黃土地貌

huangtu dimao

　　黃土地貌

　　loess landform

　　發育在黃土地層（包括黃土狀土）中的地形。黃土是第四紀時期形成的陸相淡黃色粉砂質土狀堆積物。

　　研究簡史　中國是世界上研究黃土地貌最早的國家。2000多年前就有“天雨黃土、晝夜昏霾”涉及黃土地貌堆積過程的記載；800多年前,北宋沈括對河南、陝西一帶的黃土侵蝕地貌形態作了生動描述；曆代在治理黃河下遊河患方略的討論中，已認識到黃土高原侵蝕產沙是其根源。19世紀後期至20世紀前期，許多中外學者發表了研究中國黃土地貌的論著，並與歐洲黃土進行對比。如 F.von李希霍芬、B.A.奧勃魯切夫提出了黃土風成學說；B.威利斯對華北地貌（包括黃土地貌）侵蝕和堆積過程進行了分期；P.德日進和楊鍾健研究了黃河晉陝峽穀段河道發育與黃土堆積的關係。

　　20世紀50年代以後，黃土地貌研究進入蓬勃發展階段。1953年黃秉維首次編製成1:400萬黃河中遊土壤侵蝕分區圖，並發表相應的論文，奠定了黃土地貌研究的基礎;1953～1958年,羅來興等進行了黃土地貌分類和溝道流域侵蝕地貌製圖工作，把黃土地貌研究與黃土區土壤侵蝕與水土保持工作緊密相聯。50年代中期到80年代中期，劉東生等不僅在黃土地層學研究中作出了貢獻，為確定黃土地貌發育年齡打下了堅實基礎，而且在黃土地貌發育的曆史過程、黃土性質與現代侵蝕的關係、黃土地貌類型區域分布與黃土下伏原始地麵起伏的關係等方麵，都做了卓有成效的工作，代表性著作有《黃河中遊黃土》(1964)、《黃土與環境》(1985)。

　　分布　黃土在世界上分布相當廣泛，占全球陸地麵積的十分之一，成東西向帶狀斷續地分布在南北半球中緯度的森林草原、草原和荒漠草原地帶。在歐洲和北美，其北界大致與更新世大陸冰川的南界相連，分布在美國、加拿大、德國、法國、比利時、荷蘭、中歐和東歐各國、蘇聯白俄羅斯和烏克蘭等地；在亞洲和南美則與沙漠和戈壁相鄰，主要分布在中國、伊朗、蘇聯的中亞地區、阿根廷；在北非和南半球的新西蘭、澳大利亞，黃土呈零星分布。

　　中國是世界上黃土分布最廣、厚度最大的國家，其範圍北起陰山山麓，東北至鬆遼平原和大、小興安嶺山前，西北至天山、昆侖山山麓，南達長江中、下遊流域，麵積約63萬平方公裏。其中以黃土高原地區最為集中，占中國黃土麵積的72.4％,一般厚50～200米（甘肅蘭州九洲台黃土堆積厚度達到336米）,發育了世界上最典型的黃土地貌。

