Китайское лессовое плато , или просто Лессовое плато , представляет собой плато в северо-центральном Китае, образованное лессом , обломочным илоподобным осадком, образованным накоплением переносимой ветром пыли . Оно расположено к юго-востоку от пустыни Гоби и окружено рекой Хуанхэ . Оно включает в себя части китайских провинций Цинхай , Ганьсу , Шэньси и Шаньси . [4] Осадконакопление Китайского лессового плато было сформировано тектоническим движением в неогеновый период, после чего сильные юго-восточные ветры, вызванные восточноазиатским муссоном, перенесли осадок на плато в четвертичный период. [5] Три основных морфологических типа Лессового плато — это лессовые платформы, хребты и холмы, [4] образованные отложением и эрозией лесса. Большая часть лесса поступает из пустыни Гоби и других близлежащих пустынь. [6] Осадки были перенесены на Лессовое плато в межледниковые периоды юго-восточными преобладающими ветрами и зимними муссонными ветрами. После отложения осадков на плато они постепенно уплотнялись, образуя лесс под воздействием засушливого климата. [4]
Лессовое плато является одним из крупнейших и самых толстых лессовых плато в мире. [5] Его площадь составляет 635 000 км2, что соответствует примерно 6,6% площади суши в Китае. [1] Около 108 миллионов человек населяют Лессовое плато. [3]
Из-за сильных ветров эрозия также мощна по всему плато. Поэтому присутствуют эрозионные особенности, включая ветровые уступы, вертикальные стыки лесса и овраги . [5] [7] [8] За последние несколько десятилетий окружающая среда и климат изменились, включая характер осадков, растительный покров и природные опасности . [9] Эти изменения могут быть связаны с развитием человека на плато; китайские экологи пытаются найти устойчивые способы управления регионом. [9]
В Лессовом плато существует три основных типа морфологии. Это лессовая платформа, лессовые гряды и лессовые холмы . [4] Лессовое плато плоское и с большим количеством лессовых пластов. Оно в основном расположено на юге Лессового плато. Лессовые гряды образованы эрозией и расположены в центральной части Лессового плато. Лессовые холмы представляют собой конические дюны и расположены на севере Лессового плато. Геоморфология Лессового плато образована эрозией и отложением лесса . [10]
На Лессовом плато геоморфология обычно меняется от скалистых гор до аллювиальной равнины у подножия горы и до пояса речной долины . Эта картина повторяется с северо-запада на юго-восток Лессового плато. [4]
Высота скалистых гор намного выше, чем лёссовые отложения. Высота и морфология гор различны в разных местах. [4]
Одна из самых высоких гор на Лессовом плато называется гора Махан. Высота этой горы составляет около 3670 метров (12040 футов), что на 1300 метров (4300 футов) выше линии лёсса. Это гора с плоской вершиной и остатками палеопенеплена на вершине горы. [4]
Некоторые из склонов гор, особенно наветренный (северный) склон, в прошлом были покрыты лесом. [4]
Аллювиальная равнина в предгорье состоит из аллювиальных конусов выноса , которые можно найти в этой области и которые расположены у подножия скалистых гор. [4]
Размер этого пояса зависит от количества стока и выветривания материалов со скалистых гор. [4]
Старые аллювиальные конусы выноса покрыты эоловым лессом . Дальше от скалистых гор можно найти лессовое плато и лессовый «Пинг», а также связи со следующим поясом, который является поясом речной долины. [10]
Речной пояс долины включает поймы , речные террасы и русла рек. Террасы с большей высотой в основном покрыты толстым слоем лесса. Он изменится на другую форму ландшафта, которая является лессовым хребтом, из-за сильной эрозии. Если эрозия слабая, более высокие террасы изменятся на лессовое плато. Эти плоские речные бассейны , которые включают долинную равнину и нижние террасы, важны для строительства и сельскохозяйственной деятельности. [4]
