砒砂岩地区水土流失及其治理途径研究

《砒砂岩地区水土流失及其治理途径研究》是关于砒砂岩水土流失及其治理的科技书籍。砒砂岩分布于 晋陕蒙接壤区，水土流失严重，泥沙粒径粗，是黄河中游多沙粗沙区和粗泥沙集中来源区的重要组成部分。通过遥感解译、水文气象资料分析和实地调查研究，界定了砒砂岩分布范围，划分了分布类型，分析了水土流失特点及产流产沙特点，总结了现有治理经验和研究成果，探讨了治理开发途径。可供水利、水保、林业、牧业、地理等专业科技人员参阅，也可作为大专院校相关专、业师生的参考书。

其一、实施生态修复和植被建设。砒砂岩区地广人稀，荒地资源丰富，加之能源重化工基地建设和城镇化进程加快，广大农村人口增长趋势已渐和缓。尽管降雨时空分布不均，但多年平均降雨量约400mm。在该区域实施生态修复将是生态建设中速度最快、效益最好、成本最低的措施之一。

其二、以沙棘作为砒砂岩区生物措施治理的突破口。根据现有沙棘的生长表现来看，沙棘可作为砒砂岩区生物治理的突破口，尤其适宜在水土流失严重的裸露砒砂岩上推广种植，以充分发挥其优良的防护效能。从长远来看，栽种沙棘应结合本区特点，对于平缓区应尽量采用宽带状种植，株行距以1～24×6～10m为宜，以利于放牧。大力提倡营造沙棘混交林，在发挥沙棘保水保土效益及改良土壤功能的同时，为其它植物的生长发育创造适宜的环境，促进该区植被向良性演替方向发展。另外，还要加强沙棘优良品种的开发研究，以提高其经济价值。

其三、在盖沙砒砂岩上种植柠条。柠条耐干旱瘠薄，适应广泛，在砒砂岩区的各种土地条件下生长良好，尤其适合生长在松散的沙质土上。因此，宜在盖沙砒砂岩区应推广种植。

为了充分利用柠条的放牧价值，应提倡轮封轮牧，适时平茬，合理利用。对低产沙地草场，可通过补植或补播柠条加以改造，提高草场的利用价值。

其四、油松、沙棘可作为砒砂岩区造林的主要树种

从调查结果可以看出，油松能在砒砂岩坡面上正常生长，年平均高生长20-30cm，沙棘无论在坡面还是沟道，均能很好生长，年均高生长量20-50cm。因此，油松、沙棘是砒砂岩区造林的主要树种，但油松只适宜在砒砂岩缓坡上造林。

另外，在砒砂岩区具有推广价值的优良饲草植物有：羊草、冰草、无芒雀麦、紫花苜蓿、沙打旺、扁蓄豆、野豌豆、驼绒藜等；优良灌木树种有：花棒、羊柴、乌柳、沙柳、柽柳、黄刺玫、蒙古莸花、芨芨草等；优良乔木树种有：侧柏、樟子松、河北杨、旱柳、刺槐等。

根据不同草树种的生物学特性和造林立地条件，砒砂岩区宜采用混交类型进行植被建设。

砒砂岩集中分布黄土高原北部晋陕蒙接壤地区的鄂尔多斯高原，在内蒙古自治区鄂尔多斯市的东胜区、准格尔

旗、伊金霍洛旗、达拉特旗、杭锦旗，在陕西省的神木、府谷两县，山西省的河曲、保德两县和清水河县，在各主要直接入黄支流的分布面积以窟野河和皇甫川面积最大，其次为孤山川、清水川、浑河，还约有三分之一面积的砒砂岩分布在内蒙古十大孔兑及其它直接入黄支沟。按覆土程度可大致分为三大类型区，即裸露砒砂岩区、盖土区、盖沙区，总面积1.67万km2。

砒砂岩在各主要直接入黄支流的分布面积以窟野河和皇甫川面积最大，其次为孤山川、清水川、浑河。皇甫川、孤山川、清水川几乎全流域都分布在砒砂岩区，窟野河在神木以上基本全部分布在砒砂岩区。还约有三分之一面积的砒砂岩分布在内蒙古十大孔兑及其它直接入黄支沟。