　　地貌特征　典型的黃土地貌有以下特征：①溝穀眾多、地麵破碎。中國黃土高原素有“千溝萬壑”之稱，多數地區的溝穀密度在3～5公裏/平方公裏以上,最大達10公裏/平方公裏,比中國其他山區和丘陵地區大1～5倍。溝穀下切深度為 50～100米。溝穀麵積一般占流域麵積的30～50％,有的地區達到60％以上,將地麵切割為支離破碎景觀。地麵坡度普遍很大，大於15度的約占黃土分布麵積的60～70％，小於10度的不超過10％。②侵蝕方式獨特、過程迅速。黃土地貌的侵蝕外營力有水力、風力、重力和人為作用。它們作用於黃土地麵的方式有麵狀侵蝕、溝蝕、潛蝕(或稱地下侵蝕)、泥流、塊體運動和挖掘、運移土體等。其中潛蝕作用造成的陷穴、盲溝、天然橋、土柱、碟形窪地等，稱為“假喀斯特”。強烈的溝穀侵蝕或地下水浸泡軟化土體，使上方土體隨水向下坡蠕移形成的泥流，隻有在黃土區才易見到。黃土的抗蝕力極低，因而黃土地貌的侵蝕過程十分迅速。黃土丘陵坡麵的侵蝕速率為1～5厘米/年,高原區北部溝頭前進速率一般為1～5米/年,個別溝頭達到30～40米/年,甚至一次暴雨衝刷成一條數百米長度的侵蝕溝。黃河每年輸送到下遊的大量泥沙中，有90％以上來自黃土高原。黃土高原河流輸沙量大於 5000噸/（平方公裏·年）的區域約占黃土高原麵積的65.6％，其中陝北窟野河的神木水文站至溫家川水文站區間輸沙量達到35000噸/（平方公裏·年）。③溝道流域內有多級地形麵。一般有三級：各流域的最高分水嶺為第一級，其頂麵高程彼此相近，為黃土的最高堆積麵；降低60～80米為第二級；再降低40～60米為第三級。各級地形麵的地層結構互不相同。構成第一級地形麵的黃土地層層序完整；第二級地形麵離石黃土上部地層（中更新世晚期）較第一級地形麵區薄，甚至消失；第三級地形麵多數地麵隻有馬蘭黃土（晚更新世）堆積。第二級和第三級地形麵可以分別構成完整的穀形，第三級地形麵之下是現代溝穀。此外，在較大的河溝溝穀內，還有兩級發育不良的溝階地，其中第二級階地比較明顯，第一級階地僅見於局部地點。溝道流域黃土地貌層狀結構，是黃土地貌發育曆史過程的記錄。（圖1 黃土溝道流域地貌層狀結構（中國延安杏子河中遊））

　　地貌類型　主要有黃土溝間地、黃土溝穀和獨特的黃土潛蝕地貌。

　　黃土溝間地 又稱黃土穀間地,包括黃土塬、梁、峁、□地、坪地、□地等。黃土塬、梁、峁是黃土地貌的主要類型，它們是當地群眾對桌狀黃土高地、梁狀和圓丘狀黃土丘陵的俗稱，黃秉維於1953年首先將其引入地理學文獻，羅來興於1956年給予科學定義。

　　黃土塬為頂麵平坦寬闊的黃土高地，又稱黃土平台。其頂麵平坦,邊緣傾斜3°～5°，周圍為溝穀深切,它代表黃土的最高堆積麵。目前麵積較大的塬有隴東董誌塬、陝北洛川塬和甘肅會寧的白草塬。塬的成因多樣，或是在山前傾斜平原上黃土堆積所成，如秦嶺中段北麓和六盤山東麓的緩傾斜塬（稱為靠山塬）；或是河流高階地被溝穀分割而成，如晉西鄉寧、大寧一帶的塬；或是在平緩分水嶺上黃土堆積形成，如延河支流杏子河中遊的楊台塬；或是在古緩傾斜平地上由黃土堆積形成，如董誌塬（見彩圖甘肅董誌塬（中國））、洛川塬；或是黃土堆積麵被新構造斷塊運動抬升成塬(稱為台塬)，如汾河和渭河下遊穀地兩側的塬。

　　黃土梁為長條狀的黃土丘陵（見彩圖山西柳林黃土梁(中國)）。梁頂傾斜3□～5□至8□～10□者為斜梁。梁頂平坦者為平梁。丘與鞍狀交替分布的梁稱為峁梁。平梁多分布在塬的外圍，是黃土塬為溝穀分割生成，又稱破碎塬。六盤山以西黃土梁的走向，反映了黃土下伏甘肅係地層構成的古地形麵走向，其梁體寬厚，長度可達數公裏至數十公裏；六盤山以東黃土梁的走向和基岩麵起伏的關係不大，是黃土堆積過程中溝穀侵蝕發育的結果。（圖2黃土丘陵）

　　黃土峁為溝穀分割的穹狀或饅頭狀黃土丘（見彩圖甘肅白銀黃土峁(中國)）。峁頂的麵積不大,以3°～10°向四周傾斜，並逐漸過渡為坡度15°～35°的峁坡。若幹個峁大體排列在一條線上的為連續峁，單個的叫孤立峁。連續峁大多是河溝流域的分水嶺，由黃土梁侵蝕演變而成；孤立峁或者是黃土堆積過程中侵蝕形成，或者是受黃土下伏基岩麵形態控製生成。

