甘肃省黄土地貌：形成与特征

黄土是一种淡黄色、质地均匀、松散的第四纪土状堆积物。它具有多孔隙、垂直节理发育、透水性强、富含碳酸钙、易塌陷等特点。在流水作用、重力崩塌作用和风力吹蚀作用下，形成沟深、坡陡、沟壑纵横、地面支离破碎的黄土高原景观。甘肃省最重要、最突出的地貌特征是黄土及黄土状物质的广泛分布，成为世界上厚度大、面积广、发育典型的黄土分布中心之一，并对区内自然景观的形和各种自然地理过程产生及其深刻的影响，形成一系列特殊的黄土地貌。

1.成因和地貌过程

黄土地貌的成因或形成过程，大致包括以下三个方面：

（1）地质基础

六盘山以西的陇西黄土高原是中新生代的拗陷盆地（地质学称为陇中盆地），整个盆地呈西北—东南向作菱形展布。陇中早在古近纪已成盆地，但主要拗陷是发生在新近纪，整个盆地接纳了总厚度约1500m的甘肃群。甘肃群主要是一套含有石膏的紫红色黏土、砂质黏土、砂岩和砂砾岩。第三纪末至第四纪初陇中盆地随着青藏高原及周围山地一起隆升，甘肃群发生构造变动，黄河及其支流洮河、祖厉河、渭河上游及其支流胡芦河等，由甘肃群堆积面下切，通过谷坡的扩展，谷间地的缩窄，到更新世黄土开始堆积时，地面的起伏已经很大。兰州段黄河就是一个典型的例子。黄河在兰州盆地中阶地十分发育，多达7级，最高一级高出河面330米以上，其基座削平了倾角10°的甘肃群，即所谓“甘肃期侵蚀面”。换言之，在距今170万年以来，兰州地区整体上升幅度达330余米。

与陇中盆地不同，陇东黄土高原的基底是近于水平产状的古生界、中生界的砂岩、页岩。从白垩纪以来，这里很少明显的褶皱和断裂构造，在南起灵台、北至环县、西至镇原的广大范围所出露的白垩纪砂页岩交互层，均呈水平分布。当时地面总的倾斜方向与现在相反，是由东南向西北倾斜的。在白垩纪末燕山运动后，整个鄂尔多斯地块的广大中生界地面，历经长时期的剥蚀与夷平，形成准平原。在此古剥蚀面上，除其边缘局部沉积了一些第三纪红层外，中间大部缺失第三系，直接被第四纪土状堆积物所覆盖。本区第四积地层，由下更新统的红黏土（又名古黄土）、中更新统的老黄土（离石黄土）与砂砾层、上更新统的马兰黄土与全新统的灰黄色薄层堆积物构成，总厚度盖在60～240m间。中以平凉附近及西锋镇一带最厚，约在240m上下。由于第四纪地层的下垫面，乃是白垩纪基岩的古剥蚀面，给平坦的黄土塬奠定了基础。因第四纪以来大面积间歇性的地壳抬升，遂有本区河谷阶地、黄土塬与土石中山等多级层状地貌面的形成。

2.黄土堆积

黄土是地球发展史上最新阶段的产物。欧洲、北美大陆的黄土，沉积在大陆冰盖的外缘，黄土物质直接来自冰碛和冰水沉积物。第四纪时期内，中国没有出现过统一的大冰盖，黄土主要分布在西北温带荒漠外缘的东南部，即黄土高原地区。由于青藏高原的强烈隆起，亚洲冬季风势力增强，在西风环流和强劲的冬季风推动下，气候干冷期把沙漠、戈壁中的粉沙吹扬搬运到黄河中游干草原和疏林草原地带，大气粉尘降落发生“黄土化”过程，连续沉积从而形成黄土层深厚、集中分布的黄土高原。在气候温湿期，东南季风盛行，给黄土高原带来较多的雨水，黄土发生“土壤化”过程，形成色调深、质地粘重的古土壤。黄土是干冷气候条件下的产物，因而第四纪时期黄土不是连续沉积，黄土层之间的侵蚀面和多层埋藏古土壤的存在证明黄土堆积有过多次间断时期。与此同时，伴随着青藏高原的不断隆起，中国北方还存在着区域性的气候干旱化趋势，黄土堆积不断发展、分布区扩大。

