[科普中国]-黄土丘陵

黄土丘陵发育在黄土地区，由黄土组成的丘陵。黄土结构疏松，具多孔性和富垂直节理，易被流水侵蚀。1

简介黄土丘陵 （**loess hills）**是我国黄土高原上的主要黄土地貌形态。它是由于黄 土质地疏松，地表植被和生态系统遭到严重破坏，加之黄土高原地区雨季集 中于七、八月份、降水强度较大，被地表流水冲刷形成的。黄土丘陵按其形 态可以分为两种；长条形称为“梁”，椭圆形或圆形的称为“峁”。梁和峁的顶部面积都不大，但斜坡所占的面积却很大，坡度一般为 10—35 度。 黄土梁、峁地区地面非常破碎，沟谷密度很大。山西省的漳河、沁河上、中游流域和陕北、陇东黄土高原的北部，黄土丘陵分布广泛。如革命圣地延 安所在地，就是黄土梁、峁的分布区，那里的梁、峁海拔一般在 1000—1300 米，相对高度为 60—150 米。黄土丘陵地区，水土流失严重，植树、种草， 修筑梯田，进行水土保持的任务十分艰巨。

基本情况黄土丘陵沟壑区分布广，涉及7省（区），面积21.18万平方公里，主要特点是地形破碎，千沟万壑，15°以上的坡面面积占50～70%。依据地形地貌差异分为5个副区。1～2副区主要分布于陕西、山西、内蒙三省（区），面积为9.16万平方公里，该区以梁峁状丘陵为主，沟壑密度2～7km/平方公里，沟道深度100～300m，多呈“U”型或“V”字型，沟壑面积大，沟间地与沟谷地的面积比为4：6。3～5副区主要分布于青海、宁夏、甘肃、河南四省区，面积12.02万平方公里，该区以梁状丘陵为主，沟壑密度2?4km/平方公里。小流域上游一般为“涧地”和“掌地”，地形较为平坦，沟道较少；中下游有冲沟。黄土丘陵沟壑区是中国乃至全球水土流失最严重的地区。水土流失不仅成为困扰该区农业可持续发展和人民脱贫致富的主要问题，而且也为黄河下游地区带来一系列的生态环境问题。

开发途径加强坝系水土资源利用配套工程建设淤地坝建设不仅是滞洪拦泥的主要工程措施，而且是利用水沙资源服务于当地经济建设的有效措施。以前，坝系建设十分重视前一方面，而对后一方面重视不够，致使水资源利用工程不配套，限制了水土资源利用效益的发挥。因此，淤地坝与水资源利用保护工程的合理布局、优化设计和已成坝系的改造配套是充分利用坝系水土资源的前提和基础。

加强病险坝维修改造

据陕西省1990年对陕北淤地坝的普查，陕北地区31797座淤地坝中病险坝24107座，占75.8%。绥德站对5条典型沟道的调查，628座淤地坝中479座为险坝，占76%。病险坝长期失修?大多数坝体被拉开缺口?使坝地变成了台田，既不拦洪又不保肥?失去了拦蓄和增产效益，水土资源得不到有效合理利用。造成这一现象的主要原因是重建轻养，重用轻管。其解决途径是增加养护投资，加强病险坝的维修改造，加大用管结合的管护制度建设，增强管护意识。

提高坝地生产力坝地土壤田间持水量大、团粒结构性好、空隙度高、养分全面。因此，充分开发坝地资源，挖掘坝地的生产潜力是开发利用坝地的中心任务。其主要采取的农业技术途径有：

①深翻改土。坝地土壤具有土层厚、湿度大、土壤紧密的特性，但坝地因处于沟道低洼地带，地温低，应适时进行秋翻、深翻，疏松土壤?改善土壤通气状况?增加土壤地温。

②推广地膜覆盖技术。坝地地温低，农作物不易出苗，利用这项措施既可早种植易捉苗?又可保水抗旱?在洪水来临之前农作物就可长高，提高了抵御洪水能力。绥德韭园沟流域三角坪村，1999年全村坡地因干旱粮食绝收，绝大部分坝地也因干旱而收成不好。三角坪新坝则利用地膜覆盖技术种植玉米，平均亩产达500kg，大大地提高了坝地的保收率。

