综合自然区划是认识自然界自然地域差异的具体方法之一。它是根据地表自然综合体的相似性与差异性将地域加以划分,进而按区划单位来认识自然综合体的发生、发展及分布规律[1]。综合自然区划有着广泛的应用价值,可为地表自然过程与全球变化的基础研究以及环境、资源与发展的协调提供宏观的区域框架,为自然资源的合理利用、土地生产潜力的提高、先进农业技术的引进与推广、土地利用结构调整与管理、土地退化防治与生态建设、生物多样性保护和自然保护区的选择、改造自然规划的拟订、区域可持续发展战略和规划的制定等工作提供科学依据[2]。
一、自然区划原则
自然区划工作一般遵循发生统一性原则、相对一致性原则、空间连续性(区域共轭性)原则、综合性原则和主导因素原则[3]。
(一)发生统一性原则
任何区域单位都是在历史发展过程中形成的。因此,进行自然区划必须探讨区域分异产生的原因与过程,以形成该区域单位整体特性的发展史为区划依据。对区域单位形成和演变的研究,可以追溯到相当久远的地质时期,但与现代自然环境关系最密切的主要是第四纪,尤其是晚更新世末、全新世初以来的环境变化。现代环境主要是通过这一时期的一系列变化形成的,而且这些变化过程迄今尚未结束,仍直接影响着当代的自然环境和人类活动。
(二)相对一致性原则
在划分区域单位时,必须注意其内部特征的一致性。这种一致性也是相对的,而且不同等级的区域单位各有其一致性的标准。相对一致性原则适用于把高级地域单位划分为低级单位,同时又适用于把低级地域单位合并为高级单位。一般区划的等级单位越高,区划等级单位内部的一致性就越小,差异性就越明显;反之,则内部的一致性就越大,差异性就越小。为了全面反映区域自然地理环境的相似性和差异性,区划中采用多级划分的方法。
(三)空间连续性(区域共轭性)原则
自然区划所划分出来的必须是具有个体性的、区域上完整的自然区域,称为空间连续性原则或区域共轭性原则。任何一个区域单位必然是完整的个体,不可能存在着彼此分离的部分。根据这个原则,尽管山间盆地与其邻近山地在形态特征方面存在很大差别,但必须把两者合并为更高级的区域单位。同样的道理,尽管自然界可能存在两个自然特征很类似,而彼此隔离的区域,但不能把它们划为一个区域单位。
(四)综合性原则
在自然界中,没有纯粹的地带性的自然区域,也没有纯粹的非地带性的自然区域。因此,进行综合自然区划,必须综合分析地带性和非地带性因素之间的相互作用及其表现程度和结果。任何自然区域都是由各个自然地理要素组成的整体,必须综合分析各自然地理要素相互作用的方式和过程,认识其地域分异的具体规律,才能真正掌握区域自然地理综合特征的相似性和差异性,以及相似程度和差异程度,保证划分出的区域单位是不同等级的自然综合体。
(五)主导因素原则
在形成各自然区域特征的诸要素中找出起主导作用的因素,这就是主导因素原则。抓主导因素并不忽视其他要素的作用,通过分析各自然因素之间的因果关系,找出一两个起主导作用的自然因素,并选取主导标志作为划分自然区域的依据。主导因素必须是那些对区域特征的形成、不同区域的分异有重要影响的组成要素。它们的变化不仅使区域内部组成和结构产生量的变化,而且还可导致质的变化,从而影响区域的整体特征。
主导因素原则与综合性原则并不矛盾。后者强调在进行区划时,必须全面考虑构成自然区域的各组成要素和地域分异因素;前者强调在综合分析的基础上查明某个具体自然区域形成和分异的主导因素。基于上述认识,有的学者把上两个原则合称为综合性分析与主导因素分析相结合原则。
