华北区的自然概况及其划分
华北区的自然概况
地理位置
华北区位于北纬32°~42°,大部居于中国东部暖温带。北部大致沿3000℃活动积温等值线与东北区、内蒙区相接;西部在黄河青铜峡至乌鞘岭一段与西北区相接;南以秦岭北麓、伏牛山、淮河与华中区为界;东至渤海和黄海。东西跨越经度20°以上,东西长而南北较短。全区面积约100万平方千米,占全国总面积10%左右。华北区是中国重要的农业区域。
自然地理界线——秦岭
秦岭为华北区和华中区的重要而明显的自然地理界线,它不仅是黄河流域与长江流域主要分水岭之一,而且阻碍了夏季东南季风的深入。在热量与水分的对比关系上,秦岭也是一条主要界线,秦岭以北干燥度大于1.0,已属水分不足地区。如,西安年降水量557毫米,而秦岭以南的汉中年降水量达到841毫米,二者的湿度大不相同。这样,就影响到植物的生长和土壤的发育,也影响到农业生产应采取不同的措施改造自然。
黄土景观
中国黄土面积约44万平方千米,基本上分布于秦岭、祁连山和昆仑山以北。其中黄河中游地区是中国黄土分布最集中的地区,地理上称为黄土高原。其范围大致北起长城,南界为秦岭,西抵乌鞘岭,东到太行山,面积约40万平方千米。黄土高原内,除了一些裸岩的山地以外,基本上构成了连续的黄土盖层,一般厚30~60米,厚度可达200米以上,两个较大厚度中心为甘肃的董志塬和陕西的洛川塬。黄土分布可达到海拔3000米的山坡,如六盘山和吕梁山的山顶。
黄土高坡牧羊
气候
华北区位于盛行西风带南部,地面高低气压系统活动频繁,环流的季节变化非常明显,表现着典型的温带大陆性季风气候特征。冬季在内蒙高压控制下,气温远较同纬度各地为低,1月平均气温在0℃以下,在强大的寒流过境时,气温骤降。夏季在大陆低压范围内,夏季风得以深入。这时气温急速上升,华北平原及渭河谷地为夏热中心,7月平均气温在26℃。渭河谷地受夏季风越秦岭后下沉“焚风效应”的影响,夏季温度很高,如西安绝对高温曾达45.2℃。从农业指标温度来看,华北区全年生长期长,热量资源充足,是中国重要的农业区。由于华北区面积广大,各地热量资源有较大的差异,大致自淮北向黄土高原西部逐渐减少。
华北区年平均降水量约在800毫米以下,一般自南向北、自东向西减少,其中以泰沂山地最多。黄河中游年降水量东南部大都在400~600毫米,西北部400毫米左右。渭河平原因秦岭山地对冷锋有阻滞作用,降水较多,在500~700毫米,是华北区除沿海及山地外的一个多雨区。河北省中部石家庄以东平原地区居泰沂山地与太行山之间,为一显著少雨区,年降水量在500毫米以下,其中献县、深泽与衡水(子牙河上游)一带较少,低于400毫米。华北区年平均降水量在年内分配是不均匀的。春秋两季天气波动频繁,但气团含湿量很小,不能产生大量降水。春季平均降水量只占全年10%左右。冬季完全在大陆极地气团控制之下,只有少量降雪。因此华北区降水60%以上集中于夏季。尤其是河北平原,夏季降水量占全年的3/4左右,为全国降水最集中的地区。
[干燥度] 华北区大部干燥度为1.0~1.5。干燥度大致自东向西增加,辽东、胶东和渤海沿岸在1.0以下,广大的黄土高原均为1.25~1.5。河南北部郑州—洛阳—开封一带特别干燥,干燥度达1.5以上。
植被与土壤
华北区从现有的天然植被和土壤来看,它们基本上呈现地带性特征。由于热量资源在纬向上的差异较小,华北区植被与土壤的地带性现象主要表现在经向上的递变。即随水分自东向西减少,依次出现湿润落叶阔叶林—棕壤地带、半湿润落叶阔叶林—褐土地带、半湿润森林草原—黑垆土地带和半干旱草原—灰钙土地带。
