第1章 自然环境背景

1.1 地质地貌

区域地质地貌条件是现代土壤侵蚀发生与发展的基础。首先，区域地质构造和新构造运动决定了地表起伏状态和侵蚀区、堆积区的空间分布；其次，岩石的物理、化学性质和破碎程度，以及沉积物的结构、沉积层的厚度等物质基础决定了岩层的透水性和抗侵蚀能力；第三，地貌类型及相应的形态特征直接影响着区域土壤侵蚀的类型和强度。

1.1.1 地质背景

中国幅员辽阔，地质环境的空间差异较大，发展历史也不尽相同。总体来说，我国地质有以下两大基本特征。一是各时代地层发育齐全。出露地层由古至今包括太古宇（AR）、元古宇（PT）、下古生界（Pz₁）、上古生界（Pz₂）、中生界（Mz）和新生界（Cz），面积共计约867万km²，占全国陆地总面积的90.3%。其中，新生界和中生界的地层出露面积最大，分别占各类地层出露总面积的46.2%和28.3%。这两类地层主要由松散沉积物和轻度胶结的碎屑岩构成，极易遭受侵蚀破坏。二是地质构造格局及其演化过程复杂。我国地质构造历史的演化通常划分为12个构造期（构造旋回），每个构造期有其相应的代表性构造运动，并伴随着强烈的岩浆活动和区域变质作用。大陆的两大类基本构造单元，即以陆块为代表的稳定区和以陆缘为代表的活动带，在其发展历史中，均经历了多旋回的构造运动，形成不同尺度、不同形式地质构造的相互叠加，造就了复杂的岩性组合和破碎的构造分割状况，为土壤侵蚀提供了丰富多样的物质基础。

1.1.2 地貌特征

我国地形起伏明显，高原和山地主要分布在西部内陆地区，平原和丘陵集中在东部沿海地带，呈现西高东低三级宏观地貌阶梯。最高一级地貌阶梯位于我国西南部，以青藏高原为主体，周缘为喜马拉雅山、昆仑山、阿尔金山、祁连山和横断山脉，总面积约230万km²，平均海拔4000～5000m；第二级阶梯位于青藏高原以东、以北，延伸至大兴安岭—太行山—巫山—雪峰山一线，面积约400万km²，平均海拔1000～2000m；第三级阶梯即为大兴安岭—太行山—巫山—雪峰山一线以东地区，平原与丘陵、山地交错分布，面积约330万km²，海拔一般500m以下。每一级阶梯都由一个起伏和缓的代表性地貌面和一个前沿坡度骤降带组成。后者的相对高度和坡度较大，往往成为我国严重的土壤侵蚀区。

根据形态特征，陆地地貌一般分为山地、丘陵、高原、平原和盆地。这些地貌类型占我国陆地面积的比例依次为33%、10%、26%、12%和19%。根据成因，我国地貌分为以下3类：外营力如重力、流水、风力、冰川、生物等作用塑造的侵蚀地貌和堆积地貌；内营力如构造运动、岩浆作用等形成的各种原生或次生的构造地貌和熔岩地貌等；在物质条件影响下发育成如喀斯特地貌、页岩地貌等各类岩石地貌。不同的形态类型和成因类型组合，造就了我国复杂多样的地貌类型。以四大高原为例，在形态上同属高原，但成因却各不相同。青藏高原是新构造强烈抬升的山原性质高原；内蒙古高原属于新构造显著抬升的剥蚀性质高原；云贵高原是新构造抬升的喀斯特高原；黄土高原则是以构造抬升为主，黄土层加积为特点，二者共同作用形成的类型独特的叠加高原。

从土壤侵蚀的角度来看，山地、丘陵和高原边缘等相对高差显著的地区易遭受水力和重力等外营力侵蚀；而在相对平缓的高原内部、盆地和平原地区，土壤侵蚀比较轻微。但在西北内陆地区，盆地底部的低平堆积性平原在干旱气候条件下也极易遭受风力侵蚀。土壤侵蚀在我国广泛分布，几乎遍及所有的省、自治区和直辖市。

1.1.3 地貌分区和土壤侵蚀

基于三大地貌阶梯及其南北向地貌的宏观差异，我国可分为东部低山平原、东南低中山地、北部高中山平原盆地、西南中高山地和青藏高原5个地貌（一级）大区。在此基础上根据地貌类型及其成因组合特征可进一步划分出38个地貌（二级）区（表1-1）。各地貌单元的地质基础和地貌特征各异，土壤侵蚀也呈现出明显的区域差别。