Пустыня Му-Ус расположена на северо-западе Лессового плато. Ветровой уступ на Лессовом плато отмечает границу между пустыней Му-Ус и Лессовым плато. Он также представляет собой переход от накопления лесса к ветровой эрозии на Лессовом плато. [10] За ветровым уступом образуется множество линейных хребтов коренных пород, которые параллельны направлению ветра. На северном Лессовом плато хребты коренных пород направлены на северо-восток. Однако направление хребтов медленно поворачивается на север в центральном Лессовом плато. На Северном Лессовом плато хребты ориентированы на 118° ± 14°, а на центральном Лессовом плато они ориентированы на 179° ± 11°. Это указывает на роль ветровой эрозии. [5]
Направление муссонного ветра в четвертичном периоде согласуется с современной климатологией. [5] Для наблюдения за векторами ветра у поверхности они сравнили ветер в четвертичном периоде и современный ветер. Результаты показывают, что направление ветра в зимние и весенние штормовые события совпадают с ориентацией хребтов коренных пород. Поэтому современные штормы также вносят вклад в формирование эоловой геоморфологии. [5]
Река Хуанхэ непрерывно поставляла осадки, которые были переработаны ветром. [11] Кроме того, ветровая эрозия усиливается, когда она достигает ветрового уступа Лёссового плато. Из-за обтекаемого сжатия ветрового уступа скорость ветра увеличивается. [12]
В результате, Лессовое плато является не только местом отложения лесса, но и источником пыли из-за сильной ветровой эрозии. Ветровая эрозия очень сильна в ледниковый период. [5] В ледниковый период растительности очень мало, поэтому это благоприятствует ветровой эрозии.
Распределение вертикальных трещин лесса зависит от структуры лесса, влажности воды, слоев и микрорельефа. Различают черты вертикального развития и черты латерального развития. [7]
Вертикально, швы можно найти в различных слоях лёсса, включая слои лёсса позднего, среднего и раннего плейстоцена. [ 7] Это одна из самых значительных структур Лессового плато. [7] [13] Развитие и размер вертикальных швов лёсса зависят от растительного покрова и уклона. Крутой склон и плохой растительный покров благоприятствуют развитию швов. Многие вертикальные швы лёсса можно легко найти на вертикальных скалах плоскогорья. [7] Швы и интерфейс лёсс-палеопочва ориентированы перпендикулярно. [7] Кроме того, в сухом слое лёсса вертикальные швы лёсса являются его влажной частью. Поэтому очень трудно заметить вертикальные швы лёсса в глубоких слоях. [7] Вода от осадков и орошения будет просачиваться в слои лёсса через поверхность вертикального шва и зону концентрации пор. [7] Системы швов в слоях лёсса имеют разные размеры, свойства, периоды и происхождение. Вертикальные трещины лесса распространены по всему лессовому плато. [7] Трещины в оползнях можно классифицировать по их различным характеристикам.
Первоначальные швы формируются на главном уступе, второстепенном уступе, первоначальных вертикальных скалах и флангах. Они не смещены и закрыты. [7]
Разгрузочные вертикальные швы и вертикальные швы выветривания находятся на вершине и краю склона или оползня и в основном имеют открытую форму и небольшое смещение. [7]
В теле оползней имеются трещины скольжения. Обычно они ступенчатые и с большим смещением. [7]
Коллапсные соединения образуются при асимметричной осадке во время осадков или орошения. Они расположены далеко от края плоскогорья и с явным смещением. [7]
Латеральное развитие вертикальных лессовых трещин можно разделить на четыре этапа.
На этапе разработки можно обнаружить оригинальные вертикальные швы, швы разгрузки и швы выветривания. В этом диапазоне швы в основном являются швами выветривания и швами разгрузки. Ничто не заполняет поверхности шва. [7]
На стадии микроразвития распределение лессовых трещин более редкое. Трещины заполнены мелким песком. Это указывает на инфильтрацию воды и накопление осадков в воде. [7]
На стадии недоразвития обнаруживается несколько или почти нет суставов. [7]
И, наконец, в неразвитой стадии не обнаружено ни одного вертикального шва. [14] Лесс очень сухой. Средняя влажность составляет 16,22%. [7]
Овражная эрозия является важным источником осадков. [15] Если на участке есть овражная эрозия, это означает, что на участке наблюдается серьезная деградация земель. На Лессовом плато вклад овражной эрозии в общее производство осадков в холмистых районах составляет около 60–90%. [8] На Лессовом плато она серьезна. Чтобы узнать вклад овражной эрозии, мы можем измерить изменения объема оврага.
