1、中學地理教學中對黃土的疑問與認知誤區(qū)一、引言黃土高原以其獨特的地理環(huán)境特征成為中學地理教學的重要內(nèi)容.湘教版高中地理教材必修I在介紹外力作用對地表形態(tài)的塑造時以黃土高原為例,分析了流水作用和風力作用對黃土高原地形的影響：黃土高原深厚的黃土層由風力的搬運和堆積作用形成,高原外表的千溝萬壑與流水侵蝕作用有關.必修I在闡述自然地理環(huán)境的整體性原理時,以黃土高原的水土流失為切入點,列舉了由水土流失引起的黃土高原氣候、地形、水文、土壤和生物的變化以及黃河中下游地理環(huán)境的改變.黃土高原“水土流失作為突出的生態(tài)環(huán)境問題,被編入選修VI?環(huán)境保護?.可見把黃土高原作為教學案例具有典型性.黃土高原地理位置的特殊

2、性賦予了其過渡帶的性質(zhì),即處于從平原向山地高原過渡、從沿海向內(nèi)陸過渡、從濕潤區(qū)向干旱區(qū)過渡、從森林向草原過渡、從農(nóng)業(yè)向牧業(yè)過渡的地區(qū),各種自然要素相互交錯.黃土高原自然環(huán)境條件的不穩(wěn)定性,表現(xiàn)為地質(zhì)災害、水旱災害等自然災害多發(fā),水土流失等生態(tài)環(huán)境問題突出.加之區(qū)域開發(fā)歷史悠久,不合理的人類活動導致人地矛盾鋒利等問題,都使黃土高原成為具有典型性和代表性的地理教學素材.同時,黃土高原是世界上獨有的地理單元,是世界上最大的黃土堆積區(qū),是我國唯一以組成物質(zhì)命名的高原,學習和熟悉它,對教師和學生理解地理環(huán)境和人地關系,培養(yǎng)地理學科核心素養(yǎng)都非常有益.要將以上教學內(nèi)容講清楚,理解黃土的特性是關鍵.湘教版中

3、學地理教材因篇幅有限,對黃土特性的描述寥寥數(shù)筆,使學生存在諸多疑問和誤區(qū),即便任教多年的教師也模棱兩可.本文從黃土的分布、形成、特性和人類對黃土的利用等方面就中學地理教學中師生對黃土的疑問與誤區(qū)加以分析和闡釋.二、教學中對黃土的疑問與誤區(qū)一黃土廣泛分布于北半球中緯度干旱和半干旱地區(qū)?S士是第四紀形成的陸相淡黃色粉砂質(zhì)土狀堆積物,廣泛分布在北半球中緯度干旱和半干旱地區(qū)1.所以,黃土并非黃土高原所獨有,把黃土的分布與黃土高原的地理范圍等同起來是錯誤的.以我國為例,我國黃土分布相當普遍,在緯度上界于34NH45N之間,呈東西向帶狀分布,位于中緯度沙漠分布區(qū)的東南部.我國黃土分布還與東西向山脈的走向大

4、體一致,昆侖山、秦嶺、泰山一線以北黃土分布廣泛,尤其在黃河中游地區(qū),黃土厚度最大,分布最廣,形成黃土高原2o二黃土高原黃土是第四紀粉砂質(zhì)風成堆積物不少教師在解釋黃土高原成因時,往往單方面聯(lián)系風成說,認為黃土高原外表深厚的黃土地層是由風力搬運和堆積作用而成,故生動形象地稱呼黃土高原為“風吹來的高原.用“風吹來的高原去描述黃土高原的成因,過于片面,也不科學.毋庸置疑,風力作用確實是塑造黃土高原地表形態(tài)的主要外營力,但是黃土高原的基底卻是由地殼抬升運動奠定的.第四紀以來黃土高原所在區(qū)域新構造運動的總趨勢是以間歇性抬升運動為主,周圍拗陷或地塹谷處在不斷下沉之中,六盤山以東地區(qū)地面普遍抬高幅度在1000

