孙少游　王贤会　王秀茹　陈　松

摘要 以河北省丰宁满族自治县小坝子乡为例,通过对研究区内土壤易溶盐含量与土壤粒径含量的测定,对研究区内沙地起源及成因进行分析得出结论。旨在探求接坝山地的沙地分布成因规律,为该区域水土保持和防沙治沙工作提供一定的科学依据。

关键词 接坝山地;沙地起源;成因;河北丰宁;小坝子乡

中图分类号 S288 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2009)13-0292-02

接坝山地是内蒙高原和燕山山地的连接地带,属于半干旱的农牧交错带,是典型的环境脆弱带。小坝子乡地处冀北接坝山地,是距北京最近的沙源区之一,也是京津地区重要的生态屏障,具有极为重要的生态位势。但是,长期以来在全球气候变化和人类不合理经济活动的双重压力下,植被破坏严重,土地荒漠化加剧,生态系统局部濒临崩溃的边缘[1-3]。笔者主要针对小坝子乡的沙地起源与成因进行分析,旨在为今后治理土地荒漠化和沙化、恢复建设小坝子乡生态环境提供科学依据。

1 研究区概况

1.1 地理位置

研究区地处丰宁满族自治县西北部,位于接坝地区,属坝缘山地。北连坝上高原,南接冀北山地丘陵区,是高原与山区的过渡地带。全乡土地总面积为325.4km2,介于北纬41°22′8″～41°34′6″,东经116°12′49″～116°29′30″之间。

1.2 气候

研究区为典型的大陆性季风型半干旱气候,属接坝冷温气候类型区,年平均降水量409.3mm,年均无霜期105d,年平均气温为2.5～3.4℃。年4级以上风日数210d左右,8级以上大风的日数最高可达65d。降水量年际变化值340～500 mm,10年一遇24h最大暴雨量79mm。

1.3 土壤

研究区以棕壤为主,褐土、潮土、黄土、沙黄土为辅;以北梁为中心到小坝子村以及河谷滩地,分布有风沙土。

1.4 植被

研究区森林植被属中温带落叶阔叶林。主要林种有油松、桦树、山杨、山杏、栎类等,灌木以锦鸡儿、欧李、酸枣、荆条等为主,草本植物多蒿属、禾本科、地椒等。河谷盆地多为人工栽培的杨、柳、榆、槐等。

1.5 社会经济条件

研究区共有6个行政村,总人口为4 824人,主要经济来源为牧业,人均收入618元(2001年)。经济发展滞后,人民生活水平低下,经济发展过度依赖土地是导致研究区生态退化、土地沙化的重要原因[4]。

2 研究内容与方法

选择典型的沙地分布地形,运用点、线、面相结合的方法布设样点、样线、样方,挖取土壤剖面,土壤剖面取样深度为0～10cm、10～20cm、20cm以下每20cm取1层,共有6个土壤剖面,土样编号1～6。每种土样过2mm筛后进行机械分析,土壤颗粒组成按国际制用简易比重计法测定。室内土样试验,土壤溶液用溶液提取器抽取,深度为20cm、40cm、60cm、80cm、100cm。分别对取样土壤进行土壤粒径组成与易溶性盐含量测定。进行结果分析,并得出结论。

3 结果与分析

3.1 土壤粒径组成的测定

根据粒径分级标准,对取样土壤粒径进行测定,划分出6个试验小区土壤的粒径组成。

沙甸子与沙沟粗砂粒含量远低于沙坨子、鹿角沟、槽碾沟、富二营,而其粗粉粒、细粉粒、粗黏粒、黏粒含量明显高于沙坨子、鹿角沟、槽碾沟、富二营采集点。

原生沙受风力作用后小粒级的含量减小,而中等大小的颗粒增加;而积生沙的成分总变化趋向于尘埃和细粒状的物质相对增加,即小粒级的含量相对增加,同时其沙粒磨圆度较原生沙好,但完全磨圆的不多,且多为较大(>0.5mm)的颗粒[5,6]。

沙沟、沙坨子沙地的小粒级含量相对较多,应为积生沙地。但在实地调查中发现,沙甸子与沙沟堆积的沙层深达10m多,而其他采集点沙层则明显较薄,可见沙甸子与沙沟显然不是由于异地风沙作用堆积而成。但从土壤粒径组成上可以初步确定,沙甸子与沙沟的沙地起源应属于同一类型。

沙甸子与沙沟沙地取样深度较深,达200mm,小粒级含量较多,可能是由于沙地深层并未受到风力作用导致。研究区内沙地虽然扩散速度较快,但成沙时间较短,其他采集点小粒级含量较少可能是由于风积物尚未固定。