　　□地為老溝穀(距今10萬年左右形成)中由黃土堆積成、未經現代溝穀分割的平坦穀地,即黃土□。□地被現代溝穀分割(稱為破□)，其中麵積較大的地塊稱為坪地,即黃土坪;沿溝呈條狀分布的破□地稱為□地,即黃土□,有的地方稱為壕□地。從成因上講，坪地、□地和壕□地都是溝階地,隻是尚未完成階地發育的全過程。

　　黃土溝穀　有細溝、淺溝、切溝、懸溝、衝溝、坳溝（幹溝）和河溝等7類。前4類是現代侵蝕溝；後兩類為古代侵蝕溝；衝溝有的屬於現代侵蝕溝，有的屬於古代侵蝕溝，時間的分界線大致是中全新世（距今3000～7000年）。

　　細溝深幾厘米至10～20厘米，寬十幾厘米至幾十厘米，縱比降與所在地麵坡降一致。大暴雨後，細溝在農耕坡地上密如蛛網。

　　淺溝深0.5～1.0米，寬2～3米。縱比降略大於所在斜坡的坡降，橫剖麵呈倒人字形，在耕墾曆史越久，和坡度與坡長越大的坡麵上，淺溝的數目越多。它是由梁、峁坡地水流從分水嶺向下坡匯集、侵蝕的結果。

　　切溝深一、二米至十多米，寬二、三米至數十米。縱比降略小於所在斜坡坡降，橫剖麵尖“V”字形,溝坡和溝床不分，溝頭有高1～3米陡崖。它是坡麵徑流集中侵蝕的產物，或者是潛蝕發展而成，多出現在梁、峁坡下部或穀緣線附近，其溝頭常與淺溝相連。如果淺溝的匯水麵積較小，未能發育為切溝，匯集於淺溝中的水流匯入溝穀地時，常在穀緣線下方陡崖上侵蝕成半圓筒形直立狀溝，稱為懸溝。

　　衝溝深10多米至40～50米，寬20～30米至百米，長度可達百米以上。縱剖麵微向上凹，橫剖麵“V”字形,其穀緣線附近常有切溝或懸溝發育。老衝溝的穀坡上有坡積黃土，溝穀平麵形態呈瓶狀，溝頭接近分水嶺；新衝溝無坡積黃土,平麵形態為楔形,溝頭前進速度較快。大多數衝溝由切溝發展而成。

　　坳溝又稱幹溝。它和河溝是古代侵蝕溝在現代條件下的侵蝕發展。它們的縱剖麵都呈上凹形，橫剖麵為箱形,穀底有近代流水下切生成的“V”字形溝槽。坳溝和河溝的區別是：前者僅在暴雨期有洪水水流，一般沒有溝階地；後者多數已切入地下水麵，溝床有季節性或常年性流水，有溝階地斷續分布。

　　黃土潛蝕地貌　流水由地麵徑流沿著黃土中的裂隙和孔隙下滲進行潛蝕，破壞了黃土的原有結構或使土粒流失、產生洞穴，最後引起地麵崩塌所形成。包括以下類型：

　　黃土碟為濕陷性黃土區碟形窪地。由流水下滲浸蝕黃土，在重力的影響下土層逐漸壓實，引起地麵沉陷而成。形狀為圓形或橢圓形，深1至數米，直徑 10～20米，常形成在平緩的地麵上。

　　黃土陷穴為黃土區漏陷溶洞。由流水沿黃土層節理裂隙進行潛蝕作用而成，多分布在地表水容易匯集的溝間地邊緣和穀坡。根據形態分為3種：①漏鬥狀陷穴,口大底小，深度不超過10米。②豎井狀陷穴，呈井狀，深度可超過20～30米；③串珠狀陷穴，幾個陷穴連續分布成串珠狀，各陷穴的底部常有孔道相通。它與黃土碟不同，各種陷穴都有地下排水道和出水口。兩個或幾個陷穴由地下通道不斷擴大,使通道上方的土體不斷塌落,未崩塌的殘留土體形如橋梁，稱為黃土橋（見彩圖甘肅榆中黃土橋（中國））。

