8.1沟壑纵横的特殊地形区——黄土高原.doc

沟壑纵横的特殊地形区黄土高原教学目标知识目标1让学生了解黄土高原的地理位置，并对黄土高原的地理位置作出简要评价。2了解黄土高原上黄土物质的形成原因。3让学生理解黄土高原千沟万壑的地形地貌特征。4让学生认识黄土高原生态环境恶化、自然灾害频繁的自然和人为原因，并认识相应的环境保护与资源开发的办法与经验。能力目标1通过阅读地图说明黄土高原的位置。描述黄土高原所跨的省级行政区，培养学生的读图、析图能力。2通过读图分析造成黄土高原水土流失严重的原因，并讨论由此导致的严重的后果。进一步培养训练学生的读图分析及归纳整理能力。德育目标通过本节内容学习，使学生认识到自然环境各要素之间相互作用、相互影响的复杂关系。从而培养学生正确的人地观和可持续发展观。教学重点1黄土高原水土流失严重的原因。2黄土高原脆弱的生态环境及成因。教学难点黄土高原上黄土物质的形成原因。教学方法导学法、谈话法、讲述法相结合。教具准备1有关课本插图和图像资料或多媒体教学软件。2挂图或投影片黄土高原的位置，中国水土流失分布图。课时安排二课时第一课时教学过程导入新课同学们：我国有960万 km2的陆地面积。幅员辽阔，各地的自然景观不同。下面我们看一段电视片断（播放黄土高原的电视片）看一看这是什么地形区，主要地貌有哪些？（黄土高原地貌有黄土塬、黄土峁、黄土梁）引出新课。板书：沟壑纵横的特殊地形区黄土高原讲授新课教师出示挂图或投影片黄土高原的位置。首先让学生在图上找出太行山、乌鞘岭、秦岭、长城以及黄土高原所跨的省级行政区，并对黄土高原的地理位置作出简要评价。然后教师可根据有关资料把黄土高原给学生简单介绍。板书：一、世界最大的黄土堆积区承转过渡：黄土高原东起太行山、西至乌鞘岭、南至秦岭、北抵长城。跨越了山西省、陕西省、宁夏回族自治区、甘肃省。在这片广阔的区域内黄土的厚度一般超过100米。这么厚的黄土到底是从哪里来的？为什么别的地方没有？请同学看课本第57页活动2题，分组讨论，寻找答案。学生分析讨论后教师通过提问来了解情况，然后帮助学生归纳总结。关于黄土高原上那么多的黄土是从哪里来的呢？科学家曾经提出过很多假说：有“风成说”“水成说”“风水雨相说”（教师可给学生作简要介绍，详见备课资料）。其中，“风成说”得到广泛的支持，即认为黄土物质是从中亚、蒙古等地的荒漠、戈壁吹过来的。其证据是：1“黄土的厚度均匀”说明黄土是从上空吹来的，而不是流水冲来的。2“从西北向东南颗粒越来越细”说明带来黄土的方向是自西北向东南。3“黄土高原黄土的矿物质成分与堆积地方的基岩的矿物种类极不相同，却与中亚、蒙古等地戈壁、沙荒的矿物成分相同。”说明黄土不是本地产生，有可能是从中亚、蒙古一带而来。4“黄土中有随地形起伏的多层古土壤”说明黄土不是当地岩石风化逐渐形成的，而是外来的。板书：黄土高原黄土物质的来源“风成说”承转过渡：同学们，我们从电视片和课本插图82“黄土高原景观”中可知黄土塬、黄土峁、黄土梁是黄土高原地区典型的地貌，三种不同的类型同时也显示了黄土地区被流水侵蚀的不同程度。（教师可把三种地貌给学生简要介绍）为什么会这样呢？下面我们来学习：板书：二、严重的水土流失（一）黄土高原水土流失的原因（板书）首先让学生读图84“目前黄土高原水土流失严重的原因”，进行分组讨论，然后教师在学生讨论的基础上，帮助他们进行归纳总结。1自然因素主要有地形、降雨、土壤（地面物质组成）、植被等。地形。地面坡度越陡，地表径流流速越快，对地面物质的冲刷侵蚀力就越强。坡面越长，汇集地表径流量越多，冲刷力也越强。黄土丘陵区，地面坡度大部分在15以上，有的达30，坡长一般100米200米甚至更长。每年每公顷流失25吨100吨，甚至225吨以上。降雨。产生水土流失的降雨，一般是强度较大的暴雨，降雨强度超过土壤入渗强度才会产生地表径流，造成对地表的冲刷侵蚀。黄土高原地区降水集中在7、8月份，多暴雨，因此加剧了水土流失。地面物质组成。