试论地学在大农业中的应用

▲试论地学在大农业中的应用任士魁周大迈王英杰 r(河北农业大学农学系)李春明．(保定市计委)摘要地学理论不仅用于探矿找水，在大农业发展中，同样有重要应用价值。本文结合实践，阐述了地学在农业分区、水土流失防治、恶化土壤的改良以及根据地质岩性合理配置植被等方面的作用，为地学知识用于大枉业开辟了新途径。关键词地学；农业分区；水土流失；土壤改良近年来，我省开展的农业区划，土壤调查、土壤区划、土壤改良和农田基本建设等，X都直接或间接地应用了地学知识，并收到了显著成效。随着现代化农业的发展，地学在农业上的作用日趋煎要。1以地质构造和地貌单元为基础进行综合农业分区河北省的农业区划工作从六十年代就开始了，区域划分几经变动，经过反复讨论，1985年确定，大区地貌单元为一级区的划分标准，中区地貌单元为二级区划分标准。根据这个原则将全省分成八个一级区和十二个二级区。坝上高原区是内蒙高原的南部边缘，在地质构造上大部分属于内蒙台背斜，坝上高原自燕山运动以来，地面缓慢上升，古老的花岗岩、片麻岩和石英岩经风化剥蚀，形成平缓的丘陵山地，受新构造运动的影响，又形成一系列凹陷盆地，成为高原湖淖分布的基础，并有大量的玄武岩沿断裂线溢出，形成了玄武岩台地，按照次一级地貌单元分成坝缘山地，疏缓丘陵和波状高原3个亚区。本区气候冷凉，雨量稀少，确定为牧农林经济区。冲太行山区属于山西台背斜东部边缘，由一系列北北东一一南南西的平缓复式裙被组成，^与河北平原断裂接触。本区光热充足，雨量稀少，由于开垦过度，大地植被覆盖率低，水土流失严重，确定为林、农、牧区。燕山山脉属于燕山沉陷带，震旦纪地质层出露齐全，气候较太行山区湿润，植被系件较好，确定为林、牧、农区。在山西台背斜和燕山沉陷带的接合部有一系列断陷盆地，我们称为冀西北间山盆地。它基本属于燕山沉陷带，地貌受第四纪以来的垂直升降运动和断裂构造控制，形成大的断裂盆地，盆地内有大量黄土沉积，本区东部军都山阻挡7东南方的潮湿气流，而西北冷空气又可沿谷地长驱直入，形成寒冷干旱多风的气候特点，确定为农、林、牧区。 o河北平原系华北平原的一部分。它在渤海凹陷、大陆下沉的情况下，逐渐由黄河、海河及燕山各河系冲积物所填而成。根据地貌单元和气候的差异，又分为燕山山麓平原农区、太行山山麓平原农区和低平原农区。滨海条件特殊，划分为农、林、渔、盐区。．。’>1989一12—25收稿t期任士魁等：试论地学在大农业中的应用33——一——————————————————_—-H…∞—一q———_—_——_—_____—一日l——一m_目—___-—---一以上分区虽是以地质构造和地貌单元为主要依据，但是体现了三个一致性。一是发展农业自然条件和社会条件的相对一致性。在一定区域范围内，地貌，水文地质、气候、土壤和植被条件基本一致。二是农业生产基本特征与进一步发展的相对一致性。主要包括农、林、牧、副、渔各部门地区分布与部门结构特征、各种作物的地区分布与结构、土地利用方式是基本一致的。三是农业生产关键问题与建设途径、改造利用特征的一致性。2根据地质特点确定水土流失重点防护区永定河上游为官厅水库的主要产沙区。根据水电部调查，目前水库淤沙量已达6亿立方米，超过设计标准一亿立方米，严重影响水库蓄水和北京的用水问题。为此，1983年水电部将永定河上游列为全国8个水土流失重点防护区之一。这一带属河北省的冀西北问山盆地，总面积km2，水土流失面积km2。这么大的面积如何防治，我ff、1、与省、地水利部门共同进行亍实地考察，对当地的地质情况进行了综合分析。从总体看，这是一个盆地，沉积了很厚的黄土。如果再细分地貌单元，可分为石质山区、河川盆地区和黄土沟壑区。石质山高处植被好，土层厚，水土流失不严重，低处石多土少、无土可流。平川地坡度小，流失不重。流失最严重的是黄土沟壑区，应列为防治重点。这里是黄土高原的东部边缘。从切割剖面看，土层厚度可达几十米，黄土可分为新黄土(马兰黄土)，老黄土(离石黄土和午城黄土)两种。最上面一层为马兰黄土，质地均一，无水平层理，属风成，在很多石质山上都可看到马兰黄土覆盖的痕迹。可见，过去这一带石质山上曾覆盖很厚的黄土，但由于受新华夏构造体系的控制，地面不断隆起，加之植被破坏，雨量集中，加大了对黄土的侵蚀。黄土是第四纪的特殊沉积．在不太长的时间内，石质山上的黄土被侵蚀殆尽，残存下的黄土也被切割得支离破碎，沟壑纵横。据1982年在宣他县调查，有石质山996．9Km2，占全县总面积的43％。陡坡开荒的结果，往往是土越种越少，石头越种越多。从现在情况看，产沙量最大的是黄土区。据怀安县资料，黄土缓坡丘陵和黄土断块台地占全县面积的35．73％，而侵蚀量却占全县总量自4J72％。