На Лёссовом плато есть три типа оврагов, включая овраги на дне, овраги на склонах холмов и овраги на берегах долин. [8]
В заключение, геоморфологический контур Лессового плато был сформирован тектоническим движением с неогена. После этого, из-за восточноазиатского муссона в четвертичном периоде, начали формироваться лесс и различные эрозионные особенности. Однако из-за деятельности человека многие области Лессового плато превратились в эрозионные среды. [4] [9]
Лесс не обязательно означает то же самое, что и ил. Лесс — это желтые эоловые отложения, которые были перенесены ветром из засушливых или полузасушливых регионов в четвертичный период. [17] Около 6% земель в мире покрыто лессом. Лесс записывает прошлый климат и окружающую среду. [18]
Китайское лессовое плато является одним из крупнейших в мире осадконакопителей лесса. [17] Когда осадки переносятся на Лессовое плато, они представляют собой иловые материалы. После того, как они отлагаются в засушливых районах и подвергаются сильному химическому выветриванию и процессу карбонизации, образуется лесс. Два типа лесса определяются процессом их образования.
Типичный лесс — это лесс, который отложился в позднем плейстоцене и голоцене. Он образовался в засушливых или полузасушливых условиях. [4]
Вторичный лесс — это лесс, уплотненный верхним лессом и не подвергающийся процессу выветривания и карбонизации. Также он образуется в результате трансформации речного и озерного лесса в полузасушливых районах. [4]
И толщина, и размер лёсса уменьшаются с северо-запада на юго-восток. [4] [19] На рисунке показана топография китайского лессового плато. Лесс около гор Лю-пань самый толстый, его толщина составляет около 200–300 метров (660–980 футов), а лесс около реки Хуанхэ имеет толщину около 100 метров (330 футов). [4] Это связано с сортировкой по ветру. Когда муссонный ветер и пыльная буря дуют с северо-запада, он переносит лёсс разных размеров. Когда он достигает Лессового плато, энергия ветра начинает уменьшаться, поэтому он сначала сбрасывает самый большой и тяжелый лёсс. Он продолжает двигаться к юго-востоку от Лессового плато, энергия ветра продолжает уменьшаться. Поэтому самые тонкие лессовые материалы откладываются на юго-восточном конце плато. Вот почему самый грубый лёсс находится на северо-западе Лёссового плато, а самый мелкий — на юго-востоке. [19]
Некоторые исследования показали, что лесс, образовавшийся в среднем плейстоцене, является обширным и толстым. Поэтому основным периодом формирования Лессового плато является средний плейстоцен. [19] Большая часть лесса на западе горы Люпань имеет желтый цвет. Однако лесс на востоке имеет много разных цветов, таких как глубокий красновато-оранжевый, коричневато-золотой. Различия в цвете указывают на то, что гора Люпань образовалась до отложения лесса, и это вызвало разные свойства лесса на разных сторонах горы. [4]
Большая часть лёсса откладывается и хорошо сохраняется в «Юанях», которые очень плоские. Некоторые исследования показали, что кажущаяся скорость седиментации , которая определяет изменения скорости осаждения , имеет схожие изменения с изменениями размера зерна. Когда размер зерна увеличивается, кажущаяся скорость седиментации также увеличивается. Есть две причины. [19]
Существуют и другие факторы, которые контролируют изменения размера зерна. Помимо изменений интенсивности ветра, на размер зерна может также влиять засушливость исходных областей. Это изменяет расстояние переноса осадков. В межледниковые периоды Лессовое плато отступало на северо-запад, в то время как в ледниковые периоды оно движется на юго-восток . Поэтому расстояние между исходными областями и Лессовым плато сильно меняется. Размер зерна увеличится в некоторых северо-западных областях во время ледниковых периодов, даже если интенсивность ветра не изменится. [20]
Это также может быть связано с переносящими ветрами. В ледниковые периоды Сибирский антициклон усиливается, а зимний муссон становится суше и сильнее. Поэтому количество и размер зерен осадков будут увеличиваться. [19]