[湿润落叶阔叶林—棕壤地带] 分布于气候较为温暖湿润的辽东半岛和胶东半岛。落叶阔叶树以辽东栎为主,混生有赤松,后者有时形成优势树种。此外有槲栎、栓皮栎、麻栎等。这一地带内还含有若干亚热带喜暖湿的种属。落叶阔叶树如榔榆、朴、槐树、盐肤木等,灌木如天竹、圆叶胡颓子等,藤本植物如葛藤,蕨类植物如裂叶凤尾蕨、全缘贯众等。地带性土壤称为棕壤,主要发育于片麻岩、花岗岩风化残积母质上,质地疏松,排水良好,有很好的淋溶过程。可溶性盐类含量不高,呈中性或微酸性。本地带是中国著名的柞蚕饲养区,也是中国苹果和梨的重要出产地区,栽培的农作物以高粱、玉米、花生、小麦等为主,也有水稻和棉花。
[半湿润落叶阔叶林—褐土地带] 包括华北平原、冀北山地、山西高原的东南部和渭河谷地。落叶阔叶林主要树种为栎树,太行山以东种类较多,太行山以西则以辽东栎为主。针叶树以油松为主,侧柏、白皮松也是常见的代表树种。栎树以外的落叶阔叶树亦多为北方树种,如桦、杨、槭、椴等,在低山丘陵形成杂木林,在平原地区则为散生。半栽培与栽培的落叶阔叶树以榆、槐、臭椿、枣、梨、柿、核桃等最为常见,分布于村庄附近的田间荒地。相应的土壤为褐土,主要发育于各种碳酸盐母质上,因此均具石灰性,呈中性或微碱性。但由于淋溶作用,碳酸盐往往下淀,在土层中形成明显的钙积层,这是褐土与棕壤的重要不同之处,反映两个地带湿润程度的不同。褐土土质适中,保水肥性良好,肥力尚高。
[半湿润森林草原—黑垆土地带] 分布于黄土高原的东部,包括山西北部、陕西及甘肃东部。这里,绝大部分海拔1000~1500米,年积温较低,如甘肃的西峰镇积温仅2700℃,实际上已属温带。地带性植被为森林草原,主要为白羊草、黄背草、杂类草草原,由于黄土高原大都已开垦,天然植被只见于局部地段。在海拔1400米左右的山上,则分布有辽东栎、山杨、川白桦、油松、侧柏为主的稀疏林,树木一般较矮。地带性土壤为黑垆土,以具有深厚(厚达100厘米)的腐殖质层而得名,是森林草原和草原植被下发育的土壤,与黑土、黑钙土同属于黑土系列。黑垆土主要分布于地形平坦、侵蚀较轻的黄土塬区及河谷阶地上。其母质黄土疏松多孔,故土层深厚,全剖面呈强石灰性反应。黑垆土的特点是表面有一耕种熟化层,厚约20~30厘米;耕种熟化层以下,才是腐殖质层,又称垆土层;腐殖质层下面还有碳酸盐淀积层。黑垆土由于有较厚的耕种熟化层,故有人认为它是经过长期耕作熟化的草原土壤。
[半干旱草原—灰钙土地带] 分布于黄土高原西部,大致包括宁夏的黄河以南、甘肃兰州与平凉间的地区。这里的天然植被属于草原向荒漠草原过渡类型,二者交错分布。一般在丘陵南坡为荒漠草原,北坡为草原。灌木除枸杞、刺锦鸡儿等外,较常见的为阿氏旋花、莳萝蒿、长芒草、甘草等旱生植物。草原以本氏针茅、短花针茅、小黄亚菊为主,草高仅10~20厘米,生长稀疏。由于黄土高原已经长期耕种,故上述天然植被的分布仅限于局部陡坡及丘陵顶部。黄土高原上的个别山地,如兴隆山等,因海拔较高(>3000米),比较湿润,尚有云杉、山杨等树木。这一地带相应的土壤为黑钙土,常与黄土状母质相联系,其实际占有面积并不大。灰钙土仍具有草原土壤腐殖质积累和钙积化过程,但由于降水量较少(一般400毫米),草矮小稀疏,故腐殖质层薄,颜色淡(浅黄灰色),灰钙土的养分含量较低。
灰钙土
华北区的自然区划
华北区面积较大,根据热量、水分、地貌条件及农业利用上的差异,可分为下列3个亚区、8个小区(见下表)。
辽东半岛与胶东半岛亚区
本亚区丘陵起伏,高度大都在500米以下,平原甚狭。这些丘陵往往伸入海中,故海岸线曲折,多深水港湾,如大连、青岛等。千山山脉为辽东半岛的骨干,主峰海拔超过1000米。胶东半岛的花岗岩构成一些较高山岭,如青岛附近的崂山(海拔1132.7米)。