所有上述的各项区划原则,彼此都不是相互排斥的,而是相互补充的,可以把它们归结为一条总原则,这就是:从源、从众、从主的原则。所谓“从源”指必须考虑成因、发生、发展和共轭关系,“从众”是指必须考虑综合性和完整性,“从主”是指应考虑其典型性、代表性。这些方面都是力图客观地揭示自然界的地域分异事实。
二、中国自然区划概况
中华人民共和国成立以后,随着国民经济的迅速发展,要求对全国自然条件和自然资源有全面的了解。我国曾把自然区划工作列为国家科学技术发展规划中的重点项目,并组织了三次较大力量的全国综合自然区划的研究和方案的拟订,产生了一批重大成果。数十年来,先后提出了多种全国性的自然区划方案,代表性的方案有罗开富方案、中国科学院自然区划工作委员会方案、黄秉维方案、任美锷方案、侯学煜方案、赵松乔方案、席承藩方案、全国农业区划委员会方案、赵济方案等,这些综合自然区划工作具有鲜明的时代特色,为配合当时的国家需求做出了重要贡献。
上述方案中,席承藩等人提出的中国自然区划方案受到普遍沿用[4]。该方案首先把中国划分为三大区域,即东部季风区域、西北干旱区域、青藏高原区域,再按温度状况把三个区域依次划分为9、2、3个自然带,共14个自然带(表4.1),然后,根据地貌条件将中国划分为44个区。其中,自然区域的划分考虑了对中国最高一级地域分异起主导作用的季风和地貌两个因素。东部季风区域突出了夏季海洋季风影响显著,降水较多,气候湿润,天然植被以森林为主的特点;西北干旱区域突出了地处内陆,夏季海洋季风难以到达或影响甚微,降水稀少,干旱缺水,植被以草原和荒漠为主的特点;青藏高寒区域突出了地势高亢,气候寒冷的特点。自然带主要依据热量指标划分,故又称为热量带、温度带。自然带内,因大地貌单元(山地、高原、丘陵、平原等)不同,导致水热状况、植被、土壤等的进一步分异,形成自然区。该方案同时指出“在若干科学资料充分并有再细分需要的自然区,也可划分四级区—自然亚区”,范围小的自然区划中,亚区之下还应划分自然小区,小区内部各类自然地理要素的差异极小,其特点往往由最能综合反映区域自然条件的植被状况来体现。
表4.1 全国自然带及其划分指标[5]
三、宁夏自然区划
宁夏自然区划是在全国自然区划的基础上,进一步按照地貌和植被特征进行的区域划分,共划分为5个区(图4-1),分别为贺兰山山地森林灌丛草原区、宁北平原灌溉绿洲农业区、宁中台地山地与山间平原荒漠草原区、宁南黄土丘陵干草原区和六盘山山地森林草原区。这5个区相当于全国自然区划中的四级区,即自然亚区。
图4-1 宁夏自然区划示意图
(一)贺兰山山地森林灌丛草原区
贺兰山山地屹立于宁夏西北部与内蒙古交界处,走向北北东,长200余千米,宽15~60km,面积1855km2,占全区总面积的3.6%[6]。在全国自然区划中,属西北干旱区域中温带内蒙古高原西部区。贺兰山山地以归德沟—哈不梁一线为界分为南、北两段。南段为山地主体,高耸险峻,海拔3000m以上的山峰连绵不断,主峰3556m,为宁夏最高峰。年降水量为418mm,年平均气温-0.7℃,≥10℃积温512℃,年太阳总辐射6119×106J/m2,年日照时数3023h,日照百分率68%,是宁夏北部“低温多雨”中心。植被具有温带干旱区山地植被组合的特点和垂直分布规律。有维管植物约690种,野生动物180余种,其中国家级保护动物20种。北段山体低缓破碎,海拔一般2000m左右,植被为旱生灌丛和荒漠草原。
贺兰山作为外流区与内流区、荒漠草原与荒漠的分界线,是我国重要的自然地理界线之一;作为温带干旱区典型山地生态系统和银川平原的生态屏障,贺兰山具有涵养水源、保护生物多样性和灌溉绿洲的重要作用。
(二)宁北平原灌溉绿洲农业区