甘肃省在乌鞘岭以东、六盘山以西地区，黄土分布最集中，厚度大部达100～200m（表2-2），分布的高程可以达到祁连山、六盘山海拔接近3000m的高峰。甘肃的黄土堆积，大约始于距今240～73万年的早更新世。黄土地层自下而上一般可划分为三组。下更新统黄土为稍带红色的土状堆积层，其中含多层古土壤或风化层以及钙质结核层，并见一层砂质黄土层。中更新统黄土是黄土层的主体，其间发育有13～14层古土壤，分布范围较早更新统黄土广。晚更新统黄土厚度较薄，一般不超过10m，岩性与中更新统黄土的上层相近，为淡灰黄色的粉砂土。可见1至2层黑垆土型的古土壤层。大量研究证明，黄土是干旱、半干旱草原气候环境下的风尘堆积物，因而在典型的黄土沉积环境中不能生长茂密的森林；从黄土与古土壤沉积的地层序列来看，尽管在两次较干旱的黄土沉积之间存在使古土壤得以发育的相对温湿期，但经化石及孢粉分析证实，这些土壤属于草原或森林草原土壤，而不是森林土壤。由于黄土是干冷气候环境下的产物，其分布面积从早更新世至晚更新世不断扩大，且黄土中普遍夹有若干层古土壤，这些现象表明第四纪时期内甘肃自然环境发展的总趋势是逐渐变冷，其间有干旱与温暖气候的交替。全新世以来，气候转趋暖湿，流水作用加剧，黄土高原在流水作用下沟谷迅速发展，形成现代的黄土地貌和黄土状堆积物。

表2-2　甘肃及邻近地区典型黄土堆积时代

黄土的透水性强，黄土黏土矿物具有强烈的吸水性，这些因素使植物对水分的利用率大为降低，不能保证林木群体的生长，这是导致黄土高原显域生境植被趋于草原化的重要原因之一。黄土碳酸钙含量高达10%～20%，加之土壤pH值高，均会影响乔木生长。因此，在相同气候条件下，如果不是黄土，而是另外的成土母质，植被就会有很大不同。这是某些水热条件相似的地方，黄土区无林而石质山区有林的重要原因。此外，黄土高原内部还存在着明显的区域差异，各植被带往往随着气候变化作南北摆动。例如草原带，在全新世中期（距近约6000年左右）其东南界大致位于永靖、兰州、同心、盐池、包头一线，相当于现今的荒漠草原；而在在距今3000年左右的晚全新世，草原带的南界大致沿临夏、固原、环县、靖边、榆林、岱海一线分布。

3.沟谷侵蚀

黄土质地疏松，都是粉砂、壤粘上，颗粒的胶结主要依赖于碳酸钙，而碳酸钙一遇雨水极易溶解，所以黄土抗冲蚀的能力很差。同时，黄土高原降水分布又集中在每年7～9月，多属暴雨性质，降水强度大。这两种环境因素的组成，使黄土侵蚀成为必然的过程。黄土地貌是黄土堆积过程中遭受强烈侵蚀的产物，其发育模式是黄土塬经流水侵蚀形成的冲沟分割，形成长条形的黄土梁，后者再被侵蚀分割形成馒头形的黄土峁，即所谓“原—梁—峁”的发育模式。

黄土塬、梁、峁等地貌类型主要由堆积作用形成，各种沟谷则是强烈侵蚀的结果。沟道流域内，谷缘线以上的谷间地和以下的沟谷地侵蚀特点是不相同的。谷间地侵蚀以暴雨径流冲刷为主，基本上没有重力侵蚀，梁峁顶部风蚀较强，下部和塬边多发生切沟和潜蚀。黄土沟谷的谷坡坡度多在35°以上，是水流由谷间地汇入沟床的通道，因而这里的水蚀、重力侵蚀和潜蚀都很活跃，常产生泥流。沟谷地的侵蚀过程包括沟床下切，谷坡扩展和沟头前进。其中，沟床下切和侧蚀是导致谷坡扩展的重要原因。扩展方式，在谷缘陡崖处以块体运动和悬沟、切沟侵蚀为主；在谷坡中下部多数是水流冲刷、潜蚀和泻溜。黄土区沟头前进的方式以崩塌和滑塌为主，尤以小型滑塌众多。沟头上方坡面的汇水面积越大，坡度越大，沟头前进的速度越快。沟谷地是黄土沟道流域现代侵蚀最活跃的场所，其侵蚀强度在黄土梁峁区约较谷间地大50%～70%，在黄土塬区则比谷间地大10～20倍。

黄土区的侵蚀还有古代和现代之分。现代侵蚀是指人类历史近代时期发生的地貌侵蚀过程，它和古代侵蚀的主要区别是有人为因素的参与，表现为侵蚀速度的加快。现代侵蚀和古代侵蚀，在多数地区以大规模农耕兴起时期为界。战国后期，农业民族开始，从而对黄土区土壤侵蚀起着推波助澜的作用。目前，黄土高原仍处于不均匀抬升的新构造运动时期，每年约抬升6～14mm，自然侵蚀在持续进行。研究表明，由于自然力量的破坏而造成的入黄泥沙每年约有10亿t，是人力难以完全控制的，加以人为加速侵蚀，治理更落后于侵蚀。黄土地貌的侵蚀外营力有水力、风力、重力和人为作用，它们作用于黄土地面的方式有面状侵蚀、沟蚀、潜蚀（或称地下侵蚀）、泥流、块体运动和挖掘、运移土体等。其中潜蚀作用造成的陷穴、盲沟、天然桥、土柱、碟形洼地等，称为“假喀斯特”。强烈的沟谷侵蚀或地下水浸泡软化土体，使上方土体随水向下坡蠕移形成的泥流，只有在黄土区才易见到。黄土的抗蚀力极低，因而黄土地貌的侵蚀过程十分迅速。