　　黃土柱為黃土溝邊的柱狀殘留土體（見彩圖陝西清澗黃土柱(中國)）。由流水不斷地沿黃土垂直節理進行侵蝕和潛蝕以及黃土的崩塌作用形成，有圓柱狀、尖塔形，高度一般為幾米到十幾米。

　　區域變化　各種黃土地貌類型的區域變化,如圖3黃土高原黃土地貌類型圖所示。黃土塬多分布於黃土高原南部，六盤山以西多長梁寬穀黃土丘陵；六盤山以東以梁峁深穀黃土丘陵為主；黃土高原北部長城沿線的黃土丘陵坡麵常有片狀流沙。

　　在溝道流域內，梁峁丘陵與溝穀類型的關係十分密切。頭道梁多是河溝流域的分水嶺；坳溝流域的分水嶺大多是二道梁；三道梁或者夾於兩衝溝之間，或者沿河溝或坳溝的穀緣線分布，並為現代溝穀割切。這種關係反映了黃土梁峁與各類溝穀發育過程中的時間順序和相互關係，以及和黃土地貌發育的侵蝕、堆積輪回。

　　成因和過程　黃土地貌是黃土堆積過程中遭受強烈侵蝕的產物。風是黃土堆積的主要動力，侵蝕以流水作用為主。黃土塬、梁、峁等地貌類型主要由堆積作用形成；各種溝穀則是強烈侵蝕的結果。黃土區的侵蝕有古代和現代之分。現代侵蝕是指人類曆史近期發生的地貌侵蝕過程，它和古代侵蝕的主要區別是有人為因素的參與,表現為侵蝕速度的加快。古代侵蝕純為自然侵蝕,其速率通常是緩慢的。現代侵蝕和古代侵蝕在多數地區以大規模農耕興起時期為界。現代侵蝕都以溝道流域為基本單元。溝道流域內，穀緣線以上的穀間地和以下的溝穀地侵蝕特點是不相同的。

　　穀間地侵蝕　以暴雨徑流衝刷為主，基本上沒有重力侵蝕，梁峁頂部風蝕較強，下部和塬邊多發生切溝和潛蝕。穀間地水力侵蝕方式和強度受自然因子（降雨徑流、地麵物質組成、地貌形態和植被）和人為因子的綜合影響:①一般是降雨量和降雨強度越大,侵蝕愈強。當降雨量和降雨強度達到一定值時，侵蝕強度一般是隨坡長增加而增強，但在長度較大的坡地上，沿程有強弱交替變化特點。②坡度越大，坡麵水流的動能越大、坡麵物質的穩定性越差，侵蝕也越強。但是，坡地上徑流衝刷強度與坡度大小的關係很為複雜。在黃土高原區，常出現坡度超過15°後侵蝕量劇增；超過25°～28°後侵蝕量又減少。③植被具有削弱降雨徑流侵蝕力和提高地麵抗蝕力的功能，黃土高原的自然植被遭受人為長期破壞，以致使侵蝕程度愈演愈烈。④黃土結構疏鬆、質地均勻、抗蝕力低，是造成黃土區強烈侵蝕的重要原因。黃土高原北部黃土含大於0.05毫米粒徑的顆粒較高，其抗蝕力較低；中部黃土含0.05～0.005毫米顆粒較多,其抗蝕力比北部稍大;南部黃土含小於0.005毫米粒徑的顆粒較高，抗蝕力相對地較強。因而黃土高原降雨量南部大於北部，而侵蝕強度南部反而小於北部。⑤人為的因素,這種影響是多方麵的。穀間地侵蝕的方式和強度,是由分水嶺向下逐漸變化和加強的。梁峁頂部和斜坡上部以濺蝕、片蝕（包括風力吹蝕）和細溝侵蝕為主，侵蝕強度較小；斜坡中部發生淺溝和細溝侵蝕，強度比其上方坡麵大 5～10倍，斜坡下部發生切溝以後，侵蝕強度更大。