③引洪漫地，改变坝地土壤特性。榆林沟冯家渠2号坝坝地引洪淤漫后与淤漫前相比，有机质含量提高21.8%?全氮含量增加13%?产量第一年提高3倍，第二年提高2倍，第三年提高1.5倍。

④充分利用洪水资源，扩大水坝地面积。对有长流水的沟道或地下水丰富的坝地?实行坝地水利化，增产效益非常显著。绥德韭园沟三角坪大坝，1998年对坝地进行水利化配套的同时，在上游修筑了一座拦洪坝，蓄水对坝地实施灌溉，使坝地单产提高近30%。干旱年份更能显示出其增产效益。

优化淤地坝运行方式有计划地对坝系洪水泥沙进行人为调节，是水沙合理利用的有效途径。主要有以下几种形式： ①上坝拦洪、下坝利用。自沟口向沟掌逐步建坝，上拦下用逐步形成坝系。这种运用方式的特点是：坝系拦蓄能力高，坝地形成快、收益早。

②计划淤排、轮蓄轮种。坝系初步形成后，根据各坝的实际情况，有计划地安排一部分坝地蓄洪拦泥，大部分坝地进行种植利用，所来洪水除种植坝计划漫淤外，其余排入蓄洪坝。经几年淤积，视坝系内各坝实际情况对蓄水拦泥坝与生产利用坝进行调整，实行各坝轮蓄轮种。绥德王茂沟坝地生产就采用这种方式运行，增产效果良好。

③增设排洪设施。对控制流域面积大的大型淤地坝，淤满后及时配套建设排洪设施，这样既可保证坝体安全运用，又可保证坝地安全生产。

合理利用水资源，防治坝地盐碱化

对水资源采取科学合理的利用措施，改善地下水排泄条件，降低地下水水位，使坝地盐碱土壤向脱盐方向转变是治碱的根本措施。

①提高前期蓄水利用率。流域坝系建成后，在坝库未淤满前一般既拦洪水又蓄清水，因此蓄水利用是坝库前期利 用的主要任务。主要是利用水面进行水产养殖和发展灌溉，在有条件的地方还可发展第三产业，诸如旅游、垂钓、水上娱乐等项目。

②搞好坝系地下水合理利用规划。黄土丘陵沟壑区地下水资源比较贫乏，在沟道坝系建设和发展中，修建淤地坝使泉眼压埋造成饮水困难和坝地盐碱化的现象较为普遍。因此，要在坝系规划前调查地下水资源的出露点数量、流量、地下水储量等，并合理安排修建适当的蓄水池、小水库，把那些有利用价值的泉眼设法保留下来，有效地保护好地下水资源，发展水坝地、防止坝地盐碱化。

③重视盐碱化坝地的治理。坝地盐碱化是坝系水土资源开发利用率低下的主要因素之一。坝地盐碱化治理可采取以下有效措施：

修建排水系统。在坝地尾部盐碱地分布区开挖排水沟，降低地下水位，排除坝地尾端积水。陕西横山县赵石畔坝采用该方法治理盐碱坝地，效果非常显著。

垫土压碱。对不能降低排洪渠高程的坝地，可采取垫土压碱的方法，即在坝地尾部采用台阶式垫土，其垫土厚度视排洪渠比降大小而定，一般情况下坝地高出地下水位2.2m以上为宜。

引洪漫淤。引洪漫淤可洗盐治碱，还可提高坝地肥力。具体做法是在坝地上建腰坝或防洪坝，利用部分洪水进行漫淤，通过漫淤压盐。对于地下水位较高，实在难以治理的盐碱坝地，可以通过改变利用方式，种植耐盐碱作物等途径，提高坝地资源的利用率。在水源不足的情况下，还可栽植柳树、青杨树等。在技术许可条件下，可利用重盐碱地发展水面养殖。