1.1.3.1 东部低山平原大区

东部低山平原大区位于第三级地貌阶梯北部，大兴安岭—太行山东麓以西，东临黄、渤海海滨，南至大别山北麓—钱塘江口，包括三江平原、松嫩平原和华北平原等一系列堆积平原及长白山、小兴安岭、宁镇丘陵等低山丘陵。

河流堆积平原地势低平，土壤侵蚀一般比较微弱，在河流曲流发育或河道调整过程中偶有侧方侵蚀及由此引发的河岸坍塌等重力侵蚀发生。三江平原、松嫩平原和华东平原都有此特点。但在松嫩平原边缘及华北平原，土壤侵蚀较为严重。

松嫩平原的边缘为长白山与大、小兴安岭的山前冲洪积台地。此地段介于构造下沉区与抬升区之间，第四纪时期曾下沉并接受山前冲洪积物甚至湖相沉积，更新世后期又上升成为台地。松散物质的堆积和相对高起的地形为土壤侵蚀奠定了基础。这一区域夏季降水集中，土壤易遭受雨滴溅蚀和地表流水侵蚀；冬季寒冷，冻融作用降低了土壤的抗侵蚀能力，在春季干旱多风时往往造成强烈的土壤风蚀。华北平原的地貌类型和土壤侵蚀状况更为复杂。首先，山前洪积倾斜平原受山地新构造隆起的牵引而抬升，遭受河流切割后形成山前洪积台地，易发生水力侵蚀。其次，河流泛滥为堆积平原地表带来大量松散沉积物，在华北冬春季节干旱多风的条件下极易遭受风蚀。第三，近年来，大量超采地下水导致地下水位下降，沼泽和湿地减少，易被改造为耕地，加剧了冬春季节的风力侵蚀。第四，19世纪黄河改道改变了苏北滨海平原泥沙的蚀积运动状态，导致现代海岸线快速侵蚀后退。

相比堆积平原，山地和丘陵的侵蚀作用更为普遍和明显。由于东部低山平原大区降水主要集中在夏季，且多暴雨，水力侵蚀强烈，特别是在基岩比较软弱、风化较强或地表覆盖有松散层的部位，易发生严重的坡面侵蚀和沟谷侵蚀。

1.1.3.2 东南低中山地大区

东南低中山地大区位于第三级地貌阶梯南部，伏牛山—巫山—雪峰山—云贵高原东南边缘一线以东，北临大别山—钱塘江口，东南分别至东海、南海。与北方的东部低山平原大区相比，新构造隆起幅度较大，沉降区范围及下沉幅度较小。区内以低山、中山为主，山地间发育有一系列中小型盆地，长江、钱塘江、珠江等水系贯穿其中，塑造了江汉平原、洞庭湖平原等堆积平原，并在河口区发育了珠江三角洲平原、韩江三角洲平原等。此外，在海滨地区还发育有狭窄的沿海平原。

由于区内降水量大，河流水量丰沛，水力侵蚀较强，常形成谷深坡陡、山地破碎的地貌景观。在温暖湿润的气候条件下，植被覆盖度总体较高，可有效保护土壤免受侵蚀；而裸露部分多为抗侵蚀能力高的坚硬岩石，实际土壤侵蚀量并不大。但若植被遭受破坏或山坡稳定性因人类活动而降低，水力侵蚀、重力侵蚀均有可能发生。

区内丘陵主要有两类，一是由红色砂页岩构成的红层丘陵，二是由红色风化壳或红土堆积物组成的红土丘陵。两类丘陵都具有岩性软弱、松散层深厚、抗侵蚀能力差的特点。一旦植被遭到破坏，在暴雨条件下极易发生土壤侵蚀。由红色砂岩和第四纪红土构成的丘陵以水力侵蚀为主；花岗岩、片麻岩出露区则以水力侵蚀和重力侵蚀共同作用为特点，常表现为规模不等的崩塌或滑塌，即俗称的“崩岗”。

河湖堆积平原地势低缓，流经河流的河床比降小，平原内部以堆积作用为主，侵蚀极其微弱，仅限于河流曲流发展过程中的侧方侵蚀与河岸坍塌。受山地新构造抬升的影响，堆积平原的边缘地区往往形成台地或阶地，河流分割作用将其塑造成分散的红土岗丘，高出平原20～30m，易遭受土壤侵蚀。在沿海地区分布的河口三角洲平原和海积平原的土壤侵蚀一般不严重，但在海平面相对上升的岸段，海岸侵蚀后退现象显著。

