新疆伊犁河谷土壤侵蚀与水土保持研究

第1章 伊犁河谷概况 伊犁河谷位于天山（中国部分）*西部，准噶尔盆地西南缘，属南天山、北天山分隔而成的由断陷盆地与山间河谷相间组成的中亚内陆河流域。东、南、北三面高山环绕，地势东高西低，东窄西宽，呈喇叭形向西敞开。北与博尔塔拉蒙古自治州接壤，东北与塔城地区乌苏市相连，东南与巴音郭楞蒙古自治州为邻，南与阿克苏地区隔山相依，西部与哈萨克斯坦交界，区内有国家一类口岸3个：霍尔果斯、都拉塔、木扎尔特。 伊犁河谷内行政区及单位主要为伊犁哈萨克自治州下辖直属八县两市，还包括新疆生产建设兵团第四师（以下简称兵团第四师）下辖的18个团场和可克达拉市（图1.1）。区内森林面积占6.54%，草场面积占64.35%（其中天然草场占98.03%），水资源丰沛，特克斯河、巩乃斯河、喀什河三大源流汇集成伊犁河自东向西流入哈萨克斯坦。全区47个民族，现有人口277.59万人，人口密度为49.87人/km2。伊宁市是伊犁哈萨克自治州的州政府所在地，也是伊犁河谷的政治、经济、文化中心，伊犁哈萨克自治州人民政府、伊犁军分区、兵团第四师师部等机关均设于此。伊宁市东距自治区首府乌鲁木齐市690km，西距哈萨克斯坦阿拉木图市378km。 图1.1 伊犁河谷行政区划与主要河流水系 伊犁河谷区域地缘优势突出，历史上是古丝绸之路北道要冲，今天是我国向西开放的桥头堡和我国连接中亚、西亚、欧洲*便捷的通道。河谷内水土光热资源得天独厚，土地肥沃，气候湿润，是新疆重要的粮食、油料、蔬菜、林果、畜产品生产基地和伊犁马、新疆褐牛培育基地。此外，河谷内矿产资源富集。已探明矿产9大类63种，煤、铁、金、铀、石灰岩储量居新疆前列。这里不仅是新疆*大的绿洲之一，也是祖国西北重要的生态屏障。河谷地形由东向西倾斜，伊犁河贯穿其中，受自然及人为因素影响，水土流失是区内主要的生态问题。 1.1 地理位置 伊犁河谷地处北纬42°14′16″～44°50′30″，东经80°09′42″～84°56′50″。东西长超过350km，南北宽约280km，面积5.53万 km2。 1.2 行政区划 伊犁河谷是位于新疆维吾尔自治区西部伊犁河上游的山间河谷盆地，行政区划上属于伊犁哈萨克自治州。河谷内直属自治州行政区包括八县两市，即伊宁县、霍城县、尼勒克县、新源县、巩留县、昭苏县、特克斯县、察布查尔锡伯自治县（以下简称察布查尔县）和伊宁市、霍尔果斯市（图1.1）。此外，还包括新疆生产建设兵团第四师下辖的18个团场（61团、62团、63团、64团、66团、67团、68团、69团、70团、71团、72团、73团、74团、75团、76团、77团、78团、79团）和可克达拉市。 1.3 自然环境特征 1.3.1 地形、地貌特征 伊犁河谷东、南、北三面环山，为一个向西敞开的“V”形谷地，整个地形由东向西倾斜，伊犁河贯穿其中，谷内气候温和，土地肥沃，雨雪较丰，河流纵横，支流繁多，水源充沛，草场丰美。整个区域海拔*低的为伊犁河谷地，海拔在470～900m，*高的为昭苏盆地和特克斯谷地，海拔均在900～2000m。区内受 X断裂构造的控制及新构造运动的影响，山地、盆地交叉排列，平面上呈扇形，自东向西扩展。主要地貌类型为山地、丘陵和平原，构成山盆（谷）结构。按地貌单元的划分原则，可将伊犁河谷具体划分为9个地貌单元，即婆罗科努山、阿拉喀尔山、阿吾拉勒山、哈尔克他乌山等4个山地地貌单元和伊犁河谷地、尼勒克谷地、巩乃斯谷地、特克斯谷地和昭苏盆地等5个谷地、盆地地貌单元。伊犁河谷地位于本区*北面，北面为科古琴山，南面为阿拉喀尔山，地势西倾，伊犁河横贯中部；尼勒克谷地位于伊犁河谷地以东，婆罗科努山以南，阿吾拉勒山以北；巩乃斯谷地位于尼勒克谷地东南，北面为阿吾拉勒山，南面为那拉提山，谷地呈喇叭口状，西宽东窄；伊犁河谷地向南隔阿拉喀尔山为昭苏盆地和特克斯谷地，昭苏盆地为一凹陷盆地，特克斯谷地为一近东西向的断陷谷地，特克斯河沿谷地横穿北部（胡汝骥，2004）。 