黄土高原几乎为黄土所覆盖，黄土多为风积物，土体疏松、多孔隙，垂直节理发育，干燥时较坚硬，能保持直立陡壁，遇水侵蚀后易崩解，抗蚀力很低。植被。达到一定郁闭度的牧草植被有保护土壤不被侵蚀的作用。郁闭度越高，保持水土的能力越强。为了使学生对这个问题认识的更清，可让学生阅读图86“同等降雨量、不同植被下的水土流失”，讨论水土流失与地表植被的关系。在读图时教师要提醒学生注意以下三点：三个实验中植被状况差异；烧杯内水量多少；烧杯内沙土的情况。从而得出：植被覆盖率越高，涵养水源的能力就越强，水土流失状况相对就不会特别严重。2人为因素让学生阅读图87的对话，分组讨论认识人类活动对黄土高原水土流失的影响，教师引导学生归纳总结。这段对话表面上看起来是矛盾的。因为男孩的意思是“千沟万壑造成水土流失”，而女孩却认为“水土流失造成千沟万壑”。实际上这两个孩子的话都有道理，只是所处的时间平面不同，女孩站在历史的角度上，而男孩则是针对目前状况来讲的，同时这也说明了黄土高原已经形成了生态环境的恶性循环，这也同时说明人类在这个循环当中始终起到了“引发”和“加剧”作用。具体有哪些让学生回答，教师帮助他们总结。毁林、毁草、陡坡开荒，破坏了地面植被。开矿、修路等基本建设，不注意水土保持破坏了地面植被和稳定的地形。同时，将大量废土弃石随意向河沟倾倒，造成大量新的水土流失。承转过渡：同学们，我国是水土流失比较严重的国家，至20世纪90年代末，我国水土流失总面积达356万平方米。为什么会这样呢？请同学们阅读图88，找出水土流失严重地区的分布，并根据图上信息，分析这些地区水土流失严重的自然原因。首先，引导学生确定我国水土流失严重地区除了黄土高原外，还包括哪些地区，请学生描述。第二，让学生从地形、地势着手，看一看这类地区分布在哪些地形区内，又在第几级阶梯上。第三，让学生看等降水量线，观察水土流失严重地区其降水量分布情况。最后归纳出：水土流失严重地区一般降水量较大，降水季节差异大，地形一般为山区，地表坡度较大。课堂小结黄土高原是世界上最大的黄土堆积区，黄土物质的来源有很多假说，其中“风成说”得到广泛支持。因黄土多为风积物，遇水侵润后易崩解、抗蚀力很低，加上地形、降雨、植被等自然因素和人为因素的影响，使黄土高原成为世界上水土流失最严重的地区之一。黄土高原水土流失如此严重，会带来什么后果呢？我们下节课再学习。反馈练习1填空（1）黄土高原东起_、西至_、南连_、北抵_。跨越_、_、_、_等省区。（2）黄土高原黄土物质是由_作用形成的。2选择题（1）关于黄土高原叙述正确的是（）A黄土高原是世界上喀斯特地形分布最广泛的地区B黄土高原是世界上黄土分布最广泛的地区C黄土高原是世界上水土流失最严重的地区之一D黄土高原地形破碎，有许多山间小盆地（2）黄土高原的主要地貌有（）A黄土坡 B黄土塬 C黄土峁D黄土梁3简答题简述造成黄土高原水土流失严重的主要因素有哪些。答案：1（1）太行山 乌鞘岭 秦岭 长城 山西 陕西 宁夏 甘肃（2）风力2（1）BC （2）BCD3造成黄土高原水土流失的因素主要有自然因素：地形、降雨、土壤、植被等；人为因素：毁林开荒破坏了植被，开矿、修路等基本建设不注意水土保持。板书设计第一节 沟壑纵横的特殊地形区黄土高原一、世界最大的黄土堆积区1位置和范围：黄土高原东起太行山、西至乌鞘岭、南至秦岭、北抵长城，跨越了晋、陕、宁、甘等四省区。2黄土物质成因：“风成说”二、严重的水土流失（一）水土流失的原因1自然因素有地形、降雨、土壤（地面物质组成）、植被等。2人为因素毁林、毁草开荒破坏了植被；开矿、修路等基本建设，不注意水土保持。活动与探究结合本节所学内容，让学生了解自己家乡是否有水土流失现象，并分析其原因，提出解决方法。备课资料一、黄土的形成学说1“风成说”核心思想中国黄土是石英等粉砂物质经风力吹扬搬运而堆积在异地的粉尘，再经干旱、半干旱气候条件下的“黄土化”过程而形成的。