1.1.3.3 北部高中山平原盆地大区

北部高中山平原盆地大区位于第二级地貌阶梯北部，南至昆仑山—阿尔金山—祁连山—秦岭一线，东临大兴安岭—太行山一线，西北至国境。大部分地区整体构造抬升，形成海拔1000m以上的高原如内蒙古高原和黄土高原；西部受断裂构造控制，强烈抬升的断块山地与大幅下沉的大型构造盆地相间分布，从北至南依次为阿尔泰山、准噶尔盆地、天山和塔里木盆地。

北部高中山平原盆地大区东部边缘为大兴安岭和太行山，总体呈北北东—南南西走向。大兴安岭气温低、蒸发量小，森林植被生长良好，水力侵蚀作用不明显，土壤侵蚀量不大；但在毁林开荒地区，侵蚀强度明显增加，不仅出现坡面侵蚀和切沟侵蚀，泥石流也偶有发生。此外，大兴安岭北段是我国地带性多年冻土分布区，存在明显的冻融侵蚀。太行山地区的人类活动历史悠久，植被覆盖度很低，长期侵蚀导致许多地方岩石裸露，抗蚀性强，现代土壤侵蚀量已经很小。但在花岗岩和片麻岩出露区，山前黄土覆盖的低山丘陵、冲洪积台地及河谷两侧阶地，地表松散层较厚，土壤侵蚀较强。

太行山以西为黄土高原，是我国土壤侵蚀最为严重的地区。除少数石质山地外，大部分区域被厚层黄土覆盖，地表物质松散，抗侵蚀能力较弱，为土壤侵蚀提供了充分的物质基础。黄土高原的年降水量虽不多，但季节分配不均，夏季多暴雨，易引发严重的土壤侵蚀。此外，黄土高原遭受穿流而过的黄河及其支流的强烈下切，特别是在夏秋暴雨时节，下切侵蚀加强，沟谷加深；沟头溯源侵蚀加快，沟谷延长；谷坡崩塌、滑坡等形式的重力侵蚀活跃，沟谷展宽。总体而言，黄土高原正处于侵蚀作用非常活跃的青年期后期。在冬春干旱季节，由于缺乏植被，第四纪风成黄土被现代风力作用再次侵蚀，成为北方沙尘暴的重要物源。

大兴安岭以西、黄土高原以北为内蒙古高原。由于地处内陆，年降水量少，分布的内流河短小且侵蚀作用微弱，风力作用成为区域性地貌营力的主体，干燥剥蚀与风沙堆积十分普遍。高原面上有一些新构造下沉的盆地分布，如银川盆地和河西走廊，是流水作用的堆积区，第四纪松散沉积物广泛出露。在干旱气候条件下，缺乏植被覆盖的干燥地表易遭受风力侵蚀。河西走廊南部受祁连山新构造抬升的影响，形成多级高差50～100m的洪积台地，水力侵蚀明显。

北部高中山平原盆地大区西部褶皱断块山系与大型断陷盆地相间排列，呈现高低悬殊、形态对比鲜明的地貌特征。阿尔泰山和天山属古老褶皱山系，海拔都在3000m以上，地貌营力呈明显的垂直分带特征。在雪线以上的现代冰雪作用带，存在多年积雪，发育有现代冰川，以冰川作用和重力侵蚀为主；雪线以下的中、高山地区为霜冻作用带，堆积有大量古代冰碛物，以冻融作用为主；山体中部为流水作用带，河网密布，河流阶地发育，水力侵蚀普遍；山体下部与山麓地带以风力侵蚀为主，但当暴雨发生时河流的下切侵蚀显著，泥石流和崩塌等重力侵蚀也时有发生。准噶尔盆地和塔里木盆地都是以古老结晶地块为基底的大型沉降盆地，堆积了自古生代以来不同时代的深厚沉积，第四纪松散沉积物广泛覆盖地表。从山麓到盆地中心，地貌类型呈环带状分布，依次为山麓洪积扇群、山前洪积冲积倾斜平原、冲积平原、湖积平原和内陆湖泊。因此，盆地是流水、冰川、重力等多种营力共同作用的堆积区。由于气候干旱，总体以风力作用为主，大量的松散沉积物为其提供了物源，形成广袤的沙漠。

