自然地理实习

自然地理综合实习指导总论经过近些年来的课程建设与学科发展，特别是为适应新世纪地理教育发展，在山东省省级试点课程自然地理学教学改革的推动下，结合我校21 世纪教改项目-自然地理野外实习方式及其考核指标体系研究，根据地理学科特征和教学的具体要求，在长期的野外实践教学工作的基础上，现初步形成了以陕西省和山东泰安地区为主的 2 个自然地理实习基地， 以及与综合自然地理实习相配套的烟台一带海岸带第四纪地质地貌短途实习基地的野外实践教学格局。陕西地理野外实习。该部分属于长途野外实习的内容。 主要介绍陕西省省情， 陕西自然地理概况、实习路线和主要考察地点。 目的在于经过由北至南横跨陕北高原、关中平原、 秦巴山地三大自然区的野外实习，使学生认识并掌握温带、 暖温带、北亚热带三个气候带的地质、 地貌，土壤、植被的地理分布及其区域差异性，加深学生对各种自然地理要素相互之间关系的理解以及对课堂所学知识的印证。烟台地理野外实习。主要介绍烟台周边地区（百里以内，如蓬莱、昆嵛山，校园内等）的地质地貌、土壤、植物种类、 生态环境等方面的实习， 以课堂知识印证和野外工作方法训练为主，目的在于为长途集中实习打下基础。我校在自然地理综合实习上， 各级部门都十分重视， 实习投入力度亦不断加大，为顺利地完成实习教学工作奠定了坚实的基础。为了进一步强化野外实践教学环节，促进野外实习教学的健康发展，不断提高教学水平， 增强实习效果， 需要对参加实习的学生做出一些规模性的要求，故制定本手册， 供参加实习人员参考。第一章 实习目的和意义实习目的是对野外教学工作的总的目标和具体任务的叙述。自然地理野外教学的总的目标是要使学生得到综合的自然地理野外训练。在实习教学内容的安排上，包括了地质、地貌、土壤、植物、气候、水文，以及相关的人文地理方面的内容，使学生在较短的实习时间内， 能够接触比较多的和比较典型的自然地理内容，加深对课堂教学内容的理解，弥补课堂教学的不足。 野外教学突出实践教学的特点，尤其是野外调查的方法和步骤。野外工作方法中，包括地形图的判读，地质罗盘的作用及地质测量，地质地貌现象、土壤剖面、植物等的观察与描述，各种标本的采集与处理。 上述这些方法与野外技能的训练对学生从事该专业的工作将奠定良好的野外工作基础。第三章 实习区简介第一节 地质地貌背景地质地貌既是自然地理要素的基本组成部分，又在自然地理各要素之间形成与演化起着基础性的作用。 本节中，将简要介绍与陕西自然地理分异有关的大地构造背景，与陕北黄土高原形成有关的黄土及黄河历史，以及从水系特征上认识和了解陕西的新构造运动与地貌空间结构及自然地理的近期过程。一、陕西大地构造背景陕西地区在大地构造上牵涉中国的许多构造单位。它跨有华北地台及华南地台的部分并占有分隔上述两个构造单位的秦岭褶皱带的一部分。因此陕西地区在中国大地构造的部位可说带有关键性。陕西大地构造分区基本上分为三带。 在北秦岭即北秦岭加里东褶皱带及其以北地区属于华北地台的一部分，在巴山及其以南属于扬子地台的一小部分，在两个地台之间是著名的秦岭地槽。二、陕西黄土及黄河历史（一）黄土沉积中国第四纪在长期的地质发展过程中，堆积了大量的黄土。 黄土分布十分广泛，北方和南方都有这个时期的黄土沉积。在北方，东到太行，西至青海、甘肃，北到内蒙古， 南至秦岭， 分布了大面积的厚层的黄土，这也是目前世界上黄土分布规模最大的地区， 黄土高原就是由此而来的。 陕西是黄土分布最多的省份， 自北而南都有黄土的踪迹，著名的洛川地区是目前已知黄土最厚的地方（厚度达200m ），并吸引了大批的第四纪研究者，其中，刘东生院士是世界上享有威望的研究者。人们早期对黄土的认识比较笼统， 认为由黄色或棕黄色尘土和粉砂细粒组成的、质地均一、富含钙质结核，和多孔、块状层、发育垂直节理、松散的粉砂岩就是黄土。后来黄土与黄土状岩石的概念被广泛应用。1、黄土的基本特征 黄土的机械成份黄土以粉土为主（粒径在0.050.005mm ），平均含量达 50以上。