据有关资料记载，介于泾河支流蒲河与马莲河之间的董志塬，在唐代属彭原县。《元和郡县图志》卷3《宁州》记载，当时“原南北长81里，东西宽60里”。《元和郡县图志》撰成于唐宪宗元和八年（公元813）距今已有1195年。现在的董志塬面东西宽已缩至18km，最窄处仅0.5km左右，两侧沟壑连绵不断，曲折纵横，和唐代迥异。董志塬的地形是中部略高，两侧向外逐渐低下，由塬的北端驿马关向南至董志镇，沿线有缪岭、骆驼岗、花儿岭、刘家岭、王家岭、秦坝岭、周家岭、郝家岭、强家岭等岗岭名称。现在西峰镇东西两侧塬面高程的差异，就是具体的说明。西峰市中心为1401m，其东3km的水北关为1371m，再东2.5km的高家坳为1332m，又东6km的刘家老庄为1291m。由西锋镇向西，4km的齐家庄为1403m，再西5km的康家嘴为1324m，又西3km的魏家南山为1231m。由于中部有相对凸起的高地，故有利于沟壑的溯源侵蚀和向上延伸。

现在董志塬最宽处为西锋镇东西一线，宽24km。在此线的南北两方都有长短不同的沟壑，所以各处南北的宽窄也不一致，西锋镇东5km处，南北之间宽7km；西锋镇西6km处，南北之间宽5km。凡此均是塬面比较宽的地方。至于最窄处，西锋镇东7.5km的被狗盘，其宽仅150m。由西锋镇向西，9km处的康家嘴宽300m；再西2.5km的北塘宽仅200m。其他各处塬面，远不如西锋镇一带宽广。如西锋镇北4km鄢旗坳的塬面，东西仅宽2km；鄢旗坳南2.5km刘家岭的塬面，东西宽2.25km；西锋镇北郊的塬面，东西宽5.5km西锋镇南2km周家岭，东西宽4.25km；肖金镇的塬面，东西宽7km.已如上述，唐时彭原东西宽60里，折合今制，约32km。由于唐人记载的是当时彭原从东到西的总宽度，不宜用之代表塬面东侧与西侧的具体宽窄，因之两侧沟壑的侵蚀速率无法获得确切的数字。只能根据董志塬一些古城略作推求。

位于现今西峰市东北的唐代彭原县，本北魏彭阳县，隋代改为彭原县。唐宋因袭其名，到元始祖至元七年（公元1270）废省。古址在今鄢旗坳东1.5km，三面皆是深沟，沟坡已靠近城墙，且西北面的沟头已破城而入，延伸了200余米，年延伸进度约0.3m（史念海，2001）。唐彭原县城实无必要布设在三面皆是深沟地方的理由和必要，只能说明当时这些靠城深沟尚未形成，这无疑是千余年来塬面侵蚀的必然结果。就是董志塬最大城市西锋镇所在的地方，现在已经夹处在东西至少5条沟头之间，最远的已不足2.5km，最近则只有0.5km，塬面的破碎由此可见一斑。

黄土塬面积的大小主要受其周围沟谷发育程度的控制，研究历史时期黄土塬面的范围和边界，首先需要确定该塬周围沟谷的年龄。2009年，姚文波通过历史时期董志塬面保护规律的研究，认为造成其塬面变化的主要原因是现代侵蚀沟的发育，面状侵蚀影响微弱。例如，沟道长度最大的石桥沟，深入塬面8170.5m，侵入塬面的时间大约距今2425a。以沟头平均延伸速度4.068m/a计，在沟头相对的地点，在过去的824a间，塬面平均后退了6462m（表2.3）。说明历史早期董志塬的圆面面积是有限的，完全受其周围的构（河）谷控制。大约从公元6世纪开始，比较多的发育较快的现代侵蚀沟谷深入董志塬塬面，导致董志塬被分割成块状，引起了当时人的注意，故而才有《元和郡县图志》的记载。隋唐以后，越来越多的现代侵蚀沟谷深入董志塬塬，现今塬面长度在500m以上的沟谷数量就达到了3249条。总之，受水土流失影响，董志塬面积已由原来的910km2减少到756km2，并正以平均42hm2/a的损失速度使人们赖以生存的田地不断减小，两侧沟头大有连接的趋势。

表2-3　伸入董志塬塬面的现代侵蚀沟相关参数（姚文波，2009）

2.主要地貌类型

由于古地貌及地貌发育过程中外营力作用的差异，形成了不同形态的黄土地貌，主要有黄土沟间地貌和黄土沟谷地貌。沟间地貌又称黄土谷间地，主要类型是塬、墚、峁，它们是当地对桌状黄土高地、梁状和圆丘状黄土丘陵的俗称。根据形态特征和复合体规模，甘肃黄土高原可分为6个中观尺度地貌类型。