1.1.3.4 西南中高山地大区

西南中高山地大区位于第二级地貌阶梯南部，北以秦岭为界，东起巫山—雪峰山一线，西至横断山地下缘，南至国境。海拔一般1000～2500m，山地较高。古夷平面被断裂构造分割，形成许多断陷盆地如四川盆地；大江大河贯穿，多数地区河流侵蚀强烈，山谷相间排列，地形破碎。

四川盆地平面呈菱形，长轴北东—南西走向，四周由海拔2000～3000m以上的高山和高原环绕。盆地内部按地貌类型可分为3部分。西部为新构造下沉区，发育沉积较厚的成都平原；中部龙泉山与华鎣山之间以整体抬升为主，岩层强弱相间，形成典型的方山丘陵；东部以褶皱隆起为特点，形成一系列大致平行的北东向梳状褶皱。盆地降水量充沛，河流水量大，侵蚀能力强，除成都平原为下沉区，侵蚀较微弱外，川中丘陵、川东岭谷地区均为抬升区，遭受长江及其支流的下切侵蚀。虽然地形切割较浅，起伏不大，但由于基岩易风化，人类长期开垦坡地，造成该区坡面侵蚀、沟谷侵蚀和重力侵蚀多种类型并存，侵蚀强度大。

西南中高山地大区的山地包括北部的秦岭、大巴山，东部的巫山、武陵山和雪峰山，南部横断山延伸部分的高黎贡山和哀牢山等。这些山地延伸方向与构造线一致，岭谷相间，水系发达，河流水量大，侵蚀作用强，具有山高、谷深、坡陡的特点。由于多数山地岩石坚硬，植被覆盖度较高，可对坡面碎屑物质起到保护作用，自然状态下土壤侵蚀一般较弱。但在碎屑物质丰富的地段，当植被或坡面稳定性遭到破坏时，水力侵蚀和重力侵蚀都很强烈。

区内的云贵高原同样受到强烈的河流侵蚀，地形破碎，只在河流溯源侵蚀尚未到达的分水岭和河流上游地区保存有相对完整的高原面。以四川昭觉—云南昆明一线为界，西部川西南的西昌和滇中的楚雄地区，主要出露厚层紫色砂岩、页岩，构成波状起伏的红色高原；东部滇东地区与贵州高原，广泛出露浅海相碳酸盐岩与碎屑岩，发育典型的喀斯特地貌。高原地势总体自西向东梯级下降，降水量则自东南向西北减少，再加上不同的地表物质分布，高原内的土壤侵蚀空间差异很大。

1.1.3.5 青藏高原大区

青藏高原大区位于第一级地貌阶梯，北自昆仑山—祁连山，南至喜马拉雅山，东起横断山脉，西抵国境，是晚新生代强烈隆起的地貌单元，平均海拔4000～5000m以上，是地球上最高的高原。整体抬升的青藏高原实为一个巨大的侵蚀陆块，侵蚀作用是高原地貌发育的主导过程。边缘山地高差大，坡度陡，是侵蚀过程首先发展的部位，沟谷侵蚀强烈，形成高山深谷；高原内部则宽谷湖盆遍布，起伏相对和缓，在河流溯源侵蚀尚未到达的部位，保持较完整的原始高原面。

青藏高原北部边缘的昆仑山（西段）、阿尔金山和祁连山，与塔里木盆地和河西走廊相邻，流经河流以断陷盆地为基准面强烈下切，并在山前凹陷带堆积大量冲洪积物。由于气候干旱，河流主要靠高山冰川融水补给，水量不大，水力侵蚀有限；山地上部以冰川和冰缘作用为主；冰川作用带与谷底之间的谷坡地带，盛行风力侵蚀和重力侵蚀。东部的川西松潘高原和东南部的横断山地气候湿润，降水丰沛，河流侵蚀能力强；加之断裂发育，砂岩、泥岩等胶结松散的碎屑岩较多，易遭受风化，河流溯源侵蚀快。

青藏高原内部的许多地区保留着原始高原面，表现为地形和缓的宽谷、盆地与山脉相间排列，这种次一级的地形变化决定了高原上侵蚀类型与强度的空间分异。宽谷、盆地是高原上的堆积区，当周围河流注入，广泛发育冲积、湖积平原，在遭受河流下切的地方形成台地和阶地。山脉属于侵蚀区，发育有古冰川和现代冰川，地形陡峻，基岩裸露，以冰川和冰缘作用为主，在局部地区也伴随崩塌、泥石流等重力侵蚀。在水汽难以到达的藏北高原和柴达木盆地西部，气候寒冷干燥，水力侵蚀受到限制，风力侵蚀所占比重较大。