东北黑土地的形成原因是什么


一、东北黑土地形成原因是什么?

东北地区纬度较高,属于温带季风气候,气候冷湿,土壤物质粘重,并有季节冻土层。夏秋多雨,土壤常形成上层滞水,草甸草本植物繁茂,地上和地下均有大量有机残体进入土壤。漫长的冬季,微生物活动受到抑制,有机质分解缓慢,并转化成大量腐殖质累积于土体上部,形成深厚的黑色腐殖质层。土体内盐基遭到淋溶,碳酸盐也移出土体,土壤呈中性至微酸性。季节性上层滞水引起土壤中铁锰还原,并在旱季氧化,形成铁锰结核,特别是亚表层表现更明显。

所以,东北黑土是在寒冷湿润的气候条件下,地表植被死亡后经过长时间腐蚀形成腐殖质后演化而成的,是一种特殊的草甸化过程。

二、东北黑土地指的是哪里?

我国东北黑土区总面积约103万平方公里,其中典型黑土区面积约17万平方公里。这里是我国主要的商品粮基地,每年生产约225-250亿kg的商品粮。以弯月状分布于黑龙江、吉林两省的黑土地是中国最肥沃的土地。总面积为一千万公顷,目前已开垦出耕地七百多万公顷,其粮食产量已占两省的百分之六十以上。

三、东北黑土地的优势是什么?

自然状态下,黑土腐殖质层可厚达1米,养分含量丰富,肥力水平高。黑土开垦后,腐殖质含量下降,因母质粘重,土壤侵蚀明显,这是黑土利用中需引起注意的问题。东北黑土是我国最肥沃的土壤之一,黑土分布区是重要的粮食基地。适种性广,尤适大豆、玉米、谷子、小麦等生长。

由此可知,黑土地是非常珍贵的土地资源,可以说是“耕地中的大熊猫”,但近年来由于自然因素制约和人为活动破坏,东北黑土区水土流失日益严重,生态环境日趋恶化。所以,让我们一起参与保护黑土地的行动中,打赢黑土地“攻坚战”!

地下水(ground water)存在于地壳岩石裂缝或土壤空隙中的水。

广泛埋藏于地表以下的各种状态的水,统称为地下水。大气降水是地下水的主要来源。

根据地下埋藏条件的不同,地下水可分为上层滞水、潜水和自流水三大类。

上层滞水是由于局部的隔水作用,使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体。

潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水,通常所见到的地下水多半是潜水。当潜水流出地面时就形成泉。

自流水是埋藏较深的、流动于两个隔水层之间的地下水。这种地下水往往具有较大的水压力,特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时,隔层中的水体要承受更大的水压力。当井或钻孔穿过上层顶板时,强大的压力就会使水体喷涌而出,形成自流水。

地下水分类

一、地下水分类的原则

一种是根据地下水的某一特征进行分类;另一种则是综合考虑地下水的若干特征进行分类。

二 、地下水的分类

1、按起源不同,可将地下水分为渗入水、凝结水、初生水和埋藏水。

渗入水:降水渗入地下形成渗入水。

凝结水:水汽凝结形成的地下水称为凝结水。当地面的温度低于空气的温度时,空气中的水汽便要进入土壤和岩石的空隙中,在颗粒和岩石表面凝结形成地下水。

初生水:既不是降水渗入,也不是水汽凝结形成的,而是由岩浆中分离出来的气体冷凝形成,这种水是岩浆作用的结果,成为初生水。

埋藏水:与沉积物同时生成或海水渗入到原生沉积物的孔隙中而形成的地下水成为埋藏水。

2、按矿化程度不同,可分为淡水、微咸水、咸水、盐水、卤水。

详见下表:

地下水按矿化度分类表

地下水类型 总矿化度(g/l)

淡 水 <1

微 咸 水 1 ~3

咸 水 3 ~10

盐 水 10 ~50

卤 水 >50

3、按含水层性质分类,可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水。

孔隙水:疏松岩石孔隙中的水。孔隙水是储存于第四系松散沉积物及第三系少数胶结不良的沉积物的孔隙中的地下水。沉积物形成时期的沉积环境对于沉积物的特征影响很大,使其空间几何形态、物质成分、粒度以及分选程度等均具有不同的特点。

裂隙水:赋存于坚硬、半坚硬基岩裂隙中的重力水。裂隙水的埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性;含水层的形态多种多样;明显受地质构造的因素的控制;水动力条件比较复杂。

岩溶水:赋存于岩溶空隙中的水。水量丰富而分布不均一,在不均一之中又有相对均一的地段;含水系统中多重含水介质并存,既有具统一水位面的含水网络,又具有相对孤立的管道流;既有向排泄区的运动,又有导水通道与蓄水网络之间的互相补排运动;水质水量动态受岩溶发育程度的控制,在强烈发育区,动态变化大,对大气降水或地表水的补给响应快;岩溶水既是赋存于溶孔、溶隙、溶洞中的水,又是改造其赋存环境的动力,不断促进含水空间的演化。

4、按埋藏条件不同,可分为上层滞水、潜水、承压水。

上层滞水:埋藏在离地表不深、包气带中局部隔水层之上的重力水。一般分布不广,呈季节性变化,雨季出现,干旱季节消失,其动态变化与气候、水文因素的变化密切相关。

潜水:埋藏在地表以下、第一个稳定隔水层以上、具有自由水面的重力水。潜水在自然界中分布很广,一般埋藏在第四纪松散沉积物的孔隙及坚硬基岩风化壳的裂隙、溶洞内。

承压水:埋藏并充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。承压水受静水压;补给区与分布区不一致;动态变化不显著;承压水不具有潜水那样的自由水面,所以它的运动方式不是在重力作用下的自由流动,而是在静水压力的作用下,以水交替的形式进行运动。