（1）黄土塬

黄土塬（又称黄土平台）指侵蚀、切割轻微，保存比较完整的黄土高原的原始平坦地面。其顶面平坦，边缘倾斜3°～5°，周围为沟谷深切，它代表黄土的最高堆积面。塬的面积多在数十平方公里以上，周围有沟谷环绕，边缘因流水侵蚀和重力崩塌作用而参差不齐。塬的成因多样，或是在山前倾斜平原上黄土堆积所成，如秦岭中段北麓和六盘山东麓的缓倾斜塬（称为靠山塬）；或是河流高阶地被沟谷分割而成，如晋西乡宁、大宁一带的塬；或是在平缓分水岭上黄土堆积形成，如延河支流杏子河中游的杨台塬；或是在古缓倾斜平地上由黄土堆积形成，如董志塬、洛川塬；或是黄土堆积面被新构造断块运动抬升成塬，如汾河和渭河下游谷地两侧的塬。黄土塬在陇东广泛分布，仅庆阳市境内就有大于10×104亩的大塬12个，董志塬因其是世界上面积最大、保存最完整的黄土塬面而堪称“天下黄土第一塬”。

图2-3　董志原景观

甘肃省面积较大的塬，有董志塬、早胜塬和会宁的白草塬。位于祖历河中下游的白草塬，白草塬位于祖历河中下游，在第三纪古盆地基础上形成，第四纪黄土厚度200m左右，塬面海拔1750～1900m，相对切割深度180～200m，塬面比较完整，面积超过1000km2。但由于祖厉河及其支流的切割，现代塬面已相当破碎，其平坦广袤程度远较陇东黄土高原的董志塬和早胜塬逊色。董志塬范围，北起驿马关至庆阳城一线，南止泾河谷地，东西则介于马连河和蒲河间，为陇东面积最大而较平坦完整的黄土塬。包括庆阳县大部及宁县、合水二县境内各一部分，南北长87km，东西宽36km左右，面积2260 km2。目前，塬面仅占39%，坡度在3°左右，大小沟壑面积则占61%，荒坡又占沟壑面积的57%。塬面海拔大概在1200～1450m，由13条较大河沟呈辐辏状向原心伸入，分割塬面成多数碎块，一般沟壑深150～200m。(www.xing528.com)

黄土塬依其所在部位及不同高度，又可分为三个亚类。黄土塬临近河谷而地势略低、坡度稍大的部分，称为“前塬”，如董志塬的太菖镇以南部分及早胜塬的西南部。不少前原和马兰期黄土台地（“头道塬”）共存，为河谷和黄土塬间的过渡带，农作可二年三熟。黄土塬邻近山区，地势较高，起伏稍大的部分称为“后塬”，如董志塬北部、早胜塬东部（邻近子午岭）及平泉塬西部（邻近小关山）等。后塬农作一般三年二熟。在前塬和后塬之间，或一般黄土塬的中心相对隆起而有分水岭性质的部分，当地特名“”（读鸟niao音），如董志塬的盖家——、张家——等。塬中心凹陷部分，当地俗称“淌”，即塬面径流汇集成槽之意。

（2）黄土梁

黄土梁是近似平行于沟谷的长条状高地，梁顶平坦或稍有缓坡，坡度一般小于5°，梁长一般可从1千米至十几千米，梁顶宽几十米至几百米，呈鱼脊状往两侧沟谷微倾，坡度一般在20°～30°。梁顶倾斜3～5至8～10者为斜梁，梁顶平坦者为平梁，丘与鞍状交替分布的梁称为峁梁。平梁多分布在塬的外围，是黄土塬为沟谷分割生成，又称破碎塬。六盘山以西黄土梁的走向，继承了黄土下伏甘肃系地层构成的古地形面走向，其梁体宽厚，长度可达数公里至数十公里，如华家岭、胡麻岭、兰州的七道梁、秦安的王铺梁、中山梁等。作为祖历河—渭河分水岭的华家岭及其延伸部分，总长可达200km以上，过去的西兰公路即通过此梁地。六盘山以东黄土梁的走向和基岩面起伏的关系不大，是黄土堆积过程中沟谷侵蚀发育的结果，或者是由残塬进一步侵蚀切割而成。如子午岭（1756m）为泾洛分水岭侵蚀成的黄土梁，大部早已开垦，因一百多年前的社会原因放荒，始长出大量次生梢林，形成陇东黄土高原东部唯一森林区。

（3）黄土峁

黄土峁是一种比高10～200m的穹状高地，其平面形态为圆或椭圆形，顶部浑圆、边坡较陡，数量甚多。峁顶的面积不大，以3°～10°向四周倾斜，并逐渐过渡为坡度15°～35°的峁坡。若干个峁大体排列在一条线上的为连续峁，单个的叫孤立峁。连续峁大多是河沟流域的分水岭，由黄土梁侵蚀演变而成。孤立峁或者是黄土堆积过程中侵蚀形成，或者是受黄土下伏基岩面形态控制生成。例如陇东黄土高原北部因受到水流切割，原面更为破碎，形成丘陵型梁峁（有“峁盖”和“咀梢”等地方名称）与沟壑错综的残原地貌。如环县的乌仑山、明月山及灵台的志公山、凤凰山等，均属“峁盖”类典型的黄土峁，且有耕地开垦至山顶者，高度多与附近原面一致。

