第1 章　降水資源和林地土壤水分

1.1 　研究區(qū)域

　　《全國林業(yè)生態(tài)建設與治理模式》將我國北部地區(qū)進行水土流失治理的地域主要分為

3 個地帶：黃土高原向沙漠（地）過渡帶、黃土高原向青藏高原過渡帶和黃土高原丘陵溝壑

帶（國家林業(yè)局，2003） 。因此，本書在國家驗收的國家“十一五”科技支撐專題“黃土高原

西部高寒區(qū)水土保持型林草植被恢復技術試驗示范”（2006BAD03A1203）和教育部科學

技術重大研究項目“北方退耕還林區(qū)水土保持林植被恢復和重建技術研究”（10407）的支

撐下，分別于中國北部的內蒙古鄂爾多斯；中國西北部的青海大通；中國中西部的山西呂

梁方山設置典型試驗地。研究區(qū)分布情況及氣候特點見圖1-1 和表1-1 。

1.1.1 　黃土高原向沙漠（地）過渡區(qū)

以內蒙古鄂爾多斯地區(qū)代表黃土高原向沙漠（地）過渡區(qū)，研究不同退耕年限的植被

演替趨勢。

1.地理位置及行政區(qū)劃

鄂爾多斯位于37°35′24″ ～ 40°51′40″N ，106°42′40″ ～ 111°27′20″E，地處黃河中上游，

一面靠長城，三面臨黃河，即黃河由西、北、東環(huán)繞，流程728km ，南臨古長城。地貌由南

北向中部隆起，海拔高為1400 ～ 1700m ，向四周緩慢降低，地勢呈中西部、西北部高，東南

部即四周低，最高在西部桌子山，主峰海拔為2149m 。最低處在東部準格爾旗馬柵鄉(xiāng)，海

拔為850m ，絕對高差為1299m 。

2.地質地貌

鄂爾多斯由于受桌子山到東勝構造隆起帶及構造帶兩側底層下沉帶構造地質的作

用，鄂爾多斯宏觀地貌結構既呈東西帶狀延伸，又呈南北帶狀排列。自南而北帶狀地貌類

型有毛烏素沙地，準格爾、東勝高平原，庫布齊沙漠和黃河沿岸沖積平原。自東而西排列

的地貌類型有黃河谷地、準格爾黃土丘陵、東勝準格爾砒砂巖丘陵、東勝剝蝕丘陵、杭錦旗

高平原、桌子山前丘陵、桌子山中山地、桌子山西側丘陵及平原、黃河谷地。這一地貌結構

既取決于內力作用，又取決于外力的水分與風力條件。

3.氣候

鄂爾多斯位于亞洲大陸內部，處于東部季風到達的邊緣地帶，終年在大陸氣團控制之

下，氣候干燥。影響的主要環(huán)流系統(tǒng)有溫帶氣旋、反氣旋和副熱帶高壓。天氣的非周期變

化和降水的季節(jié)變化都很強。氣候特征為強大陸性、弱季風性、干旱少雨、蒸發(fā)旺盛、寒暑

變化明顯、光能資源豐富、大風日數和沙塵日數多（表1-2） 。

4.水文

鄂爾多斯包括在50mm 等流線以西的干旱區(qū)，徑流分布由東部的25mm 到西部減為

5mm 或者不產生徑流。其東部為少水帶，西部為缺水帶。鄂爾多斯的河流稀少，湖泊

較多。

（1） 地表水。黃河環(huán)該市西、北、東三面流過，流程728km ，屬過境河，磴口水文站多

年平均徑流量為306.2 億m3 ，分配給該市的水資源6.31 億m3 ，占全市水資源開發(fā)利用

量的一半。發(fā)源于高原上的黃河支流，因高原上自桌子山到東勝有一條海拔在1500m 左

右的梁地，成為重要的分水嶺脊，諸河流呈放射狀流向四周，成為市內外流區(qū)河流，主要分

布于北部和東部，總地區(qū)面積約32 500km2 。