Более 90% лёсса — это кальцит , полевой шпат , слюда и кварц . Из них около 50% — кварц. Оставшиеся 10% — это ортоклаз , виитаниемиит, судоит , клинохлор и нимит . [6]
На основании минералогических, изотопных и химических результатов легко определить происхождение лёсса. [6]
Источниками лёсса на китайском лессовом плато являются пустыня Гоби и близлежащие пустыни, включая пустыню Тенгер , пустыню Бадайн-Джаран , пустыню Улан-Бух, пустыню Му-Ус и пустыню Хобк. [6] Однако основным источником является пустыня Гоби. Это доказано, поскольку их минералы, изотопы и химические вещества схожи. В обоих местах основным минералом лёсса является кварц. Значение 87 Sr/ 86 Sr чрезвычайно высоко, и оба они имеют высокие отношения Eu/Yb и Eu/Eu, которые являются следовыми элементами . [6] Эти данные доказывают, что лёсс происходит из пустыни Гоби. Пустыня Гоби расположена на севере плато. Хотя расстояние между пустыней Гоби и китайским лессовым плато довольно велико, возможно, что лёсс может перемещаться на такое большое расстояние. Есть несколько причин, по которым источником лёсса являются пустыня Гоби и песчаные пустыни. [6]
Преобладающий ветер : Преобладающий ветер песчаных пустынь и пустыни Гоби дует с северо-запада. Поскольку пустыня Гоби и песчаные пустыни расположены к северо-западу от китайского Лессового плато, преобладающий ветер создает связь для всех этих мест. Лесс может перемещаться на плато через преобладающий ветер. [6]
Нет горы между: На пути перемещения пыли нет высокой горы между ними. В ситуации, когда высокие горы блокируют пыль при ее перемещении, пыль может осаждаться на наветренном склоне горы. [6]
Муссон также важен для определения источника лёсса, поскольку муссон влияет на направление ветра. Из Монголии дуют зимние муссонные ветры из-за ячейки высокого давления в Сибири и Монголии. Это играет важную роль в переносе пыли и лёсса на Лессовое плато. [19]
Пыльная буря: Это самый важный фактор. Весной на Лессовом плато случается много сильных пылевых бурь, которые обычно длятся более двух дней. При более длительной пылевой буре лёсс может перемещаться на большее расстояние. [6] Пыльная буря дует с северо-запада на Лессово плато. [4] [21]
Хотя источником лессовых материалов являются пустыня Гоби и песчаные пустыни, они не производятся этими пустынями. Три горы, включая горы Гобийского Алтая, горы Хангайн и горы Цилянь, ответственны за производство лессовых материалов для пустыни и плато. [6]
Большая высота: [6] Согласно градиенту температуры окружающей среды , температура воздуха будет понижаться на 6 °C (43 °F) на 1000 метров (3300 футов). Поэтому, чем выше гора, тем более экстремальный климат. Все три горы выше 2500 метров (8200 футов), в диапазоне от 2500 до 5500 метров (8200 до 18 000 футов). Вершина горы может иметь температуру около 0 °C (32 °F) или даже ниже. Это способствует процессу выветривания и циклам замерзания-оттаивания, которые приводят к физическому выветриванию пород на вершине горы. Этот процесс превращает породы в мелкие зерна. [4]
Высокий рельеф и градиент: [6] Когда талая вода и речная вода из горной воды стекают с вершины горы, это создает большое количество потенциальной энергии из-за градиента склона и высокого рельефа. Когда вода течет по долинам и нестабильным скалистым склонам, много обломочных материалов смывается водой. [6] Удаленные материалы переносятся водой и откладываются в горных подножиях и низинных бассейнах. Это может даже образовывать аллювиальные конусы. У подножия гор Гобийского Алтая находится огромный аллювиальный конус. Поэтому осадки и пески пустыни поступают с горы. После этого ветер переносит осадки на Лессовое плато и сортирует осадки. [6]
Тектоническая активность: [6] Когда в Высокой Азии происходят тектонические процессы, высвобождается энергия. Это вызывает обнажение скал и врезание рек в горы. Лессовые материалы образуются в горах во время тектонической активности. [6] Кроме того, осадки также производятся в результате эоловой абразии в пустынях и Желтой реке. [22] Однако это не основные источники лесса.