水土资源开发利用黄土丘陵沟壑区的淤地坝工程具有良好的生态和经济效益，主要表现拦截泥沙、改善耕作条件、增加粮食产量 等方面。随着经济社会与生态环境建设的发展，坝系建设存在的坝地利用率低、种植结构不合理、运行状况不良、盐碱化严重等问题也越来越突出。根据多年来淤地坝建设的经验，应通过加强配套工程建设、加强病险坝维修改造、优化运行方式等途径加以解决。

淤地坝是黄土丘陵沟壑区治理水土流失的最后一道防线，因其强大的拦泥淤地及生产效益在黄土丘陵沟壑区得到大力发展，其蓄洪拦泥的最终产物——坝地是宝贵的土地资源。黄土高原已有坝地38万多公顷，其中黄土丘陵沟壑区坝地面积达14.63万公顷。20世纪90年代以来治沟骨干坝得到大力发展，对提高本地区小流域淤地坝坝系防洪能力和坝地的增产增收、安全生产起到了极其重要的作用。现有淤地坝工程尚有40%的可淤地面积的发展潜力，同时还有14万公顷的黄土丘陵沟壑区的坝地资源，可发展坝地70万～140公顷。

水土资源现状及存在问题利用现状历史上淤地坝建设和发展的主要目的是：就地拦泥淤地，改善耕作条件和提高粮食产量。研究表明：1960～1989年河—龙区间淤地坝拦减泥沙33687.4万t，为黄河减沙作出了巨大的贡献。在粮食生产上，以占粮田8.3%的坝地生产出了占总产量23.5%的粮食。随着当地生态经济建设的发展和产业结构的调整，淤地坝坝系水土资源的作用愈来愈显得重要，开发利用存在的问题和不足也表现出来。

存在问题一是坝地利用率低。对典型小流域坝地利用结构的调查表明，坝地利用率为67.7%，因盐碱化危害不能利用的面积占15.5%，道路与排洪渠占6.7%，其他原因造成的不可利用面积占10.1%；坝地资源的利用率还有很大的潜力可挖，特别是在盐碱坝地的改良利用方面，还大有文章可做。

二是坝地种植结构不合理。主要是种植传统农作物且作物品种比较单一，坝地的生产经济效益比较低，制约着坝地效益的充分发挥。与市场的结合上还存在相当大的差距，调整的空间很大。

三是淤地坝运行状况不良，影响水资源合理利用。85%的黄土丘陵沟壑区淤地坝是20世纪80年代以前修筑的，经过长期生产运用，库容基本已淤满，大多数淤地坝泄水溢洪设施不配套，加之长期失修，拦泥淤地能力锐减。绥德韭园沟流域有淤地坝235座，已失去拦蓄洪水能力的淤地坝180座，占总数的76%。这一现象在晋西、内蒙古也普遍存在。而且相当部分坝体只设置了土质溢洪道，经多年洪水冲刷，不断延伸扩展，威胁坝体安全和坝地利用效益的发挥。

四是坝系水资源配置不合理，坝地盐碱化严重。坝系水资源包括洪水资源和地下水资源。大部分坝系配套不全，水资源利用率不高。据对陕北、晋西、内蒙古南部典型小流域坝系调查?小流域水资源的利用率均小于10%。加之地下径流排泄不畅，造成严重的坝地盐碱化现象。韭园沟坝系因地下水造成坝地盐碱化而不能利用的面积占总坝地面积的13%。

退耕还林中的科学技术问题两年多来，中科院水保所在延安市宝塔区、安塞县707平方公里的范围内，与省、市、县（区）、乡政府及试区农民相结合，建立了“黄土高原水土保持与生态环境建设试验示范研究”基地。科学地实施退耕还林，封山绿化，加强植被建造，研究解决中尺度区域退耕还林中的科学技术问题，取得了显著成效。