2“水成说”核心思想黄土高原是本身固有的“坯沙岩”系统独特的物质来源，在青藏高原隆起、冰期间冰期内陆气候与季风气候的形成转换环境中，在更新世以来的几个多水期洪积冲积而成。3“风水雨相说”的核心思想中国黄土形成于温带草原环境，典型黄土是经过风、水双重选择的沉积物。黄土物质来源于有异地也有原地，石英砂电镜分析结果：颗粒形态种类多样，整体呈流线型或螺线型。二、水土流失水土流失指在山丘区和风沙区，由于水力或风力的作用，冲刷土壤，使水分和土壤流失的现象。主要原因是土地利用不当、坡面陡峻、土质疏松、地面植被不良、耕作不合理及滥伐森林等。水土流失会对山丘区农业生产及下游河道带来严重危害，必须采取水土保持措施进行防治，中国水土流失面积很广，水土流失较严重的地区有：西北黄土地区、南方红壤丘陵山区、东北黑土漫岗丘陵地区以及华北土石山区。三、黄土高原地区水环境的变迁及启示黄土高原地区是典型的水资源贫缺地区。这一水环境特征，不仅是本地区生态重建的制约因素，而且严重影响经济社会的可持续发展。在历史上，尤其是隋唐以前，这一地区的气候远较今日温暖湿润，植被相对完好，因而降水充沛，水系发达，湖沼众多，泉源广布，地上与地下水资源都相当丰富。由于生态环境从整体上来说比较优越，黄土高原地区不仅是华夏远古文明的主要起源地之一，而且周秦汉唐诸强盛王朝皆曾建都于此，其经济、社会与文化曾几度繁荣，成为全国先进地区。据史料记载，贯穿于黄土高原地区的黄河中上游干流及其各主要支流，在历史上都具有相当大的水量。这为本地区发展内河航运和农田灌溉事业提供了便利条件。黄河中上游干流河道除贵德以上河段水量较小、山陕峡谷段河道狭窄不利通航外，其他河段均曾开发过不同形式的水上运输，因而成为历史时期黄土高原地区最主要的航线。从先秦直至隋唐时期，这条航线都畅通无阻。黄河的不少一级支流如渭河、汾河、洛河、北洛河、洮河、无定河、窟野河等，一些二级支流如泾河、广通河等，以及从渭河、昆明池引水的关中大漕渠和从秦岭北麓引水的南山漕河等，在秦汉隋唐时期也曾经发挥过水上运输和农田灌溉效益。黄土高原地区还分布有众多的大小湖沼，如关中地区的弦蒲泽、焦获泽、阳华泽，汾河中游的昭余祁泽，鄂尔多斯高原南部的奢延泽等，在隋唐以前水域面积都相当辽阔，颇有鱼盐之利。另外，本地区的泉水出露也曾经十分广泛。这些湖沼和泉水，与水量充足的诸多河流相互补充，为本地区城乡居民生产与生活用水提供了保障。自唐末以来，由于气候渐趋干旱化，加之经济开发措施失宜所造成的植被覆盖条件的下降，导致黄土高原地区水土流失加剧和河流水文状况日益恶化，除黄河中上游干流及渭河、汾河等少数支流在个别历史时段尚有航运记载外，大多数河道均因水量锐减而失去航运作用；弦蒲泽等大湖沼或分裂为若干小湖泊而面目全非，或淤淀湮废而史失其名；至于曾密布于黄土高原地区各地的诸多泉源，则大半水质下降或干涸无水，已没有多少利用价值。可以说，唐朝以后黄土高原地区经济社会发展水平明显滞后于相邻发达地区，与本地区包括水环境在内的整个生态环境的不断恶化有着密切的联系。黄土高原地区河流、湖沼和泉源的变迁过程给人们的历史启示是，本地区水环境的恶化既有气候渐趋干旱化的因素，更与人类自身经济开发活动不当有关，是自然生态环境变迁与人类经济社会发展相互作用、相互影响的必然结果。只有通过节水抗旱、提高水资源利用效率与保持水土、恢复林草植被相结合的正确途径，才能彻底改善黄土高原地区水环境不断恶化的现状，实现山川秀美和经济社会繁荣发展的宏愿。摘自光明日报，吴宏歧文四、塬梁峁黄土塬：在古盆地基础上，由厚层黄土组成、面积较大的台地。黄土塬顶面平坦，侵蚀作用微弱，是良好的耕作地区。塬周被沟谷环绕，流水及边坡重力侵蚀作用强烈，源边参差不齐。源面保存好，比较完整、平坦，塬面坡度一般在8以下的称为平坦黄土塬。源面被沟谷分割、蚕食，比较破碎，塬面倾斜明显的称为倾斜黄土塬。黄土梁：我国西北黄土地区条状延伸的岭冈。有的由黄土塬经侵蚀分割而成；有的在黄土堆积前即为条状延伸的岭冈，黄土堆积后，仍具有岭冈起伏形态。顶面比较平缓，两侧为沟谷和冲沟所切割。