　　溝穀地侵蝕　黃土溝穀的穀坡坡度多在35°以上，是水流由穀間地匯入溝床的通道，因而這裏的水力侵蝕、重力侵蝕和潛蝕都很活躍，常產生泥流。溝穀地的侵蝕過程包括溝床下切，穀坡擴展和溝頭前進。其中，溝床下切和側蝕是導致穀坡擴展的重要原因。擴展方式，在穀緣陡崖處以塊體運動和懸溝、切溝侵蝕為主；在穀坡中下部多數是水流衝刷、潛蝕和瀉溜。黃土區溝頭前進的方式以崩塌和滑塌為主，尤以小型滑塌眾多。溝頭上方坡麵的匯水麵積越大，坡度越大，溝頭前進的速度越快。溝穀地是黃土溝道流域現代侵蝕最活躍的場所，其侵蝕強度在黃土丘陵區約較穀間地大50～70％，在黃土塬區則比穀間地大10～20倍。侵蝕方式和強度從分水嶺至穀底的沿程變化，形成了溝道流域侵蝕作用的垂直分帶特點,一般模式如圖4黃土區溝道流域侵蝕作用垂直分帶模式。

　　侵蝕作用垂直分帶係統中各亞帶占的空間大小和侵蝕強度，受降雨徑流、原始地貌特征、岩性、植被及人類活動等多種因素綜合影響，在各地變化較大，在同一溝道流域的上、中、下遊也有差異。

　　利用和改造　黃土是適於植物生長的土質。黃土富於直立性，其中的天然洞穴曾是原始人類的住處，也為現代人建築住宅提供了有利條件。但是，強烈的現代侵蝕破壞了當地的土地資源，給工農業生產迅速發展造成障礙；大量泥沙入河，淤塞河道，妨礙水力資源順利開發，並使下遊河道經常泛濫成災。所以，必須對黃土地貌進行改造。改造黃土地貌是一項十分複雜和艱巨的任務。首要目標是控製水土流失,方法是增加地麵植被,削減地麵坡度，抬高局部侵蝕基準麵，如坡耕地修築水平梯田、穀底修築土壩和非耕地造林種草等。改造利用要因地製宜，黃土塬區執行“固溝、護坡、保塬”的方針；黃土丘陵區采用“坡修梯田溝築壩，峁頂穀坡搞綠化”的辦法。中華人民共和國成立以來，改造黃土地貌的工作已經取得了很大成績，目前已有20％麵積的侵蝕被基本控製，無定河的輸沙量已較20世紀50年代減少了50％，出現了許多控製侵蝕、發展生產的典型區域。但是控製大麵積水土的流失，還需進行長期而大量的工作。