先进的造林技术是提高造林成活率的关键延安黄土丘陵区地形起伏，沟壑纵横，水土流失严重，形成水分条件完全不同的小生境，加之土壤干层存在，增加了人工植被的难度。过去延安地区造林成活率与保存率不足20%。其主要原因是造林中把关不严，在起苗、运输、发放、栽植过程中，没有严格按操作规程办事，导致苗木失水严重，根系受损，使造林成活率低；受恶劣的气候影响，春季造林时干旱多风，根系供水能力弱，导致苗木失水死亡；造林成活后管护不力，使人为破坏严重。试区针对上述问题，推广防风抗寒、抗旱的造林技术与之相配套的集流、平茬、深栽、覆土埋苗等管护技术，取得了明显效果。

集流造林技术是解决造林水分不足的重要手段。试区在北宋塔栽植的286亩侧柏、山杏、油松混交林，采用水平壕带栽植，通过坡面集流工程，提高土壤含水量7%-8%，其成活率达93%，树木当年抽条长度5cm-10cm。在县南沟流域栽植的1000多亩刺槐采用的是水平壕田集流技术，成活率达90%以上。

深栽埋苗技术。秋季在稍塬梁栽植的13000棵油松、侧柏、采用的是深栽埋苗技术。即栽后用松土将树苗埋没，防止冬春季寒风吹干树苗，于谷雨后刨土放苗，幼苗水分充足，返青快，成活率在95%。春季试区又在稍塬梁栽植21000棵油松、侧柏，采用同样的深栽埋苗技术，于谷雨后刨土放苗，前后虽然只有30多天，但避免了陕北春寒的袭击，成活率在90%以上。这一技术为黄土丘陵区常绿树种的造林提供了有效的途径。

截杆造林技术，延安冬春连旱并伴随着强劲的寒风，对造林影响很大。试区栽植的沙棘采用的是截杆栽植技术，苗木发芽率高，成活率高。

退耕还林的目的在于植被的恢复与重建，一个有稳定生态功能和相对高的生产力植被群落的关键在于适宜的树、草种选择，缺乏多样的适应性强的树草种将导致该地区生物多样性的单一，群落稳定性差，不利于保持和发展持久的生态环境建设效力。退耕还林草前，延安地区一般采用单一树种营造纯林，导致许多问题。首先是树种与立地条件不相适应，造成树种与环境不相统一，影响树木生长，形成小老树；其次是外来树种与当地条件不相适应，产生更新不良及土壤干层的后果，导致这一代衰败后，没有后续物种接替，不能建立稳定的永久性植被。为此，试区根据适地适树的原则，选择以乡土树种为主，合理引进外来种。根据安塞生态站近30年树种引进的试验结果，试区从外来树种和本地树种中筛选出元宝枫、新疆杨、沙棘、辽东栎、刺槐、柠条等适应性强的树种，实行适地栽植，并与乡土树种一起营造混交人工林，改变过去树种单一的格局。

适地适树 植树成林 提高植被覆盖率针对过去植被建造与布局未遵循植被分布的地带性规律，使造林受局部地貌类型及小气候影响的问题，依据不同的立地条件与土壤水分，进行不同树种的混交，建立立体式的绿化带。在稍塬梁根据不同的坡度、坡向，实行多树种混交，效果相当好。

在缓、阳坡选择耐寒耐旱性强的侧柏、沙棘、狼牙刺进行乔灌混交，阳坡水分条件差，而沙棘、狼牙刺属小灌木，在缓坡适应性强，易形成小环境，有利于植被的自然演替，也利于侧柏生长。在阴坡、半阴坡选择耐荫、耐寒的油松、辽东栎、五角枫、细裂槭等乡土树种混交，植被恢复快，建立了以乡土树种为主的植物群落。