（4）黄土沟谷地貌

沟谷密布、地面破碎是整个甘肃黄土高原最普遍和突出的地貌类型，且具有狭窄、深切、沟坡陡峭、纵比降大的共同特点。根据沟谷的发育阶段和形态特征，由大到小，黄土沟谷可分为河沟（有长流水，如董志塬的南小河沟）、坳沟（又名干沟，暴雨后有水，如南小河沟支沟的杨家沟）、冲沟、切沟、细沟和纹沟等6类。前两类为古代侵蚀沟，后三类是现代侵蚀沟，冲沟有的属于古代侵蚀沟，有的属于现代侵蚀沟，时间的分界线大致是中全新世（距今3000～7000年）。纹沟是指降水形成的面状流水，沿原始黄土坡面流动，由于微小的地面差异，产生许多细小的线状水流，侵蚀地表形成细小的纹状沟。坡面流水增大时，片流逐渐汇集成股流，将地面侵蚀成大致互相平行的细沟。细沟的宽度一般不超过0.5m，深度0.1～0.4m，长数米到数十米。细沟谷底纵剖面与斜坡坡形一致，横剖面近似“V”字型，沟坡无明显转折点。细沟进一步发展，下切加深，切过耕土层，形成切沟。切沟的宽度和深度均可达1～2m，长度超过几十米，沟底多陡坎，纵剖面坡度与斜坡坡面坡度不完全一致，横剖面的谷坡上有明显谷缘。切沟进一步发展扩大，谷底加深，沟壁侵蚀、崩塌加宽，溯源侵蚀使沟谷加长成为冲沟。其纵剖面为一下凹曲线，与斜坡之凸形纵剖面成反向。冲沟的沟壁和沟头都较陡，规模较大，长度可达数公里或数十公里，深度达数十米至百米。冲沟进一步发展，沟床纵剖面坡度逐渐变缓，沟底平坦开阔，并有一定厚度的冲积物堆积，成为坳沟。这时沟谷已较稳定，常被开垦成耕地。

黄土沟边往往有塬面陷穴、黄土桥、黄土柱等微地貌，一般称为黄土潜蚀地貌。它是地表水沿黄土中的裂隙或孔隙下渗，对黄土中的碳酸钙进行溶蚀，使其流失或迁移，形成土体空洞，加强流水的冲蚀作用，造成黄土塌陷而成。

（5）河谷盆地

黄河大致自西南向东北流经甘肃省长约486km，其间峡谷和盆地相间，呈一束一放的地形。河流切穿古老基岩处，造成峡谷，是大型综合性水利工程的良好坝址。被这些峡谷分开的宽谷盆地川台区，是甘肃省历史文化及工农业经济发展的重心所在。自西至东，依次有积石峡—大河家盆地、寺沟峡—永靖（或莲花城）盆地（现为刘家峡水库所淹没）、刘家峡—大川（或半个川）盆地、盐锅峡—达家川盆地、八盘峡—兰州盆地、小峡（又名桑园峡）—什川盆地、大峡—水川（又名青城）盆地、乌金峡—靖远盆地、红山峡—老龙湾（坝滩）盆地、米家峡—五佛寺盆地、黑山峡—中卫中宁盆地（今属宁夏回族自治区）。上述诸盆地中，以兰州（320km2）和靖远（290km2）两个盆地最大，什川盆地最小仅16km2（表2.4）。除盐锅峡与红山峡由较疏松的甘肃群红层组成外，其余各峡都由坚硬的火成岩与变质岩组成，水流湍急，水力资源丰富。目前，积石峡、寺沟峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡均已建成水库电站外，其余各峡谷的水力，尚待开发利用。

表2-4　甘肃中部黄河峡谷与河谷盆地

黄河支流洮河、渭河流经南部与中东部，亦形成峡谷与盆地相间地形格局。如洮河中游的临洮盆地、庄浪河的永登盆地、大夏河的临夏盆地、宛川河的榆中—金崖盆地以及祖厉河的定西盆地、会宁盆地等。这类盆地两端不一定都有峡谷阻隔，主要是流水侧蚀拓宽河谷的结果。东南部的渭河上游及其支流葫芦河也有峡谷段和较宽的河谷盆地，较大的盆地有天水、三阳川、甘谷—武山、陇西—首阳等盆地。