　　在黃土地層上發育的地貌。黃土是一種黃色的、質地均勻的、鬆散的第四紀土狀堆積物。它具有多孔隙、垂直節理發育、透水性強、富含碳酸鈣、易塌陷等特點。在流水作用、重力崩塌作用和風力吹蝕作用下，形成溝深、坡陡、溝壑縱橫、地麵支離破碎的黃土地貌景觀（見彩色插圖）。根據成因和形態特征，可分為溝穀地貌類型、溝間地貌類型和潛蝕地貌類型。①黃土溝穀地貌：黃土地區，千溝萬壑，溝穀是最普遍和突出的地貌類型。根據溝穀的發育階段和形態特征，黃土溝又分為以下幾種。紋溝—降雨形成的麵狀流水，沿原始黃土坡麵流動，由於微小的地麵差異，產生許多細小的線狀水流，侵蝕地表形成細小的紋狀溝。細溝—坡麵流水增大時，片流逐漸匯集成股流，將地麵侵蝕成大致互相平行的細溝。細溝的寬度一般不超過0.5米，深度0.1—0.4米，長數米到數十米。細溝穀底縱剖麵與斜坡坡形一致，橫剖麵近似“V”字型，溝坡無明顯轉折點。切溝—細溝進一步發展，下切加深，切過耕土層，形成切溝。切溝的寬度和深度均可達1—2米，長度超過幾十米，溝底多陡坎，縱剖麵坡度與斜坡坡麵坡度不完全一致，橫剖麵的穀坡上有明顯穀緣。衝溝—切溝進一步發展擴大，穀底加深，溝壁侵蝕、崩塌加寬，溯源侵蝕使溝穀加長成為衝溝。其縱剖麵為一下凹曲線，與斜坡之凸形縱剖麵成反向。衝溝的溝壁和溝頭都較陡，規模較大，長度可達數公裏或數十公裏，深度達數十米至百米。衝溝進一步發展，溝床縱剖麵坡度逐漸變緩，溝底平坦開闊，並有一定厚度的衝積物堆積，成為坳溝。這時溝穀已較穩定，常被開墾成耕地。②黃土溝間地貌：黃土高原上平緩的地麵，經流水侵蝕切割後殘留於溝間部分的地貌。溝間地貌的主要類型是塬、墚、峁。黃土塬—侵蝕、切割輕微，保存比較完整的黃土高原的原始平坦地麵。塬的麵積多在數十平方公裏以上，周圍有溝穀環繞，邊緣因流水侵蝕和重力崩塌作用而參差不齊。如我國甘肅省東部的董誌塬、陝西省北部的洛川塬等。塬麵上都是當地的重要農耕之地。黃土墚—長條狀黃土高地。黃土塬被切割後形成的。墚頂平坦或稍有緩坡，坡度一般小於5°，邊緣多為黃土深溝。墚頂寬度不一，多數為幾百米，長度一般在數公裏以上。黃土峁—被溝穀分割而成的穹狀黃土丘。其平麵形態為圓或橢圓形，頂部渾圓、邊坡較陡（可達15°—25°）。峁與峁之間被寬淺的分水鞍部分開。若幹峁連成片成為和緩起伏的黃土丘陵。峁是由黃土墚進一步侵蝕切割而成，或是由黃土覆蓋在原始起伏的古地形上，再經流水侵蝕而成。由於黃土質地疏鬆，垂直節理發育，透水性強，在其邊坡部位易發生崩塌，和滑坡形成陡坎，在地震帶上有時成群出現黃土滑坡現象，對人類生產生活造成危害。③黃土潛蝕地貌：地表水沿黃土中的裂隙或孔隙下滲，對黃土中的碳酸鈣進行溶蝕，使其流失或遷移，形成土體空洞，加強流水的衝蝕作用，造成黃土塌陷形成各種地貌，統稱為黃土潛蝕地貌。黃土碟—由於地表水下滲，在重力作用下，使濕潤的黃土壓縮密實而造成地麵下陷，形成一種平緩的碟形凹地。黃土碟一般深幾米，直徑10—20米不等。陷穴—在溝間地或穀坡上部，地表水匯集的地方，由於地表水下滲而造成地下強烈的溶蝕作用，形成的豎井狀和漏鬥狀地麵陷落。陷穴一般深達10—20米，直徑可由幾米至十幾米不等，多分布在坡麵長、坡度大的墚峁斜坡上。黃土橋—兩個陷穴之間由於地下水流的串通，並不斷擴大其間的地下孔道，殘留在兩陷穴間頂部的土體呈現橋形，故稱黃土橋。這是極不穩定的地貌形態，極易崩塌。黃土柱—由流水沿黃土垂直節理侵蝕、潛蝕和崩塌作用造成的黃土柱狀殘留體。一般高幾米到十幾米，多分布在溝邊、坡腳地帶。我國黃土總麵積約63.5萬平方公裏，主要集中在黃河中下遊的陝西北部、甘肅中、東部、寧廈南部和山西西部。由於這個地區的地勢較高，稱為黃土高原。黃土疏鬆、土層深厚、礦物質豐富，對農業生產很有利。但是黃土分布區多在半幹旱地區，雨水少，植被稀疏，這裏又是曆史上開發最早的地區，自然植被遭到破壞，土壤侵蝕嚴重，暴雨集中，地麵切割破碎，滑坡、塌陷等給工程上帶來影響。因此，對黃土地貌的研究在經濟建設上具有重要意義。