在缓坡进行草灌乔混交，将苜蓿、冰草、无芒雀麦草与刺槐、侧柏、油松混交。一般草为浅播，利于出苗，草灌乔可同时播种、栽植，草灌已形成群落，再过若干年，油松、侧柏成林后自然演替为乔灌群落。这种混交既可作饲料基地又可增强水土保持与水源涵养功能，同时提高林地土壤肥力，促使乔木生长。

在半缓坡上进行乔灌经济林混交，将金银花、山杏混交种植。金银花是中药材，又属葡匐性灌木，覆盖度好，既保水土，一年又可采摘两次花，在短期内能给农民带来效益，也利于山杏生长。

沟道沟谷地造林。沟道土壤含水量高，树木生长明显好。在沟道、沟谷地种植刺槐或速生杨，并在沟口栽植沙棘，沙棘成活后生长快，是阻止沟道水土流失的植物柔性坝，效果明显。在县南沟、燕沟沟道两旁栽植93000棵杨树，14000棵侧柏，同时在退耕的荒沟荒坡上栽种刺槐4050亩，成活率在85%以上。

混交类型的优化配置 提高植被的稳定性根据退耕地生态演替规律与植物水文生态效益及植物生物学原理，进行林分结构与混交类型的优化配置。依据植物互补性原理，进行针阔叶林的混交，如将油松、侧柏与山杏混交，利于水土保持，利于今后森林防火。 依据植物耗水特性，将深根与浅根的树种混交，利于土壤水分的利用，利于抑制土壤干层的形成。在康家圪涝沟天然沙棘林里栽植新疆杨，成活率高，且生长快。沙棘固氮易被杨树吸收，杨树耗水大，沙棘耗水相对小，沙杨混交互补性强，生产力明显提高。

依据植物演替规律，进行乔灌混交。在柳林乡搞了60亩植被演替规律试验示范，在自然形成的草灌群落中人工栽植侧柏、油松、辽东栎、丁香等乡土树种，不仅成活率高，而且苗木抽条长，三五年后草灌植物群落自然向乔灌植物群落演替。同年又在高桥乡经封育两年后的山坡上，自然形成的草灌群落中栽植了50亩侧柏，成活率高，利于侧柏的生长。这种封育补植的办法，加速了植被的自然演替，这对大面积退耕的荒坡地是促进植被自然演替的简单易行且十分有效的办法。在安塞县县南沟流域7000亩封禁的地域内，开展了春季、雨季造林种草试验，营造侧柏100亩、油松50亩、沙棘50亩、沙打旺与柠条混播400亩，并完善不同类型的林草植被2000亩。

依据不同树种的生长规律与习性及黄土高原植被恢复过程中形成土壤干层的特性，实行以乡土树种为主，带状种植，建立复合植被；坡地实行斑块状式多树种混交。

两年来，试区在高桥、柳林、沿河湾等乡镇的6条小流域内，营造各种类型的混交林4000多亩，成活率高，生长好，植被建设已初见成效。 中科院水保所在延安707平方公里的大范围内进行水土保持与生态环境建设尚属首次 ，通过试验示范与研究相结合，植被建设已初见成效，其关键的因素是提高了退耕还林中的科技含量，退耕还林中诸多科学问题的阐明，新技术的应用将保障退耕还林的科学合理的实施与健康的发展。

陕北黄土高原丘陵沟壑区陕北黄土高原丘陵沟壑区是我国黄土高原的重要组成部分,它位于北纬35°20′30″～38°24′、东经107°41′～110°47′,北接长城沿线风沙滩地区,东隔黄河与山西相望,西连子午岭与甘肃省毗邻,南面大致以梁山、黄龙山为界与关中平原盆地区相接,包括榆林地区的清涧、绥德、子洲、米脂、吴堡、佳县和延安市的宝塔区、子长、延长、延川、安塞、志丹、吴旗、甘泉、洛川、富县、黄陵、宜川等19个县区,总面积43578平方公里,占全省总面积的22.2%。

