中国土系志(中西部卷宁夏卷)
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上篇 总论
第1章 区域概况
1.1 地理位置与行政区划
宁夏回族自治区(简称“宁”),位于东经 104°16′~107°39′,北纬 35°14′~39°24′,南北相距约 456 km,东西相距约 250 km,总面积 6.64万 km2。宁夏地处我国中部偏北,处于黄河中上游地区及沙漠与黄土高原的交接地带,北接内蒙古自治区,东与陕西省毗邻,东南、南及西南部均与甘肃省接壤。地形地貌差异明显,南部处于黄土高原边缘,多为流水侵蚀严重的丘陵、山地和古老的旱作农业区,中北部是由黄河冲积平原和贺兰山冲积倾斜平原组成的宁夏平原,土地肥沃,能灌能排,是闻名全国的“塞上江南”。
宁夏省会为银川市,现有银川市、石嘴山市、吴忠市、固原市、中卫市 5个地级市, 9个市辖区、2个县级市、11个县,另外还辖 1个开发区(中华人民共和国民政部, 2015)。根据《宁夏统计年鉴(2017)》,2016年年末宁夏回族自治区常住人口约 674.90万。其中,汉族人口 425.05万,占总人口 62.98%,回族人口 244.15万,占总人口 36.18%,其他少数民族人口 5.70万,占总人口 0.84%。其中,城镇人口 379.87万,占总人口 56.29%,乡村人口 295.02万,占总人口 43.71%(宁夏回族自治区统计局, 2017)。
1.2 经济概况
2016年,宁夏地区生产总值 3168.59亿元,其中第一产业 241.60亿元,第二产业 1488.44亿元,第三产业 1438.55亿元,人均生产总值达 47194.0元(宁夏回族自治区统计局, 2017)。
宁夏总土地面积 6.64万 km2,其中,耕地面积 1.29万 km2(水浇地 0.51万 km2,旱地 0.78万 km2),人均耕地种植面积 2.87亩;引黄灌溉 0.53万 km2,是全国 12个商品粮生产基地之一;草场地 1.49万 km2,是全国十大牧区之一;林地 0.77万 km2,园地 0.05万 km2(宁夏回族自治区统计局, 2017)。2016年,宁夏农作物种植面积 1.27万 km2,粮食作物主要有玉米、稻谷、小麦、薯类、豆类等,种植面积 0.78万 km2,粮食总产量370.6万 t;油料作物种植面积 0.075万 km2,总产量 14.7万 t;瓜菜种植面积 0.22万 km2,总产量 208.0万 t。2016年,宁夏全年完成农林牧渔业总产值 493.61亿元,其中,种植业产值 311.89亿元,林业产值 10.11亿元,畜牧业产值 131.71亿元,渔业产值 16.97亿元,农林牧渔服务业产值 22.93亿元(宁夏回族自治区统计局, 2017)。
1.3 成土因素
1.3.1 气候
宁夏区域面积虽然小,但不同地区的气候有比较明显的差异,如贺兰山山地年均气温 8.7~9.9℃,年均降水量约 420 mm,年均蒸发量约 2000 mm(刘秉儒等, 2013),而六盘山山地年均气温 2.8~6.2℃,年均降水量为 536.4~687.5 mm,年均蒸发量 1425 mm(黄琳琦等, 2015)。总体上,宁夏属温带大陆性气候,基本特点是日照长,太阳辐射强;春暖快,夏热短,秋凉早,冬寒长;干旱、少雨、风大,蒸发强烈;气温多变,气温年、日较差大;无霜期短,年际变化大。现将主要气象因素分述如下(董永祥, 1986;中国气象局,1994)。
1)日照
受大陆季风控制,宁夏天气多晴朗干燥,大部分地区日照充足。一年之中, 6月日照时间最长,最短在 2月。宁夏年太阳总辐射量为 513~623 kJ/cm2,且随着纬度增加呈先增加后降低的趋势。太阳辐射量随季节的变化很明显,以银川市为例, 5~7月的太阳辐射量是 11月到次年 1月的 2.3倍。月辐射量最高在 6月,最低在 12月。宁夏日照和太阳辐射能满足一般作物和其他植物的生长。
2)温度
宁夏年均气温 6~9℃,其中,北部、中部地区年均气温较高,为 7~9℃;向南至西海固地区气温降低至 5~7℃,六盘山山地年均气温 1~5.8℃。各月份间气温变化以 7月最高,1月最低。气温的日变化较大,日较差一般在 10~16℃,以中北部地区最大,南部西海固地区次之,六盘山地区最小。气温状况不仅影响农作物和其他植物的生长,还与土壤的形成有密切的关系,如中部、北部地区,气温高、日较差大,自然植被覆盖度低,土壤有机质积累缓慢且分解快,物理风化作用较强,以致土壤有机质含量较低,质地较粗;而六盘山山区气温低,日较差小,枯枝落叶覆盖多,土壤有机质分解慢,物理风化较弱,土壤有机质含量较高,质地较细。
3)降水