5、米左右3o對于黃土高原深厚的黃土地層,學術界已經(jīng)達成風成說的共識.黃土高原黃土層的形成過程大抵是：新生代青藏高原隆起以來,喜馬拉雅山脈阻擋了中亞和我國西北部來自印度洋的水汽,使該地區(qū)的氣候趨于干旱,溫差增大,風化作用強烈,地表巖石、沙礫風化為細小的砂和粉塵,成為我國東部沙塵的主要源地.其次,高大的青藏高原將西風帶的近地面層分為南北兩支,北支從青藏高原北緣向東流動,且常年存在于35007000米高空.與此同時,青藏高原的隆起,東亞季風增強,冬季風與西風急流組成強勁的西北風,攜帶來自中亞和我國西北部的沙塵向東南方向運動,隨著濕度增大,風速減小,在我國沙漠分布的東南緣,半干旱半濕潤區(qū)堆積形成黃土高原

6、,具組成物質(zhì)以粉砂為主,愈向東南粒徑愈細4o所以,黃土高原并非單純是“風吹來的高原,而是在其基底受構造抬升,地表接受風力搬運堆積,并在半干旱半濕潤氣候條件下,內(nèi)外力共同作用形成的.三黃土是黃土高原土壤的成土母質(zhì)很多人把黃土簡單地理解成“黃色的土壤,將黃土視作土壤,甚至認為黃土就是黃壤.“黃土與“黃壤雖是一字之差,卻差之千里.黃壤是中亞熱帶濕潤地區(qū)發(fā)育的富含水合氧化鐵針鐵礦的黃色土壤.而黃土那么是第四紀粉砂質(zhì)風成堆積物,它是黃土高原土壤的成土母質(zhì).黃土高原自東南向西北氣候逐漸變得干冷,植被由森林-森林草原一草原-荒漠變化,地勢逐步升高,黃土質(zhì)地由粘黃土一典型黃土一砂黃土變化.土壤的形成和發(fā)育除受

7、生物、氣候條件制約,還受黃土母質(zhì)的影響.黃土高原土壤水平分異明顯,由東南向西北依次為：褐土、土一黑坤土、黃綿土一灰鈣土、栗鈣土一棕鈣土一棕漠土、風砂土.本區(qū)也分布著大面積的非地帶性土壤一一黃綿土.該土壤主要分布在黑坤土和土分布區(qū),前者由于強烈的水土流失,使黃土母質(zhì)裸露于地表,成為新成土壤5o而在土和粘黑坤土分布區(qū),由于人為取土使黃土母質(zhì)裸露.黃綿土是在黃土或次生黃土母質(zhì)上耕種的幼年土壤,剖面發(fā)育不明顯,只有局部可見耕作層和底土層,具有黃土母質(zhì)軟而松的性狀.黃綿土是黃土高原重要的旱作土壤,耕性較好,疏松易耕,適耕時間長,雨后就能下地,但有機質(zhì)含量少,一般在0.5%左右,且在剖面上自上而下減少.此

8、性狀主要與水土流失有關,假設水土流失得到限制,經(jīng)長期人為耕作和培肥,黃綿土的肥力和生產(chǎn)水平會不斷提升.四黃土疏松多孔隙易水蝕黃土的組成物質(zhì)以粒徑0.0050.05毫米的粉砂為主,含量在50減上.顆粒之間結合得不緊密,缺乏膠結,多孔隙,黃土的孔隙度一般在40%60%6.大孔隙十分突出,孔徑可達0.51毫米,長度可達12米,大孔隙是黃土區(qū)別于其他土狀堆積物的主要特征.既然黃土中有著大量孔隙、裂隙的分布,理應能夠大量吸收大氣降水,為什么還會發(fā)生水土流失呢這是由于黃土高原地區(qū)地表起伏大,溝壑縱橫,夏季降水集中,降水強度大,地表短時間內(nèi)超滲產(chǎn)生徑流.且黃土中又富含鈣質(zhì),含量常在10炕右,含有一定量的水溶

9、性鹽類,遇水極易溶解.因此,黃士的上述特性決定了其抗侵蝕水平弱,在地表裸露的情況下,強降雨易引起強烈的水土流失.五黃土垂直節(jié)理發(fā)育直立性強教材中對黃土垂直節(jié)理是這樣表述的：“黃土垂直節(jié)理發(fā)育,直立性強.假設根據(jù)行文邏輯來理解的話,黃土的垂直節(jié)理發(fā)育直接導致了直立性形成,并賦予黃土極強的直立性.那么,既然黃土中有垂直節(jié)理分布,那么沿節(jié)理面黃土易于發(fā)生崩塌等重力作用,在垂直方向上不穩(wěn)定,如何又能保證黃土柱等百年不倒呢垂直節(jié)理發(fā)育是黃土的重要性質(zhì).對于垂直節(jié)理的形成,多數(shù)人贊同維利斯的觀點.維利斯認為7:黃土在堆積加厚的過程中,在重力的影響下,土粒間的上下間距變得愈加緊密,而土粒間的左右間距卻保持原