（6）阶地

典型黄土地貌分布的沟道流域多层状地貌结构，河谷阶地是黄土地貌发育历史过程的记录（图3.x黄土沟道流域地貌层状结构），尤其黄河阶地与黄土堆积系列蕴涵了奉复的构造运动与环境变化信息。早在20世纪30年代，杨钟健就在兰州划出了华北最完整的地文期，黄汲清在20世纪50年代专门把兰州黄河阶地叫做“兰州式台地”。李吉均课题组通过多年野外考察，确定兰州地区黄河共发育7级阶地，经过古地磁、裂变径迹测年研究，确定了每级阶地的年代，从而得出黄河起源的年代约为170万年前。黄河及其支流阶地是青藏高原间歇性隆升的反映，阶地之上堆积的黄土直接与河漫滩相粉砂及河床相砾石相接触，且阶地愈向上游愈新。其形成过程为，河流在拓宽过程中先堆积河床相砾石及河漫滩相粉砂，之后河流伴随构造运动下切，高河漫滩转化成基座阶地，相应的堆积物也逐渐由冲积黄土转化成典型的风成黄土。这种河床相—河漫滩相—冲积黄土—风成黄土堆积系列，是甘肃省中部河流阶地基座之上的黄土堆积模式，具有普遍性意义。除黄河主流外，其支流湟水及大通河、庄浪河、大夏河、洮河、祖厉河、渭河和泾河，这些河流的阶地皆成为黄土稳定堆积的地貌部位。各级阶地面上黄土厚度由2m至300余米不等，黄土层内发育多层古土壤，构成独特的黄土—古土壤—阶地系列，其包含的全球气候变化信息，堪与著名的南极东方站冰岩芯氧同位素曲线进行对比。

以兰州河谷盆地为例，黄河北岸发育的七级河流阶地和一级剥蚀面，其中最高的红层剥蚀面高于黄河河面440m。其上覆盖粒径多在5cm以下，磨圆程度很低的含沙砾石层。砾石层的岩石类型单一，反映没有经过长距离的流水搬运，与现代的黄河砾石层无任何相似之处。因此它说明当其形成时，兰州地区还没有黄河出现。根据古地磁和裂变径迹测年，该砾石层和它覆盖的剥蚀面形成于180万年以前，这说明黄河在兰州地区的出现应在距今180万年以后。剥蚀面以下的七级黄河阶地，每级阶地上都有磨圆程度较高、岩石类型复杂的河流形成的砾石层分布。砾石直径5～10cm，其特征与现代黄河河床的砾石一致，说明它们是黄河形成的。距今170万年左右，青藏高原又发生一次强烈上升，即青藏运动C幕发生，该区地貌再次向高山深谷为主的地貌演化，河流强烈下切，水系重新调整。兰州地区黄河及其主要支流最高阶地形成，也标志着该区黄河的出现，此后便开始了河流发育的历史。在冰期中黄河以侧蚀为主，形成宽阔的河漫滩；间冰期则以下切为主，河漫滩相对抬升成为阶地。近170万年来，侧蚀和下切交替进行，以致形成7级阶地（表2-5）

表2-5　兰州黄河阶地特征与发育历史

兰州段黄河第一级阶地（T1）大约在1万年前下切，之后逐步形成堆积阶地，其下为大约形成于距今1～3万年间的砾石层。阶面海拔1520～1530m，顶部有约2m厚的全新世黄土及0.4m厚的冲积黄土，并发育黑垆土型古土壤，其有机14C年龄为6800±180aBP。这级阶地现为兰州市区及西固区占据。二级阶地基座为皋兰群变质岩及第三纪红层，拔河25m，砾石层之上有厚20～25m的冲积和风成黄土，定不发育全新世黑垆土，冲积黄土底部14C年龄为3.4万年。三级阶地面上的黄土广泛分布于黄河两岸，阶地面保存完整。在黄河北岸构成白塔山公园及若干林区的主体，南岸的范家坪、彭家坪则更为宽阔，黄土占有相当大的面积。阶地基座为皋兰群变质岩、第三纪红层及五泉砾岩，其上黄土厚约40m，底部出现末次间冰期发育的古土壤（S1），中部有3～4层末次冰期间冰段古土壤，顶部则为全新世黑垆土。在临夏大夏河的同级阶地堆积面宽达10km，被称为北塬。其黄土地层剖面，包括末次间冰期的5个阶段（S1-a，S1-b，S1-c，S1-d，S1-e）和末次冰期的4个阶段（L1-1，L1-2，L1-3，L1-4），加上全新世的黑垆土型古土壤S0，完整地记录了末次间冰期以来的10个气候波动阶段。黄河及各支流四级以上阶地也具有上覆黄土和下伏砾石层的二元结构，唯阶地基座上覆盖的黄土已被后期侵蚀分割成若干孤立的黄土峁形态，残留面积小且不稳定。兰州九州台就是一个典型的例子，其四周因水蚀、崩塌及滑坡作用，坡面陡直，坡度40°～90°不等，下部靠近红层的100～150m黄土层坡度基本为直角（图2-4），但顶面仍保留着小块残余的塬面。九州台海拔2066m，黄土厚318.2m。其中，风成黄土297.2m，底部为厚21m的水与气下环境交替沉积的高河漫滩黄土，整个黄土剖面发育40多层古土壤，是中国标准黄土剖面之一。