[气候] 由于滨海的地理位置,本亚区水热条件较下辽河平原或华北平原都要优越,气温变幅较小,冬季比较暖和,夏季无酷暑。1月平均气温在0℃以上,7月在25℃左右,全年无霜期为165~250天。其中又以胶东半岛南部沿海条件最好,积温可达3900℃,年平均降水量为600~700毫米,辽东半岛东部和胶东半岛南部迎风部位则可达800毫米以上,局部迎风山区还可达1000毫米左右。但半岛的西北方向为背风坡,降水则显著减少。本亚区的年降水量约85%以上降于气温≥10℃的持续期内。干燥度≤1.0,是华北区最湿润的地区。而且,降水量变率不大,相对湿度又比较高(大连、青岛均在70%以上),故春旱现象不严重,这是本亚区的特点,也是与华北区其他亚区之间的重要差异。
[植被和土壤] 天然植被由于数千年的开发、破坏,现在已保存极少,仅在千山山地尚有比较完好的森林,海拔较高的地方以沈阳油松为主,较低的地方以辽东栎为主。崂山的森林,海拔较高的地方为赤松林,较低的地方为栎类、榆、楝与赤松的混交林,山麓与河谷则为落叶阔叶林。由此可见,本亚区的原有天然植被应该是暖温带落叶阔叶林,主要林木为栎属与松属。松属中以赤松为主,沈阳油松只见于辽东而不见于胶东,马尾松则见于胶东而不见于辽东。这也反映了辽东与胶东之间的热量差异。与之相应的土壤为棕壤,又叫棕色森林土。本亚区因温暖季节较长,冬季土地冻结不深,故土壤粘化过程较温带湿润地区为强。易溶盐类和碳酸盐受强烈淋溶,形成淀积粘化土层。由于气候温暖、潮湿,微生物的作用几乎可以全年不断地进行,有机质多受分解、破坏,故棕壤的腐殖质含量不高。
华北平原亚区
本区以广大的平原为主,并包括河北省北部、辽宁省西部和内蒙古自治区东南部的山地,称为冀北山地;山东省中部山地,称为鲁中山地。平原可分下辽河冲积平原及黄(河)、淮(河)、海(河)冲积平原,山东南部及江苏省徐州一带,则为波状起伏的准平原。
[气候、植被及土壤] 华北平原亚区属暖温带半湿润地区,与辽东、胶东半岛相比较,干燥度较高,降水量变率较大,春旱比较严重,无霜期也较短,故大部分地区农业为两年三熟制。天然植被为中生落叶阔叶林及旱生落叶阔叶林,地带性土壤为褐土。由于淋溶作用,土壤中的碳酸盐明显下移,在土壤剖面中形成钙积层,这是褐土与棕壤的一个差别。
[地貌] 华北平原主要由黄河、淮河、海河、滦河冲积而成,海拔多在50米以下,地表平坦,河湖众多。东南部在安徽和江苏北部完全与长江和淮河下游平原相连。这里,华北区与华中区间约以淮河及废黄河为界,它大致与积温4500℃、1月平均气温0℃、年降水量900毫米、干燥度1.0等值线相符,是中国自然地理上的一条重要界线。
①下辽河平原小区
下辽河平原在地质构造上属于渤海坳陷带,因地面长期沉降,故第三系、第四系的松散沉积物厚达2000米以上。该区目前仍在不断沉降,导致松花江与辽河的分水岭逐渐向北推移,现在的分水岭位置已比过去向北推移了150千米左右。辽河下游河曲发达,堆积作用旺盛,河道中沙洲众多,河道变迁频繁。由于河床不断淤积,辽河下游宣泄不畅,常造成洪灾与内涝。辽河下游的盘锦地区(以盘山为中心的农垦区)过去十年九涝,有“东北的南大荒”之称。经过整治,盘锦地区已成为东北的水稻集中产区、辽宁省商品粮基地之一。下辽河平原小区以山海关为界与黄淮平原小区分开。
②黄淮海平原小区