宁夏降水受地理纬度和地形的影响很大。随着纬度增加,年均降水量从南向北呈递减趋势。在彭阳县、原州区一线以南年均降水量大于 400 mm;至红井子、李旺一线是宁夏旱作农业的北界,年均降水量降至 350 mm;至石嘴山一线年均降水量降至 190 mm左右。从月降水量来看, 6~9月的降水量占全年降水量的 50%~75%,且多以暴雨降落为主;3~5月降水量只有全年降水量的 10%~20%。另外,降水受海拔的影响很明显,海拔每升高 100 m,贺兰山地区降水量增加 7.4 mm左右,六盘山地区降水量增加 12.6~19.1 mm,这是导致土壤垂直地带性分布的一项重要因素。与降水量相反,宁夏蒸发量自南向北递增,但引黄灌区受灌溉影响,空气湿度大,蒸发量略低。宁夏固原市年蒸发量 650~850 mm,同心、盐池一带为 900~1000 mm,引黄灌区为 800~900 mm。
4)主要农业气象灾害
宁夏主要农业气象灾害有干旱、霜冻、冰雹、干热风、低温冷害及大风等,其中以干旱危害最大,其次为霜冻,冰雹只发生在局部地区。根据宁夏农业生产情况,气象部门将最低气温≤ 2℃划为轻霜冻,最低气温≤ 0℃为重霜冻。宁夏(不包括山地)早霜冻出现在 10月初,晚霜冻结束在 5月中旬。最早出现在 8月末(隆德县),最迟结束在 6月初(西吉县)。按保证率 90%计算,平均出现在 9月中旬,结束在 5月下旬,平均无霜期为 144 d,最长 194 d(石嘴山市),最短 79 d(隆德县)。全区重霜冻出现在 10月中旬,结束在 4月末。最早出现在 9月初(西吉县、隆德县、原州区),最迟结束在 5月中旬(隆德县)。按保证率 90%计算,平均无重霜冻日为 165 d,最长 208 d(银川市),最短 100 d(西吉县)。在宁夏每年都有不同程度的冰雹发生,尤其是南部山区更为严重。冰雹一般发生在 3月中旬至 10月下旬,主要在 6~9月,高峰期在 6月。全天均有发生冰雹的可能,午后发生的概率占 75%。冰雹的多发地为六盘山东西两侧和贺兰山地区,六盘山地区平均每年出现 7.1次,贺兰山地区平均每年出现 5.2次。宁夏 4月多大风和沙尘暴天气,如盐池县平均每年有八级以上大风 23.4次,沙尘暴日每年有 15.2 d,土壤风蚀严重,春播农作物苗期受害较为严重。
综上所述,气候对土壤的形成关系密切。温度与降水有自南向北的规律性变化和自低向高的山地垂直性变化,致使土壤也呈现相应的水平地带性和垂直地带性。秋季暴雨和春季大风,导致宁夏土壤产生严重的水蚀和风蚀,养分含量较高的表层土流失严重。干燥的气候、强烈的蒸发,致使土壤干旱。而在地下水位高的地区,水顺着土壤毛细管蒸发,盐分留在土壤表层,又致使土壤发生盐化,土壤表层微环境恶化,进一步影响地表农作物的生长发育。
1.3.2 地形地貌
宁夏地势为自南向北倾斜(图 1-1),可分为 3个台阶:南部为黄土丘陵,地势高,海拔 1500~2300 m;中部为鄂尔多斯剥蚀台地及山间缓坡丘陵,地势较高,海拔 1250~ 2000 m;北部为黄河冲积平原,地势相对较低,海拔 1100~1300 m。除了这三大地形单元,还有六盘山、贺兰山、罗山、香山等山地及风沙地等地形单元。山地、丘陵、平原(包括川地、涧地、坝地和洪积扇)及风沙地 4种地形类型分别占宁夏总面积的 11.9%、46.5%、28.7%及 11.5%,其他占 1.4%。
1)山地
宁夏主要山地有贺兰山、罗山、六盘山、月亮山、南华山、西华山、云雾山、炭山、窑山、香山、牛首山等(宁夏农业勘查设计院, 1990)。
(1)贺兰山。贺兰山位于银川平原西侧,削弱了来自西北的高寒气流,挡住了沙漠东进,是保护黄河平原数百万亩农田的天然屏障。南起中卫市沙坡头区单梁山,北至内蒙古巴彦高勒镇敖包山,全长约 270 km,在宁夏境内约 200 km,山体宽 15~40 km。贺兰山整个山体分为三段:汝箕沟以北为北段,海拔 1700~2200 m,山势较缓,山体较宽,由混合岩及花岗岩组成,此段气候干旱,分布旱生草本植物及散生耐旱灌木;北起汝箕沟,南至三关口的山体中段是贺兰山主体段,海拔高达 3000 m以上,主峰敖包梁海拔 3556 m,母岩主要为页岩、砂岩及石灰岩,此段降水丰富,分布天然次生林;三关口以南为南段,南段大部分在宁夏境外,山势平缓,海拔 1600~2000 m,气候干旱,生长耐旱草本植物及稀疏灌木。
(2)罗山。罗山位于同心县东北部,南北长约 40 km,东西宽 5~15 km,呈南北走向。罗山基质由灰绿色泥质板岩、粉砂岩和长石石英砂岩构成,其北段为大罗山,主峰海拔约 2624 m,土壤以山地灰钙土、山地灰土为主,森林覆盖度约为 40%;南段为小罗山,东坡侵蚀重,为粗骨土荒坡,西坡有较厚的黄土覆盖,多已开垦为农田。
图1-1 宁夏数字高程图