地質環境
基岩構造
黃土高原基岩構造以六盤山為界分為東西兩部分,西部屬西域陸 塊,東部屬華北陸塊。六盤山以西黃土高原以新生代斷陷盆地為構造特徵,隴中盆地黃土下伏基岩為直接堆積在古老岩層之上的中新世到上新世早期的甘肅群。甘肅群堆積後,上新世晚期地面抬升,黃河及其支流挑河、祖歷河、葫蘆河隨抬升而下切,基岩地面成為起伏較大的丘陵狀。甘肅群為一套含有石膏的紫紅色粘土,砂質粘土,砂岩和砂礫岩。其成岩性差,抗蝕力較弱,在地下水浸泡和潤滑作用下極易發生重力侵蝕,常形成大型滑坡。六盤山以東的華北陸台由鄂爾多斯台向斜和山西台背斜構成,中間夾以黃河凹陷。鄂爾多斯台向斜和山西台背斜是未經褶皺變動的前震旦紀陸台。
陝北、隴東和晉西的鄂爾多斯台向斜在中生代發展成為一個大型的內陸盆地,當時地勢東南高西北低,與今況剛好相反。西北部堆積了厚達1500米完整的中生代地層序列。其中神木,準格爾旗一帶廣泛出露的中生代灰綠色、黃綠色長石砂岩,當地叫砒砂岩,極易風化侵蝕,是當地及黃河中粗砂的主要來源。燕山運動使鄂爾多斯台向斜抬升,邊緣發生斷陷,形成汾渭谷地等一系列地塹谷地,到第三紀的中新世末鄂爾多斯台向斜成為準平原。上新世鄂爾多斯高原長城以南的準平原面上廣泛堆積了三趾馬紅土,從三趾馬紅土的分布和厚度看,上新世時長城以南,渭北北山以北,六盤山與呂梁山之間是一個淺凹形的巨大盆地。地勢西北高,東南低,己與今相同。三趾馬紅土透水性極差,是黃土下覆的主要不透水層,而且三趾馬紅土容易吸水膨脹,是黃土高原大型滑坡的主要滑移層。上新世晚期到更新世,鄂爾多斯高原邊緣如汾渭地塹谷地進一步發展,同時高原整體發生掀斜運動,使地面形成自西北向東南傾斜的斜面,控制著河流的流向。在地貌演變過程中溝谷的發展,谷間地有些形成面積不大的平台,有些成為長條狀或橢圓狀丘陵,它們是鄂爾多斯高原塬、梁、峁地形的基礎。
山西台背斜包括太行山以西、呂梁山以東。五台山是山西台背斜最古老的部分,並以此為頂點向南沿伸,東部為太行山,西部為呂梁山,兩山之間為凹陷部分。古生代以來,凹陷部分堆積了巨厚的陸相碎屑物。燕山運動後山西台背斜中部受斷裂作用晉中大斷谷開始形成。中新世末晉中南的漳沁地區形成準平原,其後接受了上新世的三趾馬紅土堆積。喜馬拉雅運動使山西台背斜進一步上升,晉中斷谷不斷發育,河流下切,到更新世黃土堆積時地面形成起伏較大的丘陵、成為山地與斷谷、盆地相間分布的地形特徵。
黃土覆蓋
●黃土地層與黃土分布
黃土高原原生黃土是第四紀冰期乾冷氣候條件下的風塵堆積物,次生黃土是原生黃土經洪積、沖積改造而成的。在第四紀黃土堆積時期,隨著冰期、間冰期的氣候旋迥,黃土地層呈現黃土與古土壤的更替變化。根據黃土中的古土壤,黃土地層自下而上可以分為午城黃土、離石黃上、馬蘭黃土和全新世黃土。按洛川黑木溝黃土剖面,第十五層黃土下界面之下為早更新世午城黃土。第一古土壤上界面之下至第十五層黃土下界面之間為中更新離石黃土。第一黃土層是形成於晚更新世的馬蘭黃土。馬蘭黃土之上的黑滬土為形成於全新世的古土壤層。黃土高原黃土地層的分布厚度在六盤山與呂梁山之間一般為150-250米,六盤山以西一般在100米以內。不同地層黃土厚度也不相同:午城黃土厚度不大,洛川黑木溝為58米,山西午城為17.5米。離石黃土是黃土高原黃土地層的主體,一般厚度100-150米,最大厚度分布在徑河與洛河的中游地區。馬蘭黃土分布極為廣泛,一般厚度10-30米,天水附近小於10米,董志源9.6米,洛川源10米左右。全新世黃土厚度-般為2-3米,其中的黑滬土層厚度1-2米。
●黃土粒度與黃土性質
黃土是在風力吹揚搬運下,在乾旱半乾旱環境堆積的風成堆積物,經過長距離的搬運和分選,其物質組成具有高度的均一性。黃土粒度以粒徑0.05-0.005毫米的粉砂為主,所占比例58-75%。其次為粒徑>0.05毫米的細砂,占15-32%。粒徑0400毫米的地區,發展旱作農業基本可行;降水量為300-400毫米地區,旱作農業便不穩定;年降水量為200~300毫米及其以下,發展旱物農業不可能,需要灌溉條件。黃土高原降水季節性變化大,夏季最多,冬春最小,7、8月多暴雨,9月多連陰雨,暴雨是產生水土流失、黃土侵蝕地貌、洪澇、滑坡、土石流的重要原因。由於降水季節分布不均也經常出現春旱和伏旱。
土地資源
●類型
黃土高原地區土地資源大體可以分三類:一、黃土丘陵(坡度>3°),二、平地(坡度25°的陸坡地占23.5%。黃土高原地區平地面積約2.8億畝,占全區土地面積的30%,其中:川平地占58.7%,高平地占41.3%。川平地土壤水土條件和灌溉條件好,在內蒙古河套平原和寧夏平原尚有較大面積連片鹽漬化土地,多具灌溉條件,只需解決好灌溉問題,均可變為農田。高平地乾旱嚴重,其中塬地、台地及頂部平地因溝壑蠶食作用面積日趨縮小,亟待保護。土石山地面積2.01億畝左右,占全區土地面積22.3%,其中坡度>15°的土石山地面積占總土地面積的16.6%。土石山地主要分在山西省,占52.5%;其次分布在青海省,占18.1%;其餘零星分布。土石山地主要為林業用地。
●土壤
黃土高原地區的土壤主要有6大類:黃綿土、褐土、壚土、黑壚土、灌淤土和風沙土。黃綿土為廣泛分布於黃土丘陵區的土壤,明顯地繼承了黃土本質的特點:土層深厚、質地勻一、多孔疏鬆、透水透氣,易於耕作,適於多種農作物和林草生長。但黃綿土地的這些特點使其易受侵蝕,在自然因素和人為因素作用下,土壤普遍退化,土地的再生性減弱,黃土高原土壤退化面積達33.7萬平方公里,占總面積54%。另外,在黃綿土基礎上,經過多年耕種熟化,形成一些特種的肥沃土壤,如壚土和黑壚土。黃土高原地區的土壤鈣、鉀含量高,但有機質,氮素和磷素都嚴重缺乏。據抽樣測定,土壤鉀的含量為1.5~2.5%,速效鉀含量