进一步分为细砂（ 0.05mm ）、粉砂（0.05 0.005mm ）和粘土（ 0.005mm ）。黄土在垂向上的早期黄土与晚期黄土比较，前者细砂含量低， 粉砂含量高，粘土也较多，多为亚粘土和中亚粘土；而晚期黄土则多为中亚粘土至亚砂土。 黄土的矿物成分黄土中的矿物包括火成、沉积和变质不同成因及来源，数量多达60 余种。其中可分为重矿物、 轻矿物和胶体矿物。 部分地区的黄土中还有少量的岩石碎屑。黄土中的矿物以石英和长石为主，其中石英含量50，长石含量 2943。含大量在地表条件下不稳定矿物是黄土组成上的突现特征，象角闪石、黑云母、辉石等。黄土中的粗粒矿物一般为次棱角状到棱角状，表面比较新鲜， 风化很微弱。但在观察黄土矿物特征时，也应注意其形成以后的次生变化。 黄土的化学成份黄土中的主要成份包括： SiO2(50) ，AlO3(10) ，CaO( 7.9 ) ；其次为 Fe2O3(45)，MgO(2 3) ，K2O(2) 。此外，尚含有微量及分散元素。富含钙质是黄土化学组成上的突出特点。黄土中的易溶盐类以碳酸盐为主， 其次是氯化物和硫酸盐。 在不同的条件下，易溶盐类以固态或液态方式存在。在 400mm 降水线以南， 易溶盐含量变化比较明显，此线以北变化较不明显。 但黄土中易溶盐的垂直变化不甚明显。易溶盐的含量及分布对黄土地下水质有直接的影响，微量及分散元素则与黄土区居民的健康有关。 黄土的结构黄土孔隙率高，可达4050，许多孔隙必须借助显微镜来观察。一般老黄土中的孔隙率低， 新黄土中的孔隙率高； 坡积、残积黄土比冲积黄土孔隙率高。不同成因的黄土中的孔隙特征存在很大的差异。大孔隙中有虫孔、 植物根孔、 裂隙、封闭空洞和巨大的潜蚀空洞等。大孔隙的存在， 使黄土具有特殊的工程地质性质湿陷性。 当黄土受水浸润后， 粗粒变细，细粒粘土矿物和易溶盐类发生溶解或分散，使黄土强度降低，继而体积缩小，孔隙加大，出现空洞，造成地面坍塌。2、黄土地层上新世三趾马红土（保德组）和红色土A带（静乐组）。黄土沉积主要在第四纪的早、 中期的更新世完成的。 早更新世的红色土 B带，在山西西南部称午城黄土；中更新世的红色土C带，在山西西南部称离石黄土； 和晚更新世的马兰黄土。 下更新统在陕西中部的广大地区，接受了三门组湖相沉积。主要分布在汾渭地堑及潼关至三门峡的东西长条形断陷山间盆地之中。 中更新统与北京周口店洞穴堆积同期沉积的是以坡-洪积成因的 “土状堆积”，黄河中下游山前地带的红色土C带及陕北榆林组为典型代表。榆林组的岩性与红色土 C比较，色较浅（浅灰），且富含砂质，与黄土相近。除富钙质结核、化石，及有时观察到的层序上的特征外，不易与黄土区分。在榆林一带，保德红土、红色土 A、 B带皆缺失，榆林组直接覆盖在中生代岩层之上，厚 1020m 。含方氏鼢鼠等化石。 在榆林之南， 位于黄土之下的红色土到处可见，且已恢复红色土原状，色稍红，也无砂质，厚度增大至几十米至百余米。 上更新统马兰黄土形成第三次土状堆积旋回，其分布常超过红色土范围，不整合地覆盖在红色土及其它基岩之上。马兰黄土色浅，灰白、微黄，主要由粉砂组成， 质地松软， 不含埋藏土壤。 在许多原始表面上含有一层埋藏或残留的全新世黑垆土。 黄土结核小且少， 仅限于钙质结核。 马兰黄土成因仍然十分复杂，其中的古生物化石除蜗牛外，其他均少见，最常见的是鸵鸟蛋。（二）黄土与新生代古气候典型的风成黄土是干旱气候的产物；红色土为半干旱气候下的堆积；黄土地层中存在多层古风化壳及古土壤，则代表了温暖、 湿润的气候； 黄土中还存在着古巴队剥蚀面，属流水侵蚀的痕迹，其中由刘东生建立的马兰-离石剥蚀面、离石-上下剥蚀面和离石 -午城剥蚀面成为中国黄土地层的主要界线。因此，黄土沉积为黄土分布区的古气候重建提供了大量的信息。朱显谟曾就不同时期的古土壤进行了古气候环境的重建。