Таким образом, лесс на китайском Лессовом плато в основном производится тремя горными хребтами и откладывается в пустынях. Через муссонный ветер и пыльные бури лесс переносится на Лессовое плато. [6] [19]
Население Лессового плато увеличивается с 1600-х годов. В 2000 году население увеличилось до 104 миллионов. [23] Быстрый рост населения принес некоторые экологические проблемы Лессовому плато. Например, вырубку лесов . Люди вырубают лес, чтобы получить больше земли для сельскохозяйственной деятельности и использовать древесину в качестве топлива и строительных материалов. Это является причиной того, что лесной покров резко сократился. На Лессовом плато происходит все больше и больше аномальных и экстремальных природных опасностей. Это может быть связано с изменениями климата и окружающей среды. [9]
Различные природные опасности, связанные с Лёссовым плато, включают пыльные бури , наводнения и засухи, нашествия саранчи и оползни . [9]
Число пылевых бурь увеличивается, и они становятся сильнее. [9] Материалы могут переноситься пылевой бурей на очень большие расстояния. Она затрагивает Корею, Японию и даже европейские Альпы. [9] Воздействие пылевых бурь может быть очень огромным. Пыльные бури могут погребать гигантские сельскохозяйственные угодья и влиять на дыхательную систему человека. Они также могут вызывать гибель скота и людей. [9]
Частота наводнений и засух тесно связана. [24] Это происходит потому, что увеличение засух указывает на то, что погода стала более экстремальной. Количество наводнений также увеличится. [9] Частота наводнений и засух аномально увеличивается. [9]
Лессовое плато становится более уязвимым для нашествий саранчи, поскольку климат становится более прохладным и влажным. [9] Они уничтожат сельскохозяйственные угодья и снизят урожайность.
С 1965 по 1979 год на Лессовом плато произошло более 1000 оползней, вызванных землетрясениями и летними муссонными дождями. [9]
Лессовое плато страдает от одной из самых сильных эрозий почвы в мире. [25] На эрозию почвы в регионе влияют многие факторы, включая растительный покров, осадки, силу ветра, климат и т. д. Однако в последние годы на эрозию почвы на Лессовом плато больше всего влияет деятельность человека. По оценкам, полученным из исторических записей, лесной покров на Лессовом плато сократился в восемь раз за последние три тысячелетия, достигнув минимума в 1949 году, что привело к ежегодной эрозии почвы в 3700 тонн почвы на км 2 . Особенно северная и восточная части региона когда-то были покрыты лесами. [26]
Население китайского Лессового плато утроилось с 1949 по 2000 год. В 2000 году оно достигло 104 миллионов человек . [9] Более 70% склоновых земель используется для сельскохозяйственной деятельности. [27] [ требуется обновление ] Сельскохозяйственная деятельность на крутых склонах обнажила лессовые материалы на склоне. Когда идут сильные дожди и штормы, лесс легко смывается, что вызывает серьезную эрозию почвы. В 1999 году было обнаружено, что большая часть пастбищ выбита и сталкивается с проблемой деградации земель. [27] Кроме того, добыча полезных ископаемых и строительство также способствуют возникновению эрозии почвы.
Поэтому китайское правительство осознало, что крайне важно продвигать стратегии устойчивого земледелия и сохранения почв на Лессовом плато. В 1960-х годах были начаты работы по лесовосстановлению, такие как политика «Зерно за зелень» . [26] По оценкам, лесной покров увеличился на 15 000 км² с 2007 по 2017 год. [28] Институт сохранения почв и воды продвигал принцип природоохранного эко-сельскохозяйственного строительства. Существует четыре основные стратегии: [27]
Сохранение и устойчивое строительство делятся на три этапа: