砒砂巖地區(qū)水土流失及其治理途徑研究

《砒砂巖地區(qū)水土流失及其治理途徑研究》是關(guān)于砒砂巖水土流失及其治理的科技書(shū)籍。砒砂巖分布于 晉陜蒙接壤區(qū)，水土流失嚴(yán)重，泥沙粒徑粗，是黃河中游多沙粗沙區(qū)和粗泥沙集中來(lái)源區(qū)的重要組成部分。通過(guò)遙感解譯、水文氣象資料分析和實(shí)地調(diào)查研究，界定了砒砂巖分布范圍，劃分了分布類型，分析了水土流失特點(diǎn)及產(chǎn)流產(chǎn)沙特點(diǎn)，總結(jié)了現(xiàn)有治理經(jīng)驗(yàn)和研究成果，探討了治理開(kāi)發(fā)途徑?？晒┧?、水保、林業(yè)、牧業(yè)、地理等專業(yè)科技人員參閱，也可作為大專院校相關(guān)專、業(yè)師生的參考書(shū)。

其一、實(shí)施生態(tài)修復(fù)和植被建設(shè)。砒砂巖區(qū)地廣人稀，荒地資源豐富，加之能源重化工基地建設(shè)和城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，廣大農(nóng)村人口增長(zhǎng)趨勢(shì)已漸和緩。盡管降雨時(shí)空分布不均，但多年平均降雨量約400mm。在該區(qū)域?qū)嵤┥鷳B(tài)修復(fù)將是生態(tài)建設(shè)中速度最快、效益最好、成本最低的措施之一。

其二、以沙棘作為砒砂巖區(qū)生物措施治理的突破口。根據(jù)現(xiàn)有沙棘的生長(zhǎng)表現(xiàn)來(lái)看，沙棘可作為砒砂巖區(qū)生物治理的突破口，尤其適宜在水土流失嚴(yán)重的裸露砒砂巖上推廣種植，以充分發(fā)揮其優(yōu)良的防護(hù)效能。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，栽種沙棘應(yīng)結(jié)合本區(qū)特點(diǎn)，對(duì)于平緩區(qū)應(yīng)盡量采用寬帶狀種植，株行距以1～24×6～10m為宜，以利于放牧。大力提倡營(yíng)造沙棘混交林，在發(fā)揮沙棘保水保土效益及改良土壤功能的同時(shí)，為其它植物的生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造適宜的環(huán)境，促進(jìn)該區(qū)植被向良性演替方向發(fā)展。另外，還要加強(qiáng)沙棘優(yōu)良品種的開(kāi)發(fā)研究，以提高其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

其三、在蓋沙砒砂巖上種植檸條。檸條耐干旱瘠薄，適應(yīng)廣泛，在砒砂巖區(qū)的各種土地條件下生長(zhǎng)良好，尤其適合生長(zhǎng)在松散的沙質(zhì)土上。因此，宜在蓋沙砒砂巖區(qū)應(yīng)推廣種植。

為了充分利用檸條的放牧價(jià)值，應(yīng)提倡輪封輪牧，適時(shí)平茬，合理利用。對(duì)低產(chǎn)沙地草場(chǎng)，可通過(guò)補(bǔ)植或補(bǔ)播檸條加以改造，提高草場(chǎng)的利用價(jià)值。

其四、油松、沙棘可作為砒砂巖區(qū)造林的主要樹(shù)種

從調(diào)查結(jié)果可以看出，油松能在砒砂巖坡面上正常生長(zhǎng)，年平均高生長(zhǎng)20-30cm，沙棘無(wú)論在坡面還是溝道，均能很好生長(zhǎng)，年均高生長(zhǎng)量20-50cm。因此，油松、沙棘是砒砂巖區(qū)造林的主要樹(shù)種，但油松只適宜在砒砂巖緩坡上造林。

另外，在砒砂巖區(qū)具有推廣價(jià)值的優(yōu)良飼草植物有：羊草、冰草、無(wú)芒雀麥、紫花苜蓿、沙打旺、扁蓄豆、野豌豆、駝絨藜等；優(yōu)良灌木樹(shù)種有：花棒、羊柴、烏柳、沙柳、檉柳、黃刺玫、蒙古蕕花、芨芨草等；優(yōu)良喬木樹(shù)種有：側(cè)柏、樟子松、河北楊、旱柳、刺槐等。

根據(jù)不同草樹(shù)種的生物學(xué)特性和造林立地條件，砒砂巖區(qū)宜采用混交類型進(jìn)行植被建設(shè)。

砒砂巖集中分布黃土高原北部晉陜蒙接壤地區(qū)的鄂爾多斯高原，在內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市的東勝區(qū)、準(zhǔn)格爾

旗、伊金霍洛旗、達(dá)拉特旗、杭錦旗，在陜西省的神木、府谷兩縣，山西省的河曲、保德兩縣和清水河縣，在各主要直接入黃支流的分布面積以窟野河和皇甫川面積最大，其次為孤山川、清水川、渾河，還約有三分之一面積的砒砂巖分布在內(nèi)蒙古十大孔兌及其它直接入黃支溝。按覆土程度可大致分為三大類型區(qū)，即裸露砒砂巖區(qū)、蓋土區(qū)、蓋沙區(qū)，總面積1.67萬(wàn)km2。

砒砂巖在各主要直接入黃支流的分布面積以窟野河和皇甫川面積最大，其次為孤山川、清水川、渾河?；矢Υā⒐律酱?、清水川幾乎全流域都分布在砒砂巖區(qū)，窟野河在神木以上基本全部分布在砒砂巖區(qū)。還約有三分之一面積的砒砂巖分布在內(nèi)蒙古十大孔兌及其它直接入黃支溝。