伊犁河谷处于我国新疆天山山脉西段，区内地貌形态较为复杂，南部东端的哈尔克他乌山、那拉提山海拔4000～6000m，西端有著名的汗腾格里峰（6995m）和托木尔峰（7444m）；河谷北部有科古琴山、婆罗科努山、依连哈比尔尕山，海拔2700～5300m；中间夹有平行的阿拉喀尔山、伊什基里克山（海拔2000～3000m）和阿吾拉勒山（海拔2000m左右）。整个伊犁河谷（中国境内）山地面积占62.69%，丘陵面积占10.50%，谷底平原面积占20.76%，其余面积占6.05%（文启忠和乔玉楼，1989）。 地质构造发展历史对塑造新疆大地形的轮廓起着重大作用。新疆境内各个地槽带几乎都经过加里东、海西、印支、燕山、喜马拉雅多次褶皱、断裂及剥蚀夷平阶段，形成各大山系。山地内部，又为次一级的断裂、沉降作用所形成的山间谷地。伊犁河谷的盆地形态早在华力西运动晚期已具雏形，其地质构造骨架经加里东、华力西两个构造旋回的隆起作用而形成，中、新生代古褶皱带内发生过剧烈的断裂、坳陷作用，经阿尔卑斯构造旋回及断块升降运动，形成了3个二级构造单元，即南、北天山地槽褶皱带和中天山结晶带。北天山地槽褶皱带主要由奥陶系、志留系、泥盆系和二叠系地层组成，岩性主要为页岩、灰岩及喷发的沉积岩；南天山地槽褶皱带主要由奥陶系、二叠系下统的碳酸岩类组成；中天山结晶带延伸于天山地槽褶皱带的中部，为前寒武纪褶皱带，断裂构造发育程度很高，以北西西向为主，北东和东西次之。这组构造对沉积作用、岩浆活动、变质作用及成矿作用都有明显的影响（邓起东，2000）。 伊犁盆地属下古生代的大洋板块—天山—兴蒙地槽褶皱系的天山地槽褶皱系。天山—兴蒙地槽为下古生代大洋板块（古特提斯海或古地中海），受3个方面古地台挤压：欧洲板块的东移、西伯利亚板块的南移、塔里木—华夏板块的北移，古海槽在古生代开始发生褶皱隆起，元古界基底上沉积了下古生界的寒武、奥陶、志留系海相沉积。上古生代期华力西运动（伊宁运动）结束了天山—蒙古—大兴安岭大地槽的地槽发育阶段，开始了天山、准噶尔界山、阿尔泰山造山运动，奠定了伊犁盆地的构造基础。盆地中部*早沉积的陆相火山岩和碎屑岩厚度超过3000m。中生代伊犁盆地时升时降，具振荡运动性质，气候相对比较湿润，山前坳陷和盆地边缘植被茂盛。早中侏罗纪盆地大部分地区发生了剧烈沉降运动，堆积了一套河湖沼泽相地层和煤系地层，该时期是伊犁盆地的主要发育时期。晚侏罗纪，伊犁盆地处于全面抬升阶段，广大地区缺失白垩纪-渐新统。而后，由于气候逐渐干燥，形成了一套含石膏岩的砂砾岩红层，陆相、湖相、海陆交互相沉积发育。晚第三纪以来，受新构造运动的影响，南天山大幅上升，北天山亦有较大幅度上升，古构造带活化并产生若干条逆向断层，伊犁河流域断块升降作用加剧，伊犁盆地相对下降，巩乃斯板块断陷为三山夹两谷的地貌，盆地内堆积了800m左右的新近系，此时盆地构造地貌完全定型（张军民，2006a）。 现代盆地地表为第四系广泛覆盖，尤其是黄土分布较广，整个伊犁河流域的谷地及其两侧山麓地带都有分布，广大冲积平原大部分由黄土状物质和砂砾石组成（戈澍谟，1983）。1985年，中国科学院对包括伊犁河谷地在内的新疆气候历史变迁进行了考察，通过对新源坎苏沟典型的黄土-古土壤剖面分析得出：伊犁河谷地的黄土自中更新世开始堆积，而且40万年以来记录了至少4次干湿、寒暖气候的交替。剖面上部的马兰黄土和其下的古土壤反映了12万年的气候、地质事件。与黄河中游地区黄土-古土壤系列对比后认为：伊犁河谷地黄土-古土壤系列所反映的古环境的变化与黄河中游地区有许多类同之处，而与天山北麓黄土-古土壤系列所反映的天山北麓的气候变迁明显不同。天山北麓气候交替是暖湿→冷干→温凉湿润→冷干，说明北疆地区12万年来有4次较大的气候变迁，而伊犁河谷地则是自温湿成壤期后（7.5万年后），相对稳定地处于冷干稍湿的气候环境中，没有大的气候变迁。