3.2 易溶盐类测定

为进一步揭示研究区沙地起源问题,还需要对取样进行易溶盐类的测定。

原生沙中或多或少的含有不同的盐类;当原生沙被风吹扬时,沙中处于细末状态的盐类会首先遭受吹蚀作用。西林多科(1956)对原生沙和风成沙中的易溶盐类进行研究,结果表明,风成沙中的盐类较少,而原生沙中的盐类较多。这一研究理论可以作为划分原生沙地与积生沙地的重要依据。

对土样1～6进行易溶性盐含量的测定可以看出,海子沟村沙沟、小坝子村沙甸子易溶性盐含量明显高于其他采集点,结合西林多科的理论和实地调查情况,可推断出沙沟和沙甸子两地应属于原生沙地。鹿角沟、沙坨子、富二营、槽碾沟则应属于为风成沙地。

3.3 原生沙地成因

根据试验分析得出小坝子乡的6个试验小区中沙沟和沙甸子两地为原生沙地。沙沟和沙甸子地质构造和地貌相近,沙子的形成机理以及分布特点也十分类似。2块试验小区四周均被砂性基岩的大型山脉环绕,伴随着数百万年的地质运动形成独特的地貌类型;加之长久以来砂性岩的风化非常严重,中间被冲积成了一个长条状的盆地。在水力、风力、重力等自然外力作用下,使地区中心的盆地堆积了深达几米甚至十几米的沙层。

由于当地主要依靠牧业,近年来植被破坏严重。而且当地气候条件较差,风大且十分频繁,4级以上风日数年均210d左右。这样地下沙层很容易就裸露出来形成沙地。盆地里地势相对平坦,而且是西北风入侵的必然通道,风蚀是主要的成因,因此其沙地主要为风蚀形成,在试验小区内的沙地上可以看到很多风蚀残丘柱。

3.4 积生沙地成因

沙子从沙源地被风蚀、水蚀搬运出境后,开始在全乡范围内堆积,形成积生沙地。根据试验分析得出,小坝子乡的6个试验小区中鹿角沟、沙坨子、富二营、槽碾沟应属于为风成沙地。这4个试验小区在其境内并没有大面积的沙地,仅有零星分布的小面积风积沙地和洪积沙地。风积沙地主要是因为小坝子乡境内有条南北走向的小山脉,因此位于这个位置山脉的东南面山坡、山体背风坡以及山坳里有零星分布的小面积风积沙地,但是积沙量少,面积有限。洪积沙地是因为小西河流经小坝子乡境内,由于山势因素河道在沙坨子村口向村内方向形成一道河弯,河道也因此突然变宽,当洪水流经此地时流速突然降低,洪水中的沙子在重力作用下大量沉积下来。特别是在村口南部地区常年堆积,形成全村唯一的巨形沙堆,造成与小西河河道相接的试验小区也存在洪积沙地。沿河道的河滩地成为沙化的主要分布地区。

4 结论与讨论

根据沙化的物质来源,将研究区的沙化分为2种基本成因类型。一是沙化物质来源主要为移动范围不大的原地沙土类物质即原生沙。原生沙地主要是由于地质运动、自然环境、人为破坏而形成。二是沙化物质来源于邻近区域的沙土类物质即积生沙。积生沙地主要是由于地形地貌、风力、水力形成的风积沙地与洪积沙地。原生沙是沙物质的重新活化,积生沙则是在前者基础上,风力作用使得沙化范围进一步扩大所造成。辩证地说,原生沙和积生沙在一定的时期和范围之内,是相互依存和相互转化的。通过以上分析,位

于接坝山地的小坝子乡成沙大体上可以分为原生沙和积生沙2类,其中沙沟和沙甸子为原生沙地,鹿角沟、富二营、沙坨子、槽碾沟为积生沙地。

5 参考文献

[1] 田佳,赵廷宁,郭宏忠,等.近50a来接坝山地气候变化和人为活动对土地沙化的影响[J].水土保持通报,2007,27(5):28-31.

[2] 吴正.风沙地貌学[M].北京:科学出版社,1987.

[3] 朱震达.最近十年来中国北方农牧交错地区土地沙质荒漠化发展趋势的一例(丰宁北部及多伦南部)[J].中国沙漠,1994,14(4):1-6.

[4] 丰宁县水利局. 丰宁水利志[M ].保定:团结出版社,1995.

[5] 朱朝云,丁国栋,杨明远.风沙物理学[M].北京:中国林业出版社,1992.

[6] 海春兴.河北坝上土地利用与土壤风蚀的动力学过程研究[D].北京:北京师范大学,2003.