裸露砒砂巖區(qū)：砒砂巖直接見(jiàn)于地表，上面無(wú)黃土、風(fēng)沙土覆蓋或覆土（沙）極?。?.1-1.5m）。凡是此類砒砂巖出露面積占總面積70%以上的區(qū)域，即為裸露砒砂巖區(qū)。裸露砒砂巖區(qū)地貌多呈崗狀丘陵，溝壑密度平均為5～7km/km2，植被稀少，覆蓋度極低，上覆薄層的黃土或浮沙，一般為10～150cm，基巖大面積裸露。侵蝕模數(shù)2.1萬(wàn)t/km2.a左右，以水蝕為主，復(fù)合侵蝕嚴(yán)重。砒砂巖不僅在溝谷中出露，而且在坡面上出露。巖性為礫巖、砂巖及泥巖，交錯(cuò)層理發(fā)育，顏色混雜，有棕紅色、紫紅色、黃綠色、白色、灰白色，風(fēng)蝕與水蝕都很嚴(yán)重。其影像特征是溝谷水系發(fā)育，溝谷陰影不明顯，影像色調(diào)較淺，缺乏植被的顏色（綠色），大部分地區(qū)呈現(xiàn)肉紅色、淺紫色。

蓋土區(qū)：砒砂巖掩埋于各種黃土地貌之下。砒砂巖作為黃土沉積前的一種凸凹不平的古地形，代表了黃土沉積前的整個(gè)沉積間斷，其本身就是一種風(fēng)化剝蝕面，呈波狀面分布。在溝谷中表現(xiàn)為黃土戴帽，砒砂巖穿裙的特殊的地貌景觀。黃土覆蓋一般大于1.5m，凡是此類砒砂巖分布且砒砂巖出露面積達(dá)30%以上的區(qū)域，稱為蓋土砒砂巖區(qū)。蓋土砒砂巖區(qū)地貌多呈黃土丘陵溝壑，植被覆蓋較裸露區(qū)好，上覆黃土或浮沙，黃土層從幾米到幾十米不等，梁峁頂部分布較厚，沿坡從上到下逐漸變薄。溝壑密度在3～6km/km2之間。除部分梁峁和緩坡地為耕地外，多為天然草場(chǎng)，植被覆蓋度為20%左右，侵蝕模數(shù)1.5萬(wàn)t/km2.a，屬劇烈侵蝕區(qū)，以水蝕為主，水蝕、風(fēng)蝕和重力侵蝕交替發(fā)生。砒砂巖主要在溝緣線以下的溝谷中出露，而且切割很深，呈典型的“V”字形溝道，坡度在35°以上。巖性為砂巖及泥巖，層理發(fā)育，但每一種顏色的砒砂巖分布厚度較大，顏色有紫紅色、黃綠色、灰白色。與裸露區(qū)相比，蓋土區(qū)植被較好，因此影像特征表現(xiàn)為整體綠色較多，溝谷水系發(fā)育。由于溝道切割很深，因此溝谷陰影明顯，影像色調(diào)較深。

蓋沙區(qū)：由于受庫(kù)布齊沙漠和毛烏素沙地風(fēng)沙的影響，鄂爾多斯高原上的丘陵及梁地砒砂巖掩埋于風(fēng)沙之下，或形成部分沙丘及薄層（10～30m）沙和砒砂巖相間分布，或形成風(fēng)沙戴帽，砒砂巖穿裙的地貌景觀，凡有此類砒砂巖分布且出露面積達(dá)30%以上的區(qū)域，稱為蓋沙砒砂巖區(qū)。平均溝壑密度為1-3km/km2，地表沙化嚴(yán)重，侵蝕模數(shù)0.8萬(wàn)t/km2.a，以風(fēng)蝕為主，呈現(xiàn)出風(fēng)、水蝕復(fù)合侵蝕的景觀。蓋沙區(qū)與裸露區(qū)及覆土區(qū)的區(qū)別就是地表黃土覆蓋薄且有浮沙覆蓋，地表水系不發(fā)育。因此，它的影像特征是紋理不明顯，水系不發(fā)育，溝道陰影較輕，有明顯沙地的影像特征。巖性為泥巖、含礫砂巖、頁(yè)巖、及長(zhǎng)石砂巖，膠結(jié)疏散。

砒砂巖是一種松散巖層，具體指古生代二疊紀(jì)（約2.5億年）和中生代三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)的厚層砂巖、砂頁(yè)巖和泥質(zhì)砂巖組成的巖石互層。砒砂巖為陸相碎屑巖系，由于其上覆巖層厚度小、壓力低，造成其成巖程度低、沙粒間膠結(jié)程度差、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低。巖性為礫巖、砂巖及泥巖，交錯(cuò)層理發(fā)育，且顏色混雜，通常以粉紅色、紫色、灰白色、灰綠色互層相間而存在，所以也叫“五花肉”。由于其成巖程度低、沙粒間膠結(jié)程度差、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，遇水如泥、遇風(fēng)成砂，水土流失非常嚴(yán)重，也由于這種巖層自身物理、化學(xué)性質(zhì)和當(dāng)?shù)靥厥獾淖匀?、人文環(huán)境，使得該巖層極易發(fā)生風(fēng)化剝蝕，群眾深受其害，視害毒如砒霜，故稱其為“砒砂巖”。