这种自然气候环境的稳定趋势为人类未来在伊犁河谷地的持久生存和发展奠定了有利的自然气候环境基础。 1.3.2 气候特征 伊犁河谷地处中纬度内陆，属大陆性中温带干旱气候，但它的北、南、东三面高山环列，阻挡了北来的北冰洋和蒙古—西伯利亚的干冷气候的侵袭，使当地的全年负积温小于1000℃，*冷月的多年平均气温为.10℃左右。而夏季，来自准噶尔盆地和南部塔克拉玛干沙漠的干热气流的影响又大为减弱，所以形成了温和而较湿润的气候，为动植物的生长提供了适宜的气候条件。 伊犁河谷独特的地形地貌和山体走向，使来自大西洋及地中海、黑海的西风气流可以沿谷而上并形成降水，将古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠的干热气流和西伯利亚的干冷寒流阻隔于河谷之外，而向西敞开的缺口却为西方里海湿气流和巴尔喀什暖流的内达大开方便之门，随之向东，河谷变窄，山地高隆，形成丰富的地形雨，谷地两侧山地中山带雨量较为丰沛，为山地森林和草甸植被的发育提供了优越的生态环境，成为天山山地中植被*发达的地境（中国植被编辑委员会，1980）；加之河谷周边高山冰川积雪夏融，注入喀什河、巩乃斯河和特克斯河，从而形成了伊犁河谷温和湿润的气候基调，使其成为天山乃至亚洲中部的降水中心。由于地形复杂，整个区域的气候特征又表现出明显的地带性差异，可分为伊犁河谷平原，喀什河谷、巩乃斯河谷、特克斯河谷丘陵，以及昭苏盆地三个气候区。 1）伊犁河谷平原气候区 伊犁河谷平原气候区平均海拔530～1000m，包括伊宁县、伊宁市、霍城县、察布查尔县、巩留县（西部）等地。平原区气候温和，降水较少。年平均气温7.4～9.1℃，*高气温37.4～40.2℃，*低气温.43.2～.37.6℃，≥10℃的年有效积温3055.4～3534℃，年平均降水量205.8～257.5mm，蒸发量1410.1～1887mm，无霜期150～179天，3～10月日照时数约为2100h，日照百分率66%，太阳辐射能为445.3kJ/(cm2.a)，为半干旱区。 2）喀什河谷、巩乃斯河谷、特克斯河谷丘陵气候区 喀什河谷、巩乃斯河谷、特克斯河谷丘陵气候区包括特克斯县、新源县、尼勒克县，海拔800～1600m，气候冬暖夏凉，积雪丰厚，降水较多，而热量资源较差，为温凉半湿润区。年平均气温5.3～8.1℃，*高气温36.7～39.8℃，*低气温.39.9～.33.4℃，≥10℃的年有效积温2292.2～2952.2℃，降水量256.6～479.7mm，蒸发量1258.8～1471.8mm，无霜期103～150天，3～10月日照时数在2000h左右，日照百分率62%，太阳辐射能为466.2kJ/(cm2.a)。 3）昭苏盆地气候区 昭苏盆地由阿拉喀尔山、阿腾套山、南天山围拢，形成一块几乎封闭的高位盆地。昭苏盆地海拔1600～1900m，属温带山区半干旱半湿润冷凉气候，冬长无夏，春秋相连。受东部冷空气的影响，盆地终年多雨雪，年均降水量达到512.1mm，年平均气温在0.7～2.9℃，*热月（7月）平均气温14.6℃，*冷月（1月）平均气温.11.7℃，极端*低气温.40.7℃。终年无夏，冬季严寒，气候温凉湿润，冷季长达205天。平均气温≥10℃的天数只有94天，积温1328℃（6月9日至9月10日）。 伊犁河谷林区的多年平均气温0～7.2℃，1月平均气温.14～.6.5℃，极端*低温.30.7℃，7月平均气温10.0～19.6℃，无明显四季之分。暖季为5月上旬到9月下旬，约150天，冷季200天左右。同时由于谷地冬季逆温现象明显，逆温层厚度在1月平均为950m，*厚达2077m，因此，冬季的平原区出现“冷湖效应”，而山地林区相对温暖些。林区无霜期100～120天，≥10℃积温800～1500℃，但是随着海拔的增加，热量减少。一般7月每升高100m，气温降低0.4℃。 总体来