（2） 地下水。鄂爾多斯高原區(qū)雖有黃河繞流其西、北、東三面，但黃河水面均低于原

面300 ～ 500m 。因此，黃河對高原潛水的形成不存在補給的可能。高原上地下水主要補

給途徑只能是大氣降水和大氣凝結水。區(qū)域性氣候條件對區(qū)域地下水的形成起重要作

用，東部地區(qū)降水條件比西部多，東部地下潛水比西部豐富。鄂爾多斯毛烏素和庫布齊兩

大沙地凝結水補給量為1.9 億m3 ? a- 1 （表1-3） 。

5.土壤

鄂爾多斯地帶性土壤有栗鈣土、灰鈣土、棕鈣土和灰漠土，隱域性土壤有草甸土、沼澤

土、鹽成土、風沙土、黃綿土。

栗鈣土是發(fā)育在年降水量300 ～ 400mm ，針茅蒿屬草原植被，具有腐殖質層、鈣積層、

鹽基飽和度大于等于50 % 和半濕潤土壤水分狀況的土壤，一般適合旱生植物生長，適當

配置中生植物�；意}土是發(fā)育在年降水量200 ～ 300mm ，旱生叢生小禾草小半灌木植被，

具有干旱表層、鈣積層、石膏現象、鹽積層和干旱土壤水分狀況的土壤，適合耐旱灌木林和

耐旱牧草生長。棕鈣土是發(fā)育在年降水量180 ～ 255mm ，旱生小針茅，旱生和超旱生小半

灌木植被，具有干旱表層、鈣積層、鹽積層和干旱土壤水分狀況的土壤，適宜耐旱灌木生

長�；夷�土是發(fā)育在年降水量小于200mm ，旱生超旱生小半灌木、灌木植被，具礫質砂礫

質干旱表層、石膏現象、鹽積層、堿積現象和干旱土壤水分狀況的土壤。草甸土和沼澤土

是發(fā)育在地下水位1.5 ～ 2.0m 或地表積水的低洼地區(qū)，地勢比較平坦，土層深厚，有機質

含量高，礦質營養(yǎng)豐富，潛在肥力高。鹽成土是發(fā)育在地下水位高、地形低洼、地下水徑流

補償，地下水礦化度大于0.5g ? L- 1 的條件下，具有鹽積層和堿積層的土壤。風沙土和黃

綿土是只有弱度發(fā)育或沒有土層分化，不具有供鑒別土壤診斷層和診斷特性的土壤。

6.植被

鄂爾多斯屬于干旱、半干旱氣候類型，草原植物得以廣泛發(fā)育，荒漠植物僅分布在西

北部強干旱荒漠地帶，天然林只在東南部有小面積殘存。地帶性植被有草原、荒漠草原與

草原化荒漠，隱域性植被有草甸、沼澤、鹽生和沙生植被類型。地帶性植被因同處溫帶范

圍，緯向分異不明顯，但濕潤度的徑向判別較大，影響到植被類型，東西帶狀分異明顯。自

東而西出現草原、荒漠草原和草原化荒漠3 個植被類型空間分異更替帶。

1.1.2 　黃土高原向青藏高原過渡帶

黃土高原向青藏高原過渡地帶退耕林地進行植被調查主要是對青海大通地區(qū)。高寒

退耕地類中，此試驗地為退耕還林時間久、保存最完整的人工林地。

1.地理位置及行政歸屬

大通位于青海東部，地處祁連山地與黃土高原的過渡地帶，為青海西寧屬縣。位于

100°51′ ～ 101°56′E 、36°43′ ～ 37°23′N ，海拔2280 ～4622m（常國梁，2005）。

2.地質地貌

大通境內的土質，多系巖石的黃土結構。按地區(qū)和地質不同，可分為大坂山、娘娘山、

河谷地、黃土區(qū)及礦藏區(qū)等類型。大通三面環(huán)山，北有大坂山，西有娘娘山，東北有蘭雀

山，中南部為盆地，西北窄、高，東南寬、低。全境山巒重疊，溝壑縱橫，地形復雜。海拔

2280 ～ 4622m ，最低處與最高處相對高差達2342m 。

因海拔、氣候、植被、土壤和農業(yè)生產特點的不同，全境分為河谷階地（川水） 、高原丘