裸露砒砂岩区：砒砂岩直接见于地表，上面无黄土、风沙土覆盖或覆土（沙）极薄（0.1-1.5m）。凡是此类砒砂岩出露面积占总面积70%以上的区域，即为裸露砒砂岩区。裸露砒砂岩区地貌多呈岗状丘陵，沟壑密度平均为5～7km/km2，植被稀少，覆盖度极低，上覆薄层的黄土或浮沙，一般为10～150cm，基岩大面积裸露。侵蚀模数2.1万t/km2.a左右，以水蚀为主，复合侵蚀严重。砒砂岩不仅在沟谷中出露，而且在坡面上出露。岩性为砾岩、砂岩及泥岩，交错层理发育，颜色混杂，有棕红色、紫红色、黄绿色、白色、灰白色，风蚀与水蚀都很严重。其影像特征是沟谷水系发育，沟谷阴影不明显，影像色调较浅，缺乏植被的颜色（绿色），大部分地区呈现肉红色、浅紫色。

盖土区：砒砂岩掩埋于各种黄土地貌之下。砒砂岩作为黄土沉积前的一种凸凹不平的古地形，代表了黄土沉积前的整个沉积间断，其本身就是一种风化剥蚀面，呈波状面分布。在沟谷中表现为黄土戴帽，砒砂岩穿裙的特殊的地貌景观。黄土覆盖一般大于1.5m，凡是此类砒砂岩分布且砒砂岩出露面积达30%以上的区域，称为盖土砒砂岩区。盖土砒砂岩区地貌多呈黄土丘陵沟壑，植被覆盖较裸露区好，上覆黄土或浮沙，黄土层从几米到几十米不等，梁峁顶部分布较厚，沿坡从上到下逐渐变薄。沟壑密度在3～6km/km2之间。除部分梁峁和缓坡地为耕地外，多为天然草场，植被覆盖度为20%左右，侵蚀模数1.5万t/km2.a，属剧烈侵蚀区，以水蚀为主，水蚀、风蚀和重力侵蚀交替发生。砒砂岩主要在沟缘线以下的沟谷中出露，而且切割很深，呈典型的“V”字形沟道，坡度在35°以上。岩性为砂岩及泥岩，层理发育，但每一种颜色的砒砂岩分布厚度较大，颜色有紫红色、黄绿色、灰白色。与裸露区相比，盖土区植被较好，因此影像特征表现为整体绿色较多，沟谷水系发育。由于沟道切割很深，因此沟谷阴影明显，影像色调较深。

盖沙区：由于受库布齐沙漠和毛乌素沙地风沙的影响，鄂尔多斯高原上的丘陵及梁地砒砂岩掩埋于风沙之下，或形成部分沙丘及薄层（10～30m）沙和砒砂岩相间分布，或形成风沙戴帽，砒砂岩穿裙的地貌景观，凡有此类砒砂岩分布且出露面积达30%以上的区域，称为盖沙砒砂岩区。平均沟壑密度为1-3km/km2，地表沙化严重，侵蚀模数0.8万t/km2.a，以风蚀为主，呈现出风、水蚀复合侵蚀的景观。盖沙区与裸露区及覆土区的区别就是地表黄土覆盖薄且有浮沙覆盖，地表水系不发育。因此，它的影像特征是纹理不明显，水系不发育，沟道阴影较轻，有明显沙地的影像特征。岩性为泥岩、含砾砂岩、页岩、及长石砂岩，胶结疏散。

砒砂岩是一种松散岩层，具体指古生代二叠纪（约2.5亿年）和中生代三叠纪、侏罗纪和白垩纪的厚层砂岩、砂页岩和泥质砂岩组成的岩石互层。砒砂岩为陆相碎屑岩系，由于其上覆岩层厚度小、压力低，造成其成岩程度低、沙粒间胶结程度差、结构强度低。岩性为砾岩、砂岩及泥岩，交错层理发育，且颜色混杂，通常以粉红色、紫色、灰白色、灰绿色互层相间而存在，所以也叫“五花肉”。由于其成岩程度低、沙粒间胶结程度差、结构强度低，遇水如泥、遇风成砂，水土流失非常严重，也由于这种岩层自身物理、化学性质和当地特殊的自然、人文环境，使得该岩层极易发生风化剥蚀，群众深受其害，视害毒如砒霜，故称其为“砒砂岩”。