本区地域广阔,地貌形态和自然条件南北差异明显,可进一步划分为西北部白于山南侧梁塬墹自然区、北部黄土梁峁丘陵沟壑自然区、中南部黄土塬梁沟壑区和南部土石低山自然区等4个亚区。

本区为华北陆台鄂尔多斯地台的一部分。鄂尔多斯地台亦称陕北构造盆地,它东界山西台背斜(吕梁山脉),西接贺兰台向斜,南到渭北山地,北抵内蒙古台向斜(阴山山脉),在构造上是一个台向斜,其轴部大致在盐池与定边之间,由盐池牛毛井向南经莲花池、下庄、红柳沟至甘肃环县、庆阳一带。本区处于鄂尔多斯台向斜中段的东翼和东南角,所见古生代和中生代地层均向西倾斜,岩层倾角一般为2°～5°,大者也不超过10°,构成一个平缓的大的单斜构造。

地球物理探测结果表明,沿榆林、靖边城东、王家湾、志丹东南、曹新庄、墩梁东、直罗镇西黑水寺、子午岭东侧入咸阳地区划一条线,可将本区分为东西两部分。该线东侧为陕北单斜翘曲构造,线西侧为陕甘宁拗陷向斜构造。向斜的西翼缓,东翼陡。东翼峰线便是东部单斜翘起的西缘,即榆林—横山—靖边—志丹、吴旗一线。上述构造特征控制着该地区沉积岩层的发育,使其具有东老西新、东薄西厚的特点。

鄂尔多斯台向斜以升降运动为主,振荡幅度小,构造简单,无大型褶皱和断层,长期以来是比较稳定的地区。陕北地区的重力、电探以及区域钻孔、矿井剖面等方面的资料表明,古生界总的面貌是东高西低,但在榆林地区的横山和延安地区的富县存在两个北东一南西向的高重力异常区的隆起带。这两个隆起带实际上是山西台背斜向西延伸的分支。由此就奠

定了区域基底构造具有隆起与拗陷呈带状相间分布的特点。这种构造特点在上覆岩层的构造上也得到反映。

分析研究还表明,本区在单斜构造基础上,既表现有南北隆起与拗陷相间的带状构造,又表现出东西为阶梯状构造,这种构造的形成,是由于地台在周围及本区构造运动的作用下,产生由东向西掀起,同时又承受南北阻力的反作用,因而在单斜层上产生次一级的比较普遍存在的鼻状构造。据勘测,陕北东部斜坡(榆林—志丹—正宁以东),为一西倾陡坡,其上有17个鼻状构造及4个局部封闭构造。在正宁—吴旗一乌审旗一带,为一平缓西倾斜坡,其上有29个鼻状构造及16个封闭构造。这些鼻状构造是一种向西倾没的浅背斜,表现为东部翘起开口,顶部平缓,两翼较陡的箱形鼻状构造,均为东西向展布,并逐渐向西过渡为开放性单斜而消失。鼻状构造顶部又有鞍状的轻微起伏,有些地区形成小的圈闭穹窿构造。这种构造形式有利于石油、天然气的赋存。

鄂尔多斯台向斜区内,无明显的大断裂发育。据勘测,本区除白于山南坡有一大的东西向断层外,仅在青阳岔、子洲南部、吴堡和府谷北部见有小范围、短距离、断距不大的断层。断层走向,在青阳岔为东北—南西向,在子洲南部和吴堡为东西向,在府谷为北西—南东向。因受区域构造体系的控制,岩层中普遍发育有北北东向和北西西向的X形共轭裂隙构造。区内除吴旗附近白垩系地层中见有厚约0.2米的咖啡色凝灰岩外,无其他火山岩出现。

第四纪,本区新构造运动以间歇性的缓慢上升为主。依据河流下切深度判断,高原的总体抬升量约200～300米。白于山是陕北主要大河的发源地,由于上升较快,其南坡的河流深切于基岩中100米左右,向南逐渐减少到50～80米。其北坡地势高差相对较小,仅100～200米,河谷底部出露白垩纪地层。

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学