陵地（淺山）和中高山（腦山）3 個地區(qū)。

（1） 河谷階地。主要由北川河及其支流寶庫河、黑林河和東峽河兩岸河谷階地組成，

橋頭以北河谷較窄，以南較寬；多為1 ～ 4 級階地，海拔2280 ～ 2600m 。主要土壤為灌溉栗

鈣土，河床附近分布著墊淤土及零星分布著沼澤土。氣候溫暖，土地平坦，土壤較肥沃，灌

溉方便，為大通農作物穩(wěn)產高產區(qū)。

（2） 高原丘陵地。高原丘陵地為河谷階地往上的黃土丘陵第四副區(qū)，主要分布在縣

境中部和南部，海拔2400 ～ 2750m 。主要土壤為山地栗鈣土。氣候干旱，溝壑縱橫，山高

坡陡，植被稀少，土壤貧瘠，水土流失嚴重。

（3） 中山和高山區(qū)。中山和高山區(qū)為縣境東、西、北三面地勢較高的地區(qū)。陰濕多

雨，氣候冷涼，無霜期短。海拔2700 ～ 3800m 。土壤主要是山地黑鈣土、山地棕褐土、高山

草旬土及高山石質土。多為草甸草原和灌叢草原，為主要放牧區(qū)。海拔3800m 以上的地

區(qū)，多為裸露的石山，目前尚未被利用。

3.氣候

大通地處中緯度地區(qū)，深居內陸，海拔高，受海洋影響微弱，屬大陸性氣候，主要特征

有以下幾點。

（1） 日照。大通雖地處暖溫帶，但由于地勢高聳，空氣稀薄，干燥少云，太陽輻射透過

大氣層的距離較短，被大氣層所反射和吸收的部分比較少，而到達地面的部分相對增多，

因而日射強烈。年總輻射量高達137 ～ 147kcal① ? cm- 2 ，生理輻射量為67.4 ～

72.4kcal ? cm- 2 。太陽輻射量地理分布總趨勢是由東南向西北逐漸增大。全縣年平均日

照時數為2605h 。春、夏、秋、冬各季日照時數分別占年日照時數的25.7 % 、25.8 % 、

23.5 % 、25.0 % 。植物生長旺季的4 ～ 8 月日照時數長，占年總日照時數的43.1 % ，每天

平均為7.2 ～ 7.5h 。

（2） 氣溫。大通氣溫垂直分布明顯。熱量水平較低，晝夜溫差大。受海拔和地形影

響，各地氣溫差異懸殊，年平均氣溫由東南5 ℃ 左右下降到西北角的- 6 ℃ 左右，全縣年平

均氣溫2.8 ℃ �？h氣象站在橋頭鎮(zhèn)的資料（1961 ～ 1985 年）表明，年內最熱月為6 月、7

月、8 月，一般7 月氣溫最高，平均為13.9 ℃ ；最冷季節(jié)在12 月、1 月、2 月，一般1 月氣溫

最低，平均為- 11.2 ℃ 。氣溫平均年較差為25.3 ℃ 。年內無霜期一般為70 ～ 120d 。

（3） 降水。大通在青海為降水次數較多的地區(qū)。多年平均降水量為508mm ，降水的

季節(jié)分配很不均勻。降水量顯著集中在暖季，春季（3 ～ 5 月）占年總量的19 % ，夏季（6 ～ 8

月）占55 % ，秋季（9 ～ 11 月）占24 % ，冬季（12 ～ 2 月）占2 % 。全年最多降水月為7 月、8

月，一般月降水量在100mm 左右；最少月為12 月、1 月，一般月降水量僅為1 ～ 3mm 。大

通植物生長期（4 ～ 9 月）降水量約占全年的87 % ，達400 ～ 600mm 。這期間溫度較高，植

物耗水高，雨熱基本同季，對植物生長較為有利。但4 ～ 6 月降水只占年總量的29 % ，而

7 ～ 9 月占年總量的58 % ，明顯地表現為前期偏少、后期偏多，加之降水的年際變化大，年

