建设的重点区域.生物土壤结皮是细菌、藻类、真菌和孢子植物与土壤颗粒胶结而成的有机复合体,是干旱半干旱地区地表系统的重要组成部分,它们对黄土高原的水土保护、养分积累和生态恢复具有重要的生态功能.本文论述了生物土壤结皮类型与演替过程...     

黄土高原汾河流域地表景观演变特征研究

黄土高原是中国高度脆弱的生态系统之一,基于2000年和2008年两期TM遥感影像,以黄土高原脆弱区独立的流域单元——汾河流域为例,综合运用GIS和RS技术及景观生态学的基本原理与方法,分析该流域地表景观特征及其变化趋势,同时利用DEM数据,探讨景观演变的空间分异规律,为进一步研究流域景观演变驱动机制提供有价值的信息。结果表明:（1）农田、森林、草地始终是该流域的主要景观构成,但绝对优势景观（农田）所占比例大幅下降;（2）就整体景观尺度而言,形状趋于规则,连通性增强,多样性增大,蔓延度下降,整体景观格局受人为活动的干扰越来越强;（3）流失的农田主要流向了草地、森林和聚落,成为该流域8 a来主要的景观演变类型;（4）农田向聚落景观的演变主要发生在地势平坦、海拔低的中部两大盆地地区,农田向林草景观的演变则主要发生在海拔较高、坡度较大的上游、中游南部以及中下游外围的山地丘陵区。