宁北平原指银川平原和卫宁平原,面积8591km2,占全区总面积的16.6%。在全国自然区划中,属西北干旱区域中温带河套灌区。年降水量200mm左右,年平均气温8℃~9℃,≥10℃积温3000℃~3400℃,无霜期148~168d,年太阳总辐射5873×106~6101×106J/m2,年日照时数2921~3112h,日照百分率65%~69%。植被以人工植被为主。自然植被有荒漠草原、荒漠、草甸、沼泽等。土壤主要有灌淤土、灰钙土、潮土、盐碱土等。黄河蜿蜒于平原之上,流程397km,多年平均年入境径流量306.8×108m3。得其灌溉之利,该区水、土、光、热等农业自然资源组合极佳。自秦汉开渠引黄河水灌溉、开发土地资源以来,逐渐形成了著名的灌溉绿洲,享有“塞上江南”之誉,是我国的农业精华之地,主产小麦、水稻、玉米。近些年来,养殖业发展很快。
宁北平原可进一步分为冲洪积平原、洪积平原和洪积台地。冲洪积平原是平原主体,系引黄灌区,海拔1100~1200m,地势平坦,沟渠纵横,农田广布,湖沼众多。洪积平原展布于贺兰山东麓,海拔1200~1500m,由西向东倾斜,地面坡度1°~7°,前缘细土带已灌溉开发,其余部分为荒漠草原、半荒漠或荒漠。洪积平原与冲洪积平原过渡带散布沙丘地。洪积台地分布于银川平原西南部花布山以南地区,受后期切割,起伏不平。
该区主要生态环境问题:一是土壤盐渍化,尤以银川以北地区为重。二是“三废”污染。三是湖泊、沼泽等湿地的萎缩、消失。四是平原周边、特别是贺兰山东麓的山洪危害。五是灌区与周边地区过渡带的土地沙化。六是黄河河岸坍塌。七是超量开采造成的地下水位下降漏斗扩大和煤炭采空区的地面塌陷。
该区是宁夏人口聚集、工业集中、农业精华之地,对保障自治区经济社会发展具有重大作用。在谋求发展的进程中,必须切实抓好生态建设和环境保护。生态建设应以保护和改善绿洲生态系统为基本任务,核心是水、土资源的合理利用与有效保护,关键在于统筹黄河水、地下水、山洪水的科学利用和建立合理的土地利用、农业、种植业结构,既要提高农业综合生产能力,又要防治土地盐渍化、沙化,维系湖泊、沼泽等湿地生态系统,还要促进工业化、城镇化进程。
(三)宁中台地山地与山间平原荒漠草原区
包括贺兰山与卫宁平原、银川平原以南,黄土丘陵以北的广大地区,面积2.15×104km2,占全区总面积的41.6%。在全国自然区划中,属西北干旱区域中温带内蒙古高原西部区。年降水量247~274mm,年平均气温7℃~9℃,≥0℃积温3264℃~3832℃,≥5℃积温3117℃~3682℃,≥10℃积温2691℃~3257℃,无霜期132~160d;年太阳总辐射5714℃~6029×106J/m2,年日照时数2881~2963h,日照百分率65%~68%。自然植被以荒漠草原为主,土壤以灰钙土、风沙土为主。地表水和地下水贫乏,且含氟量高。地表水产水模数和按水资源总量计算的产水模数均为宁夏全区平均值的三分之一左右。该区是宁夏面积最大、水资源最稀缺、水土资源极不平衡的地区。
地貌可分为台地、山地和山间平原三种类型,以山地与山间平原相间排列为基本特征。台地分布在灵武市东部和盐池县中北部,系鄂尔多斯高原西南一隅,海拔1500m左右。岗地与宽谷相间,宽谷中散布“海子”、盐池。惠安堡盐湖是宁夏最大盐湖。沙丘、沙地广布,且多集中成沙带。植被为荒漠草原与草原带沙生植被,是甘草和滩羊的主要产地。山地有牛首山、卫宁北山、香山、烟筒山、罗山、青龙山等,海拔一般1700~2000m,大罗山主峰2624m,是宁夏中部最高峰。植被以荒漠草原和草原化荒漠为主,罗山北段分布森林,其特征与贺兰山相似。山间平原有韦州平原、红寺堡平原、清水河下游河谷平原与兴仁平原,海拔1300~1700m,散布零星沙地、沙丘;植被为荒漠草原。台地和山间平原是宁夏扬黄灌区和生态移民的主要开发地和迁入地,迄今已建有盐环定扬水、红寺堡扬水、固海扬水等工程,开发土地百余万亩。