黄淮海平原北部是海河平原,中部是黄河平原,南部是淮河平原。历史上黄河多次改道,黄河曾经流过的地区,北到天津,南至淮阴,故黄河冲积物分布到黄淮海平原的绝大部分地区。黄淮海平原是新构造运动强烈沉降区,全新世沉积物厚度最大可达3000米。黄淮海平原海拔一般不到50米,地势十分平坦。但平原上微地貌结构仍比较复杂。随着微地貌的变化,地表组成物质、地下水化学成分、土壤、植被以及农业也发生相应的变化。平原地势主要自西、西南向东、东北倾斜,自然景观相应地可分为山麓洪积—冲积扇平原、冲积平原和滨海平原三个带,从山麓向海大体呈半环状分布。黄淮海平原是中国主要农业区域和人口集中分布区之一。
冲积平原是黄淮海平原的主要组成部分,海拔大部在50米以下,坡度在1/10000~1/5000之间。冲积平原的微地貌比较复杂,有多条相对高度1~5米的长条状缓岗,缓岗旁常有带状沙丘,缓岗之间往往为洼地,洼地与缓岗间则为倾斜很小的平地(当地称为“二坡地”)。与上述微地貌变化相适应,沉积物也呈有规律地变化:缓岗沉积多为沙质,洼地为粘土,微斜平原则为夹有粘土层的粉沙。地下水水质也随着发生变化,缓岗的地下水多为淡水,洼地的地下水则矿化度高,往往达到2~5克/升。以上特点对黄淮海平原的土壤和作物分布有很大影响。一般在天然堤、古河床及缓岗部分,土壤质地轻,耕性好,无盐化,肥力较高。在粘质浅洼地,常因季节性积水,土壤有局部潜育现象,并有不同程度的盐化。在“二坡地”,因有粘土胶泥夹层,如果地下水水位高,则形成盐化黄潮土。
③滨海平原小区
本小区西以4米等高线为界,东至渤海海岸。地面坡降不到1/10000。其形成除受河流冲积作用外,也受海洋沉积作用的影响。地表组成物质以粘土为主,地下水矿化度高,可达20克/升左右。土壤为盐土,表层的含盐量1%~3%,以氯化物为主。渤海沿岸盐渍土地区最宽可达60千米以上,其上生长盐生类灌木,如柽柳、白刺等。现代黄河三角洲以利津为顶点,面积约5400平方千米,主要是黄河1855年改造重新流入渤海以来造成的,由于黄河大量泥沙在河口淤积,使河口尾闾改道频繁。从1855年至今,已发生重要改道11次,平均每10年改道一次,现在河口仍以平均每年1.4~1.8千米的速度向海延伸。现代黄河三角洲大部仍是盐碱荒地,地势低洼,排水不良,在全国三大三角洲(长江、珠江和黄河三角洲)中,开发最差。但它是中国第二大油田——胜利油田所在地,在国家经济建设中有重要地位。
扇形三角洲示意图
④冀北山地小区
此小区包括燕山和辽西一带山地,海拔最高处达1000米以上,走向多作东西向或北东向。山地内有一些断陷盆地,如密云、怀来等。山地余脉直入渤海。人类建筑史上的一个奇迹——万里长城(全长6700千米),其东段就是利用冀北山地的地形修建的。渤海之滨山海相连的山海关,雄关屹立,向有“天下第一关”之称,为东北与华北的天然分界。冀北山地为内蒙古高原与华北平原间的巨大斜面,有的山岭海拔较高,具有明显的植被垂直分带。如河北省的小五台山海拔2882米,1600米以下为落叶阔叶林,主要是栎、桦、椴等,1600~2000米为云杉林,除云杉外还有青冈、臭冷杉等。2000~2500米为华北落叶松林。2500米以上已超出树木分布上限,为亚高山草甸,以禾本科短草为主。
⑤鲁中山地小区
本小区包括泰山、沂山和蒙山等,最高海拔1000米以上。泰山海拔1532.7米,兀立于华北平原上,为平原上的最高峰。其余山地海拔一般在500~600米,多由前震旦纪的变质岩系组成,上有寒武—奥陶系石灰岩盖层。在鲁南,灰岩多近似水平地分布于山顶,形成陡坡、顶平的“方山”地形,当地称为“崮”,如孟良崮等。石灰岩地区有许多岩溶泉流出,尤以济南的趵突泉群最为著名,济南有“泉都”之称。本小区的气候条件大致与胶东相似,但春季偶有干旱。基本上无涝、盐灾害,这是它与黄淮海平原的不同之处。植被以松类与栎类为主,北坡生境比较湿润,森林较好,南坡比较干旱,植被较稀。疏泰山、沂山和蒙山有油松林,油松或与栎类混交。丘陵及山岭下部多栎树散生。