際、月際降水量很不穩(wěn)定。

降水日數多、降水強度小和夜雨多是該區(qū)降水的另一特點。城關地區(qū)平均年降水日

數為127.8d ，月平均降水強度以雨季的7 月、8 月、9 月最大，特別是8 月份，平均每日達

6.5mm ；冬季最少，平均每日僅0.5 ～ 0.8mm 。降水量達10mm 以上的日數平均為

13.7d ，僅占全年降水日數的10.7 % ，即小于10mm 的降水日數占全年降水日數的

89.3 % 。降水強度小，可使雨水緩慢地滲入土壤中，減少了地表徑流和水土流失。城關地

區(qū)降水量達25mm 以上的降水日數多，多年平均只1.8d ，多出現在7 月和8 月。年平均

蒸發(fā)總量為1290mm ，月平均蒸發(fā)量為107.5mm 。

4.水文

大通河流屬湟水河支流北川河水系，水力資源豐富。北川河的主要支流有寶庫河、黑

林河和東峽河，均發(fā)源于大坂山，主流由北向南注入湟水河。大小溝岔密布，具有明顯的

山區(qū)河流的特點：河床切割深，坡降大，水流急，冰期長（11 月中旬～ 3 月上旬） ，水溫低（年

平均水溫5 ℃ ） ；河床沖淤嚴重，主流搖擺不定，多有分岔，尤以下游更為突出，以至形成大

片砂卵石荒灘。主要河流上游降水量多，氣溫低，蒸發(fā)量不大，較易產生徑流。河川徑流

由降水補給量占48.5 % ，由地下水補給量占51.5 % 。

全縣具有多年平均自產地表水量6.96 億m3 。徑流的年內變化隨降水而變，7 ～ 10

月汛期流量占全年的57.6 % ～ 60.0 % ，每年2 月流量最小，8 月最大，兩者相差7 ～ 10 倍，

變化懸殊。

5.土壤

大通境內共有8 個土類，18 個亞類，22 個土屬，38 個土種。土壤垂直分布比較明顯。

各土類分布及形成情況如下。

（1） 高山石質土。高山石質土分布在大通境內大坂山及西部娘娘山，海拔在4000m

以上的巖峰嶺脊及其周圍的坡地上，面積約3.48 萬hm2 ，占總土地面積的11.26 % 。

（2） 高山草甸土。高山草甸土分布在大坂山、娘娘山一帶，海拔3600 ～ 4000m ，上接

高山石質土，下接山地棕褐土或山地黑鈣土。主要分布在寶庫、青山、青林、樺林、向化、遜

讓、極樂和良教等鄉(xiāng)山坡的上、中部，面積約5.39 萬hm2 ，占總土地面積的17.44 % 。

（3） 山地棕褐土。山地棕褐土又名黑褐色森林土或褐色森林土，是半干旱地區(qū)山地

垂直帶形成的森林土壤，主要分布在東峽、娘娘山和寶庫溝3 個地區(qū)，多在海拔2700 ～

3200m 的陰山或半陰山。一般在山坡的中、下部，面積約11.54 萬hm2 ，占總土地面積

的2.49 % 。

（4） 黑鈣土。黑鈣土是大通腦山地區(qū)的主要土壤，分布在海拔2750 ～ 3600m 的大坂

山和娘娘山一帶，面積較大，約22 564 萬hm2 ，占總土地面積的48.68 % 。

（5） 栗鈣土。栗鈣土廣泛分布在淺山和川水地區(qū)，海拔2280 ～ 2700m 。淺山的旱作

土壤，群眾多稱為黃土、白土；川水灌溉土壤，群眾稱為麻土，土層較厚，土性綿散，色澤灰

黃或淺黃。

（6） 潮砂土。潮砂土是在靠近河谷兩旁的河漫灘或一級階地河流總積物上，受地下

水活動的影響，經過翻耕熟化而成的土壤，當地群眾稱為下潮地、河灘地。土壤質地較輕，