据现场观察，覆被率高的山地林草盖度在70％以上，地萄有草皮和枯枝落叶层，基本上无水土流失，覆被率中等的山地属灌丛草地，盖度40～70％，流失不太严重，而覆盖率低的山地，面积大，土层薄，石多土少，虽流失程度严重，但今后可流失的物质巳不多。所以，当前防治的重点，应放在黄土坡耕地，这种土地面积大，工程差，耕作粗放，植被少，水土流失最严重。黄土是一种含养分丰富的土壤母质，易于熟化，只要有土即能耕种。珍惜黄土资源，加强农田基本建毅，增加大地植被，发展人工种草，实行林果结合，是投资小、见效快的措施。5从地学角度，探索±壤恶化的原因，寻求改良途径河北省坝上地区栗钙土都有观显的钙积层，以二阴滩和盐碱下湿滩的土壤钙积现象更为明显、集中，群众称为白干层。其厚度lO，v60cm不等，厚者可达l m驼2_k，埋藏深浅不一。由于表土的风蚀，白干层就越来越靠近地表。据张北、沽源、康保三县调查，有浅位钙积的土壤168万亩，占总土地面积的10．61％。白干土养分缺乏，含碳酸钙多，一旦露出地表，就会形成坚实的土层。据测定，白干层碳酸钙含量高达15～23％，60cm的土层内34河．，北农业大学学报14卷土壤容重达1．79／cITl3，比无疆化栗钙土容重大0．2-'-,0．39／cm3，由于僵化使树木难子扎根成为“小老树"。沽源县闪电河乡的万亩草场七十代开荒种粮，风蚀为白干层离地层仅10 cIn，只能生长克氏针茅、狼毒一类的劣质草。钙积层的形成，过去土壤学的解释是上层含钙物质淋溶到下层淀积而成，然而20～30cm厚的表土，怎能使下部淀积1 nl厚的钙积层呢?实在难以说通。从我们多年实地考察发现，坡梁地的钙积层呈分散状态，可以认为是表土淋溶下来的。然而，在滩地匕的钙积层，顶面水平，含钙集中，淋溶沉积的说法难以解释。但是，从地学角度进行分析，就会得到令人满意的结果。坝上岩石种类较多，北部康保县一带以古老的芘岗岩、片麻岩为主，中部以片麻岩、花岗岩、石英岩为主。’在张北县～尚义县—钱，有玄武岩组成的台地，在坝头一带，有火山碎屑岩和斜长岩。这些岩石中含有正长石、斜长石、角闪石、辉石、橄榄石等。风化之后，产生大量的钙、铁、钾、钠离子。由于地质构造的关系，坝上地形呈封闭状态，除尚义县的鸳鸯河、沽源县的闪电河外，其余都是内陆河。这些可溶性盐随地表水和地下水汇于湖淖洼地，经多年蒸发浓缩，即成了高矿化水，在地下水位较高的湖淖周围形成盐碱滩，滩地下部碳酸钙结晶成钙积层。从有关地质资科和实地考察发现，现在的滩地即为过去干涸的湖淖，滩地上白干层平齐即是地下水浓缩时碳酸钙沉积的结果。据张北县地下水普查资料，重碳酸一钙型水质面积1812kin2，占全县面积的45％，这就为形成钙积层提供了充足的钙源。应该指出，只要有含钙的地下水汇集，就有白干化过程。从地球化学角度看，目前这一过程仍在缓慢进行。解决的办法是搞好山地、坡梁地的水土保持，减少含钙地表水和地下水向湖淖集中的数量。黄骅县地处河北滨海平原，在海岸带以里有南大港泻湖洼地，形成芦苇沼泽土。大港外围由于受地下水的顶托，土壤含盐量较高，有的甚至为不毛之地。在该县地势较高、地下水位相对低下的部位，土：嚷盐分较轻，现在成为该县的高产稳产田。目前大港已干涸。地势高处已打井种上粮食作物和经济作物，但对大港周围的盐碱荒地的利用还很不充分。如何把这些盐碱滩尽快变为良田，应根据水文地质条件，采取相应的对策。在海河工程未搞之前，大港为封闭洼地，常发生洪涝和沥涝，农业生产受着旱、涝、盐、碱、薄的威胁。海河工程开挖之后，境内有几条直接通海河道，大港于涸，地下水位大幅度下降，土壤的干旱程度加剧，正朝着脱盐，脱潮方向发展。土壤虽有盐碱，但从宏观上看逐渐减轻。这里涝的问题基本解除，今后的任务是解决旱、涝，加速脱盐。具体的措施可采取平整土地、配齐必要的田间排水工程，围埝蓄淡压盐等。海兴县明泊洼农场的以草起步经验可以借鉴。该场4．7万亩土地，以种粮为主。由于盐碱危害，收效甚低。1987年播种万亩苜蓿，1988年草收jk．10万元，1989年草收入20万元。以草养畜，以肥改盐，牧促农、农养牧，农牧互补，从长远看，会使农业生产、生态环境建设向更加科学合理的良性循环过渡。4根据岩性特点配置栽培植物，进行开发治理农业生产包括植物生产、动物生产和土壤管理三大环节。按生态学的观点即生产者、消耗者和分解者，都在土壤上进行物质能量转换。土壤是由岩石风化而来，自然界的岩石所处环境千变万化，形成土壤性质各异，但是土壤总是延续了母质的影响。同一种岩石形成的土壤其矿物组成、化学成分和理化性质，生物学性质有相对的一致性，给某些植物创造了适宜的生长环境。因此，在一定的区域范围内，植物群落基本相同。1987年在京东蓟

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