长期以来,农牧生产处在维持生计的粗放状态,滥牧、滥垦、滥挖(以甘草为主的药用植物)、乱樵十分严重,自然植被遭受巨大破坏,土地沙化和植被退化成为突出的生态环境问题。
宁夏中部及毗邻的陕西、甘肃、内蒙古地区,即规划中的大柳树灌区,地处沙漠与黄土高原的过渡地带,属农牧交错区,是我国沙尘暴的主要源地之一。这里土地资源丰富,光热条件好,但水资源奇缺,水、土、光、热资源极不平衡。若能有可靠的水资源保证,进行土地合理开发,建设新型生态绿洲,在沙漠与黄土高原之间筑起一道生态屏障,对保障生态安全、粮食安全具有重大作用。
(四)宁南黄土丘陵干草原区
本区包括固原市和海原县的大部分地区及盐池、同心二县的南部,面积1.61×104km2,占全区总面积的31.0%。在全国自然区划中,属东部季风区域暖温带(宁夏南部因地势较高仍为中温带)黄土高原区。年降水量337~435mm,年平均气温5℃~7℃,≥0℃积温2741℃~3161℃,≥5℃积温2578℃~2990℃,≥10℃积温2113℃~2543℃,无霜期123~150d,年太阳总辐射5165×106~5656×106J/m2,年日照时数2349~286h,日照百分率50%~61%。自然植被以干草原为主,局部地段分布草甸草原。土壤以黑垆土、黄绵土为主。
该区是宁夏河流集中分布的地区,黄河一级支流清水河、祖厉河,二级支流葫芦河、泾河等以六盘山山地为中心作放射状分布,是宁夏地表水资源相对丰富的地区。全自治区年径流总量中,以河流计,泾河干流、葫芦河与清水河上游共占52.6%;以行政区计,固原市占61.1%。
地貌可进一步分为墚峁丘陵、河谷川地和黄土塬三种类型。墚峁丘陵是主体,沟壑纵横,地形破碎,水蚀强烈,水土流失严重。河谷川地沿清水河、葫芦河、洪河、茹河等河流及其较大支流线状展布,断续延伸,穿插于墚峁丘陵之间。黄土塬残存于彭阳县东南部、原州区西北和南华山北麓。河谷川地与黄土塬地势平坦,土层较厚,为主要农耕地。
该区突出的生态环境问题是水土流失。侵蚀模数大于5000t/(a·km2)的流失区面积达6640km2。河流年平均含沙量100~380kg/m3,最高达1580kg/m3(折死沟冯川里站,1964)。
(五)六盘山山地森林草原区
六盘山山地指六盘山、月亮山、南华山、西华山,面积3727km2,占全区总面积的7.2%。在全国自然区划中,属东部季风区域暖温带黄土高原区。山地走向南北转西北,突兀于黄土丘陵之上,海拔2400m以上,南华山主峰2954m,是宁夏南部最高峰。年降水量600~800mm,最多达1174mm(六盘山西峡水文站,1961),年平均气温1.2℃,≥10℃积温512℃,年太阳总辐射5264×106J/m2,年日照时数2399h,日照百分率54%。植被为森林草原。森林主要分布在六盘山,以落叶阔叶林为主,具有温带半湿润区山地植被组合的特点和规律,垂直分带较明显。
六盘山地区高寒阴湿,宜林木生长,有黄土高原上的“湿岛”、“绿岛”和“物种基因库”之称,是清水河、泾河、葫芦河等黄河一、二级支流发源地,其涵养水源、保持水土、保护生物多样性的生态功能,远远超出宁夏辖区范围,达陕、甘二省乃至黄河中下游,具有全局意义。1980年,国务院确定六盘山为黄土高原重要水源涵养地,1988年,又批准其为国家级自然保护区。