图2-4　兰州九州台黄河阶地基座及其上黄土地层

3.黄土地貌的利用和改造

地理环境对华夏文明在甘肃的起源与发展有着重要作用，主要表现为对文化发展历程、发展速度、文化特征、文化格局和文明早期发生发展的影响等多个方面。特别是深厚黄土层、河谷基座阶地、广泛分布的红层及雨热同期的大陆性季风气候，既是甘肃成为中国最早旧石器发现地之一的地理原因，也是甘肃成为华夏文明多个起源中心之一的历史必然。史前人类大都集中在各大河干支流交会处的较高阶地上，因为这里既近水源又安全，而且便于发展农牧业生产，奠定了“河谷农业文化”的基础。从20世纪20年代至今，中外地质、地理与考古学者，先后在甘肃省的黄河与其支流泾、渭二河上游诸河谷，发现过较多的史前人类文化遗址。1920年，法国人桑志华曾在庆阳市华池县王嘴子乡银坪村的杨集沟东岸，距县城45km处之赵家岔洞沟的黄土层下砾石层中，发现用石英击成的石器两件。1976年，在泾川县泾明乡牛角沟，首次发现人类头骨化石，经鉴定可能属于晚期智人阶段的人类遗骸，时代属于旧石器晚期。上诸泾河各支流谷地黄土层下砾石层中先后发现的数百件旧石器，均可说明史前人类在陇东广泛分布。陇西区武山县鸳鸯镇西南的渭河南支榜沙河北入渭河处，1986年发现早期人类头骨化石，据C14测定距今3.8万年左右，属旧石器时代晚期。这是陇西区首次发现人的化石，可称为“武山人”，与陇东区泾川牛角沟的人类头骨化石属于同期。

至原始社会晚期，省境内先后发现了马家窑文化以及秦安大地湾遗址等代表新石器时代农业文明的重要文化遗存，显示了这一时期甘青地区以原始农业占主导地位的经济文化特征。农耕起源的比较研究表明，定居生活的村落可能起源于雨养农业的山间丘陵地，也可以是山前河谷或荒漠绿洲地带。例如，大地湾文化已形成定居的村落，许多原始村落遗址大多坐落在河谷阶地或依山傍水之处。之后是仰韶文化，此期遗址数量增多，分布范围大为扩展。兴起于仰韶文化晚期的马家窑文化遗址分布更为广泛，村落遗址一般位于黄河及其支流两岸的阶地上，接近水源、土壤发育良好。这种对生活环境的选择标准一致的现象，特别是大地湾、马家窑文化遗址的房屋多为半地穴式建筑，无疑应是利用与改造厚层黄土的结果。反之，分布广阔、堆积深厚的黄土层也适于保存古文化遗址。由于全新世继续堆积的黄土广泛覆盖在各级阶地上，因而埋没了不少史前的文化遗址，文化遗址在一定的黄土层位中被保存至今，这显然是省境中部黄土区史前文化遗存较多的又一地貌原因。

黄土富于直立性，其中的天然洞穴曾是原始人类的住处，也为现代人建筑住宅提供了有利条件。陇东的穴居窑洞，就是黄土高原人文景观的一大土著特色。周人先祖到陇东后，窑洞大量的挖凿及推广，不仅在黄土高原的各个村落遍布，而且一些重要城镇和军事据点也被窑洞化。先周时期，遍及陇东黄土高原的土窑洞，造型朴拙，种类繁多，有崖庄院、地坑院、半明半暗的半地坑庄院等。其共同的特点或优点是经济实惠、干燥坚固，冬暖夏凉，清洁卫生。这种居住格局从远古开始，时至今日一直延续了数千年之久。即使今天，窑洞还是陇东地区的居住方式之一。陇东的窑洞建筑形式与泾河流域深厚的黄土层是紧密联系的。根据考察，泾河流域这一带的黄土厚度超过100m，且黄土中不含砂石，十分黏牢，构筑的窑洞相当坚固耐久。

在陇西黄土高原北部，由于干旱缺水，当地多在土壤表面铺设一层厚约10～13cm的砂石层，用砂石覆盖代替土壤的耕作形式，此即砂田，又叫砂石田。砂田是由清代当地人民发明的一种能抗旱的耕作方法。有资料记载，光绪三年（1877），“甘肃大旱，赤地千里，野无绿色，人亡地荒，满目疮痍，左宗棠安抚流亡，贷出歇晌库银，令军民旱地铺砂，改良土壤，保墒防旱”。按有无灌溉，砂田分为水砂和旱砂，前者面积很少，仅在黄河谷地零星分布，砂田主要指旱砂田。它的分布集中在兰州市和白银市，另外古浪、天祝等县也有分布。砂田的铺设过程，一般先深耕荒地、施足底肥、压实（最好弃耕一年），然后铺砂。农民一般在冬春农闲季节大量铺设新砂层，之后还要用犁铧耕匀、耱平。砂田利用时间一般十年到四十年，到时候起老换新，也有些砂田起换周期达60年以上，因地而异。砂田作物产量远高出土田，一般高100%～200%。同时由于砂田作物温度条件优于土田，因而作物品质优良，小麦出粉率高，含蛋白多。如清香的“兰州拉面”、“兰州拉条子”就是以本地砂田小麦“和尚头”品种面粉做成的。蔬菜则含维生素高，瓜果糖分多。兰州有“瓜果之城”之美誉，主要是由于兰州盛产白兰瓜和各种温带水果，而白兰瓜就是砂田种植的成果。冬果梨、苹果在砂田上种植，质量和产量也都高于土田。同时，砂田需劳动力少，易经营，是一种古老的免耕法。砂田在陇西黄土高原耕作业中占有举足轻重地位。其耕地面积占10%，在兰州地区占20%以上，其作物产量更在此数之上。