10、狀不變,這樣水和空氣沿此反抗力最小的上下方向移動,也就是說沿著黃土的垂直管狀孔隙不斷地做開降運動.他還指出黃土微細塵粒的膠結和地下水中的化學溶解鹽類有關,這種關系可因地下水的升降運動而發(fā)生變化,黃土層中的地下水常因蒸發(fā)引起水分上升,使黃土層下部土體變干,或者地下水下降,使黃土層上部土體變干,這樣毛管孔隙內(nèi)壁那么附有因不斷蒸發(fā)而殘留的鹽類沉淀,將黃土層中水平的孔隙堵塞,假設黃土層再遭受浸濕或充以水分,那么黃土孔隙成為濕空氣或毛細管水移動的通路,使孔隙內(nèi)壁所沉淀的鹽類再度溶解,當黃土層因強烈蒸發(fā)再度轉干,鹽類遂再度沉淀而附著于孔隙內(nèi)壁,這種過程反復進行造成了黃土層具有垂直節(jié)理發(fā)育的傾向.維利斯總結

11、指出,黃土垂直節(jié)理的產(chǎn)生,純系由黃土本身的重力、毛管引力以及膠結作用而引起的物理化學作用的結果,而其中地下水的運動是這種復雜過程的媒介物.同時他還指出黃土的結構與固結度是支配黃土垂直節(jié)理發(fā)育的重要因素.黃土垂直節(jié)理發(fā)育使其邊坡垂直陡峭,垂直節(jié)理的存在是影響黃土直立性的重要因素,這是由于黃土中的垂直節(jié)理常常在表層土體一定范圍內(nèi)呈等間距發(fā)育.在野外觀察到的直立黃土,其臨空面多枯燥、風化較輕,上覆松散黃土在降水時沿坡面向臨空方向運移,而不會沿垂直節(jié)理下滲,使直立黃土不易被破壞.另外,由于風化等作用,勢必對臨空面土體造成一定的破壞,最終脫離斜坡,而垂直節(jié)理的發(fā)育正好使風化破碎的松散土體剝落、崩塌,并使

12、之限制在一定的影響范圍之內(nèi),從而使直立黃土依舊保持其原有的直立特性.黃土的直立性還與黃土的沉積歷史與氣候條件、孔隙和微結構、顆粒間的粘聚力、基質(zhì)吸力、鹽類物質(zhì)的影響等密切相關網(wǎng).六黃土濕陷性強濕陷性是黃土又一鮮明的特性,工程上把黃土浸水后引起的地面坍陷稱為濕陷.濕陷的實質(zhì)是黃土結構在浸水后發(fā)生改變的過程.在我國,濕陷性黃土的分布占黃土區(qū)總面積的60原上,約為40萬平方千米,而且多出現(xiàn)在地表淺層,如晚更新世Q3及全新世Q4黃土,是濕陷性黃土的主要土層.黃土的濕陷性對建筑物非常不利,那么窯洞這種黃土高原的典型民居又是如何存在并延續(xù)至今的呢窯洞這一“穴居式民居的出現(xiàn)、形成和開展,與黃土高原獨特的地理

13、環(huán)境密切相關.以陜北為例,陜北屬溫帶大陸性半干旱氣候,降水稀少,空氣濕度較小,因而地下水位很深,毛細管蒸發(fā)微弱,地表土層經(jīng)常保持枯燥狀態(tài),加之黃土土層深厚,土質(zhì)細,適宜窯洞建筑.?G洞往往開挖在形成年代較久的離石黃土Q0和午城黃土Q1層中,較之馬蘭黃土,離石黃土和午城黃土濕陷性較弱,裂隙和孔隙較少,直立性強.這為窯洞的穩(wěn)定提供了根底.另外窯洞在修建時也盡可能做到因地制宜,揚長避短,以便保證窯洞的平安、舒適和美觀.窯洞多采用拱頂式的構筑,即頂部為拱形,下部為方形.圓拱形的頂將壓力一分為二,分至兩側,重心穩(wěn)定,分力平衡,具有極強的穩(wěn)固性.而且自明清以來,窯洞的修建多用磚石,與老式的土窯洞相比,磚窯洞和石窯洞跨度和高度更大,更加鞏固美觀,窯洞內(nèi)采光更好,通風狀況改善也使得空