[编辑本段]包气带水、潜水和承压水

包气带水指潜水面以上包气带中的水,这里有吸着水、薄膜水、毛管水、气态水和暂时存在的重力水。包气带中局部隔水层之上季节性地存在的水称上层滞水。

潜水是指存在于地表以下第一个稳定隔水层上面、具有自由水面的重力水。它主要由降水和地表水入渗补给。

承压水是充满于上下两个隔水层之间的含水层中的水。它承受压力,当上覆的隔水层被凿穿时,水能从钻孔上升或喷出。按含水空隙的类型,地下水又被分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。孔隙水是存在于岩土孔隙中的地下水,如松散的砂层、砾石层和砂岩层中的地下水。裂隙水是存在于坚硬岩石和某些粘土层裂隙中的水。岩溶水又称喀斯特水,指存在于可溶岩石(如石灰岩、白云岩等)的洞隙中的地下水。

地下水是一个庞大的家庭。据估算,全世界的地下水总量多达15亿立方公里,几乎占地球总水量的十分之一,比整个大西洋的水量还要多!

[编辑本段]地下水的化学成分及用途

地下水与人类的关系十分密切,井水和泉水是我们日常使用最多的地下水。不过,地下水也会造成一些危害,如地下水过多,会引起铁路、公路塌陷,淹没矿区坑道,形成沼泽地等。同时,需要注意的是:地下水有一个总体平衡问题,不能盲目和过度开发,否则容易形成地下空洞、地层下陷等问题。

赋存在地下岩土空隙中的水。含水岩土分为两个带,上部是包气带 ,即非饱和带 ,在这里,除水以外,还有气体。下部为饱水带,即饱和带。饱水带岩土中的空隙充满水。狭义的地下水是指饱水带中的水。地下水可开发利用,作为居民生活用水、工业用水和农田灌溉用水的水源。地下水具有给水量稳定、污染少的优点。含有特殊化学成分或水温较高的地下水,还可用作医疗、热源、饮料和提取有用元素的原料。在矿坑和隧道掘进中,可能发生大量涌水,给工程造成危害。在地下水位较浅的平原、盆地中,潜水蒸发可能引起土壤盐渍化;在地下水位高,土壤长期过湿,地表滞水地段,可能产生沼泽化,给农作物造成危害。

地下水中分布最广的是钾、钠、镁、钙、氯、硫酸根和碳酸氢根 7 种离子。地下水中各种离子、分子和化合物的总量称总矿化度 ,总矿化度小于1克/升的 ,称淡水,1~3克/升的 ,称微水,3 ~ 10克/升的,称咸水 ,10~50克/升的,称盐水,大于 50 克/升的,称卤水。地下水中钙、镁、铁、锰、锶、铝等溶解盐类的含量称硬度,含量高的硬度大,反之硬度小。

绝大多数地下水的运动属层流运动。在宽大的空隙中,如水流速度高,则易呈紊流运动。地下水主要有降水入渗、灌溉水入渗、地表水入渗补给,越流补给和人工补给。在一定条件下,还有侧向补给。地下水的排泄主要有泉、潜水蒸发、向地表水体排泄、越流排泄和人工排泄。泉是地下水天然排泄的主要方式。

无论是地表水还是地下水都不可能是纯净水,纯净水是工业加工生产的,地表水和地下水就是我们所说的矿泉水,一般流经地下的地下水所含矿物质丰富且没有污染,属于优质的矿泉水,地表水就很差劲了。

指含水层产状水平或近于水平,以地形分水岭为汇水边界,河谷为其排泄边界,下伏隔水层顶面为隔水底板的储水构造。按含水层与相对隔水层在空间上的组合形式和特征的差异,可分为上层滞水储水构造和饱水带储水构造。

(1)上层滞水水平储水构造

在丘陵山区,当水平隔水底板高于当地排泄基准,且上部有含水层存在时,大气降水或地表水体入渗补给的重力水在下渗途中,遇到隔水层的阻挡,使地下水在隔水层之上聚集起来,就形成了上层滞水含水层(图13)。含水层位于当地河谷标高以上,没有侧向隔水边界,只靠水平隔水层把水托住,含水层沿临空面暴露于谷坡上,可以分布在很高的山区,地下水排泄通畅,这种水平储水构造的储存量有限,动态变幅很大,甚至是季节性储水,允许开采量主要为径流量。一般可在低洼地带的含水层与下伏隔水层接触面上找到富含水段。

图13 水平储水构造示意图

1—含水层;2—隔水层;3—上层滞水;4—饱水带含水层

上层滞水储水构造的储水量主要决定于以下因素:

1)隔水悬托层的面积愈大,地下水愈丰富,面积太小,只能形成季节性地下径流;

2)隔水层的透水性愈弱,愈有利于保持地下水;

3)补给面积愈大,补给充分,地下水愈丰富。

(2)饱水带水平储水构造

含水层底板位于当地排泄基准面以下的隐伏或半裸露的水平岩层储水构造(图13)。除了底部具有隔水底板外,有的顶部还有隔水顶板。地下水除了接受大气降水补给外,还与临近河水、沟水等地表水体存在补、排关系,常表现为雨季地表水补给地下水,枯季地下水补给河水等。地下水处于半封闭状态,在沟谷切割含水层出露地表的地带或沿构造破碎带是地下水的主要补给区段,同时也是地下水的主要排泄出路。

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