甘肃黄土高原东南部纬度较低，光照充足，昼夜温差大，土层深厚，发展优质苹果产业具有极其优越的生态气候条件。同时，这里属于旱作农业区，气候干燥，病虫害少。为此，2003年国家农业部在全国“优质农产品区域布局规划”中，将甘肃省黄土高原区确定为首批苹果生产优势区域。生产的红富士系列苹果的硬度、花青素、含糖量和色泽等各项指标比较高，可溶性固形物高于全国标准，以其外形美观、肉质细嫩、香味浓郁、货架期长而享誉海内外，周边果商将甘肃省的红富士作为出口产品果源，业已成为我国外销苹果的重要基地。天水花牛苹果是我国独特的优质苹果品种，2006年9月被中国奥组委果品推荐委员会、中国农学会、中国园艺学会、北京果树栽培学会四家联合评为北京奥运推荐果品一等奖和中华名果，被誉为与美国蛇果、日本富士齐名的三大世界名牌水果。

诚然，强烈的土壤侵蚀不仅破坏了当地的土地资源，也给工农业生产迅速发展造成障碍。大量泥沙入河，淤塞河道，妨碍水力资源顺利开发，并使下游河道经常泛滥成灾。由于黄土质地疏松，垂直节理发育，透水性强，在其边坡部位易发生崩塌，和滑坡形成陡坎，在地震带上有时成群出现黄土滑坡现象，对人类生产生活造成危害。因此，必须对黄土地貌进行改造。首要目标是控制土壤侵蚀，方法是增加地面植被，减小地面坡度，抬高局部侵蚀基准面，如坡耕地修筑水平梯田、谷底修筑土坝和非耕地造林种草等。由于地质、地貌等因素的制约，改造利用要因地制宜，黄土塬区执行“固沟、护坡、保塬”的方针；黄土梁峁区区采用“坡修梯田沟筑坝，峁顶谷坡搞绿化”的办法。

中华人民共和国成立以来，甘肃省改造黄土地貌的工作已经取得了很大成绩。例如，董志塬是陇东黄土高原之最，它的黄土层厚度达200m以上，塬面涉及庆城县、宁县、合水县、西峰区4县区的21个乡镇。整个塬面平均海拔1300多米，年平均降水量550mm，土层深厚，质地松软，近百万亩肥沃的良田，广袤无际，盛产以冬小麦为主、品种丰富的多样农作物。“高塬麦浪”被列为“董志塬八景”之首。古代曾有“八百里秦川，不如董志塬一个边”之赞。地处董志塬西边的南小河沟，是黄河中游水土保持试验地，已建成山峦青翠、绿树成荫、鱼鸭戏池的风景区，被誉为“镶嵌在黄土高原的一块翡翠”，有“东湖碧水洗晓月，南沟红叶染夕阳”的联句予以赞美。又如泾川县田家沟流域，从1992年开始，经过全面系统的规划，开展了全方位的综合治理工作。采取坡改梯、水平沟、水窖、坡面水系、谷坊、治沟骨干工程等工程措施，乔灌草相结合的植物措施，实施山、水、田、林、路综合治理，对位配置水土保持措施，从塬面到坡脚、从沟头到沟口、从支沟到干沟、从上游到下游，形成了完整的水土流失综合防治体系。通过近20年的努力，截至2011年底，田家沟流域内累计完成水土保持综合治理面积23.13km2，治理程度达到82.6%，其中兴修梯条田1 397.98hm2，营造水保防护林855.1hm2，人工种草42.7hm2，发展果园经济林17.32hm2，建设各类拦蓄工程1800多座（眼），基本实现了“塬面条田林网化、塬坡梯田林果化、沟壑林草郁闭化和沟底库坝川台化”，形成了黄土高原沟壑区比较典型的“三道防线”防治体系。目前，田家沟流域水土流失得到了有效治理，生态环境大为改善，减少了山洪灾害的发生几率，还被国家有关部门命名为“国家水利风景区”、“全国水土保持科技示范园区”、“全国中小学水土保持教育社会实践基地”和“国家4A级旅游景区”，在黄土高原沟壑区具有典型的代表性，具有广泛推广借鉴的价值。