黄土高原亚区
本亚区由于地形及黄土覆盖层的不同,内部景观有明显差异,可分为三个小区,即山西高原、陕北陇东高原、陇西高原。本亚区内与内蒙区大致以长城为界,这条界线相当于积温3000℃、干燥度1.5等值线。本亚区的干燥度绝大部分在1.25~1.50,属半湿润偏干旱的气候。
①山西高原小区
本小区包括吕梁山以东、太行山以西的地区。它并不是一个平整的高原,而是由一系列褶皱断块山岭与陷落盆地组合而成的高地,由于其东侧与南侧都有陡峭山坡,能俯瞰华北平原与黄河谷地,故称为高原。山岭多作北北东走向,有太行山、五台山、恒山、吕梁山等,主峰海拔均超过2000米。山地的上部出露基岩,下部则为黄土所覆盖。但海拔超过2000米的吕梁山山顶,有时也有片状分布的黄土。高原中的许多山间盆地,均堆积有较厚的黄土,故山西高原虽岩石山岭较多,在大地貌上仍属于黄土高原的范围。黄土塬、梁、峁主要分布于漳河和沁河的中上游流域。山间盆地以汾河谷地最大,下游海拔不过400~500米。山西的一些主要城市如太原、临汾均位于汾河谷地内。高原上石灰岩出露面积较广,达6万多平方千米,为中国北方最大的岩溶区域。在高原的深切河谷和山前地带,往往有大型岩溶泉流出。如太原的晋祠泉等,为重要的地下水源。气候条件视海拔高度而有所不同,山间盆地由于海拔较低,热量条件较好,积温一般在3200℃以上。天然植被多被破坏,但有些山地还保存着半自然状态的残存森林,并保持着垂直带变化。
五台山之秋
②陕北、陇东高原小区
本小区位于吕梁山与六盘山之间,黄土广布,海拔1000米左右,其间只有少数基岩低山凸出于黄土之中,状如孤岛,如子午岭、黄龙山、劳山等。高原的南部,黄土塬保存较好,地面比较平坦;北部则主要为切割破碎的黄土丘陵,即梁、峁区。高原上的积温一般不到3000℃,在热量条件上应属于温带,只有谷底川道热量稍高,但它们只占本小区的很小面积。年雨量400~500毫米,大部集中于夏、秋季,且多暴雨,地面植被较少,故河流的洪、枯流量相差极大。子午岭等山岭分布有次生幼龄(梢林),组成以落叶阔叶为主,大部是辽东栎、白桦、山杨等,针叶树以侧柏较为普遍。栽植的果树主要是枣、梨、杏、核桃等。高原南侧与秦岭之间的渭河平原,古称关中,是一个地堑平原,可视为陕北黄土高原中的一个大型山间盆地。其北界是渭河北山,为一系列灰岩断山,南界即秦岭北坡大断层崖。渭河平原海拔较低,水热条件与黄淮平原相似,农作物一年两熟,是中国重要的小麦、棉花产区。
③陇西高原小区
本小区与陇东高原以六盘山为界。六盘山古称陇山,故六盘山以东叫陇东,六盘山以西叫陇西。它是一条北北西走向的狭长山脉,主峰海拔超过2900米,东坡陡,西坡缓。陇东高原海拔一般在2000米左右,地貌以黄土丘陵为主,华家岭一带极为典型。陇西高原上也有一些较高的基岩山岭凸出于黄土之上,因海拔较高,热量较低,广大高原地区积温不到2500℃,所以陇西高原较陕北、陇东高原为冷。降水仍有400~500毫米,干燥度较陕北高原为低。高原中的一些河谷平原,如天水附近的渭河上游谷地、兰州附近的黄河谷地等,地势较低,热量稍高。兰州附近平原雨量少、蒸发多,旱田上常铺一层河流砾石以减少蒸发,景观渐向西北干旱区过渡。高原上的较高山岭目前尚有少数残存森林。如六盘山2000米以上有油松、侧柏、山杨、白桦、辽东栎等组成的松栎林;兰州以南的兴隆山有尖叶云杉、山杨、辽东栎林等。本小区天然植被亦保存无几,水土流失比较严重。