更新初期，从内蒙古岩溶高原搬运下来的红色古风化残、坡积物堆积在盆地而成为红色土， 接着气候变干， 强劲的风和暴剥蚀红色土， 把细粒物质输送到陕甘宁一带的洼地，形成午城黄土。中更新世前期，海洋气团很盛，部分湿润气流可以到达草原地区。使地面径流增大，对黄土物质进行冲刷， 形成众多的河流相沉积。 当时可能回复为森林草原景观。中更新世后期，大陆气候增强，风力增大，堆积了离石黄土。其中常出现古风化壳和古土壤。 表现为东部季风边缘区的森林草原气候向干旱草原气候波动式的过渡特点。晚更新世初，以萨拉乌苏组为代表的湿润气候，出现河流相的砂砾石沉积。后期，风力转强。鄂尔多斯台地，多沙丘，气候变得十分干燥、寒冷。此时，伴随着末次冰期 - 雨木冰期的来临，古气候演变为典型的草原气候。夏雨减少，冬季干寒，台地上遍布灰黄色的马兰黄土。 黄土区北端还出现了永冻黄土和山地 “岩海”、“冰卷泥”等冰缘现象。全新世，随着气候转暖， 高原面上进行生草化过程、 钙化过程和盐渍化过程，并发育代表干草原的栗钙土壤。（三）黄河历史黄河是中华民族的发祥地， 蕴育了中华文明。 黄河也伴随着新生代的地质演化，经历了极其复杂的过程， 并从最初的外流河， 演变为以内流河为主的内流河，最后又转向外流。 黄河至少在上新世初期就出现了，并在上新世的保德期塑造了流域内的盐锅峡至三门峡段普遍存在的壮年期宽谷。上新世晚期是华北新生代地史上重要的盆地形成时期之一，黄河中游地区此时也出现了一系列大型盆地，并潴水成为内陆湖泊。 其中，大型内陆盆湖泊有： 宁夏地区的银川古湖， 内蒙古地区的河套古湖和晋陕豫地区的汾渭- 三门古湖。在这段内陆湖泊时期，外流的黄河被分割成若干河段， 分别以各内陆湖泊为基准面，注入相应的内陆湖泊， 变为内流河流，只有大致在三门峡水库大坝以东部分，仍维持了东流入海的外流河特征。中更新世晚期 , 大约距今 2530 万 a，因突变性事件，沿故道串通了内陆湖泊，黄河再次重现，随开始了黄河的第二外流时期，并一直延续至今。因此，黄河历史上伴随了更新世以来黄土高原发育的全过程，并直接参入了黄土高原的形成和演变过程。要深入了解黄土及高原历史，不能不追溯黄河的演变历史。陕北盆地西部的外围在三趾马红土沉积以前曾因海西、燕山、四川、陇山各期的褶皱运动形成复杂的六盘山褶皱带，分隔了陇中盆地与固原盆地，当时陇中盆地早已填满了甘肃系红色层，高到盆地边缘的缺口，这个缺口自然是由于盆地边缘分水岭两侧的河流向源侵蚀所形成，这就图 1-2-2 陕北黄土高原发展的第一阶段婴年黄河经环县通过中卫盆地流入陕北盆地堆积黄土平原的情形是现在黑山峡上的缺口，由陇中盆地经由这个缺口流出的河流就是婴年的黄河婴年黄河把陇中盆地的红色层经风化形成的泥砂以及从许多上游小盆地冲来的泥砂带到中卫 （中卫盆地在黑山峡与青铜峡之间）、中宁盆地。 早已积累了老第三纪的红层的中卫和中宁盆地很快由黄土物质淤满后，因为北路不通婴年黄河不得不转折东流入陕北盆地。 所以说北路不通的缘故是在当时银川地带由于陇山运动是一个上升地带， 从这里看不到三趾马一层和三门系的红色黄土层的分布中可以证明这一点。 并且，青铜峡的缺口还没有打开， 婴年黄河在填满中卫盆地后， 很自然地流到了广大的陕北盆地， 形成了陕北盆地红色黄土组成的广大平原。红色黄土平原发育过程中， 常出现冲积泛滥，洪泛之后的干旱使淤泥变成了黄土。在长期成土化的过程中， 早前形成的黄土上层的二、 三米的部分就变成了红色土，在红色土的下边淋积了砂姜结核，砂姜的多少随着红色土钙质淋失的多少为转移。如果成土化时期过长， 从红色土淋失的钙质就很多。婴年黄河在三门期，在陕北盆地堆积了黄土与红色古土壤的交互层，积累了深厚的红色黄土。 同时发生在陕北盆地四周的是，风化岩屑由于冲刷向盆地内部的集中以及四周高地的削低。三门系红色黄土淤积以后， 陕北盆地缓慢升起， 银川盆地和汾渭谷地相继断陷，使婴年黄河舍弃了由中宁盆地流向陕北盆地的古道，改向北流入新形成的银川盆地与河套盆地。例如陕北盆地中的唐县期侵蚀面在黄河谷中一