黄土峁：我国西北黄土地区的一种黄土丘陵，呈穹状或馒头状的黄土丘陵。顶面多浑圆，斜坡较陡，可达1525。平面呈圆形或椭圆形，多连续分布。它是黄土覆盖在穹状古地形上，经流水侵蚀而成；有的是由塬或梁经长期侵蚀切割而成；被沟谷分割而成。按其相对高度分为低黄土峁（高度一般小于100米），高黄土峁（高度大于100米）。摘自http:/www. cigom. gov. cn 中国地质环境信息网五、黄土高原中国四大高原之一的黄土高原，也是世界上最大的黄土地。它地处黄河中游，包括陕西、甘肃、宁夏、山西、青海、河南等省区的大部或一部分。东西长1000多公里，南北宽700公里，面积约40万平方公里，海拔1000米2000米。黄土的厚度一般在100米以上，厚的地方超过200米，好像给高原盖上了厚厚的黄地毯。高原上不仅分布着条条沟谷，道道山梁，以及逶迤的岩岛和山脉，还有地平如镜的平原。有的沟谷两侧被流水侵蚀得好像刀砍斧削那样陡峭，站在沟谷两边的黄土崖上可以对话，但是绕过去才能握手。高原上还分布着一孔孔冬暖夏凉的窑洞。黄土高原是我们中华民族的祖先繁衍生息的地方，也是我国农业、蚕桑业重要发源地。今天在高原上到处可以看到裸露的疏松的黄土，然而，古代这里却是郁郁葱葱的森林和牛羊成群的草原。后来，就是因为滥垦草地，乱砍森林，严重破坏了植被和生态平衡，水土大量流失，才受到了大自然的惩罚。六、黄土与环境20世纪50年代以来，环境问题日益受到国际上的重视，很多科学工作正向全球环境变化的方向发展。地球科学界与生命科学界共同组织了庞大的国际合作研究。中国科学技术协会从20世纪80年代起一直致力于组织和推动中国科学家积极参与国际科学联合会组织的“国际地圈与生物圈计划”，即IGBP，又称“全球变化研究”。这项工作取得了显著成绩。1为何研究黄土高原的黄土全球变化研究中的一个重要方面是研究过去、现在和未来的气候环境变化。有人曾形象地指出，新近时期古气候环境的历史是藏在大自然用密码写就的一本本“秘笈”当中的，世界各地的科学家们正在解释和读懂三本这样的“秘笈”：一本是深海沉积，一本是南极和格陵兰的冰盖，还有一本则是中国的黄土高原。黄土高原是具有全球意义的研究对象。为什么人们如此重视黄土高原？首先，与极地和深海不同，黄土高原位于人类过去和正在居住的地球的陆地表面；另外，最近的研究还证实，它是迄今为止被发现的历时最长（约2200万年）、最完整的古气候记录的保存者。中国的土地上拥有这样的一本“秘笈”，而且已经被读懂了一部分，这令我们深感幸运。当然，还有很多更加引人入胜的故事等待我们去解译。这是一项严肃而又艰巨的任务，也是一次振奋人心的挑战。黄土高原秘密的不断发现，提示着地球科学一个新时期的到来，至少在亚洲大陆上是如此。作为大自然打造的三个近代气候环境档案库之一，黄土高原的独特之处在于，这里生活着上亿的人口。他们拥有百万年的历史；他们的生活和未来的发展需要科学；他们需要认识自己在自然界所处的位置，需要了解祖先和自身所经历的复杂的环境演化历史。黄土高原是由黄土构成的。什么是黄土？形象地说，黄土就像人们常见的、发生在我们身边的“沙尘暴”的产物。2002年3月18日北京就出现过一次特大沙尘暴。近年来，人们对北方频繁发生的沙尘暴非常注意。国家业已投入大量资金治理由于不合理利用土地而产生的沙尘暴源地和影响地，以保障我国社会经济的可持续发展。从沙尘暴的物质成分来看，它与黄土十分接近。黄土是一种风成沉积，主要由粒径为0.01 mm0.05 mm的粉砂级颗粒组成，成分包括石英（约占60%）、长石、云母等和少量重矿物，富含碳酸钙（7%30%）。黄土多大孔隙、松软且具有湿陷性。我国古代称沙尘暴类型的降尘为“雨土”，根据孙继敏和张明银的研究，自1966年到1999年，174个气象台站共记录了60次能见度在1公里以内、中等严重程度、持续2天以上的沙尘暴。最近40年来的降尘记录说明，中国黄土高原是亚洲风尘的一个沉降区，以兰州为中心，共发生过24次降尘。这与地质上黄土高原的黄土堆积以兰州为最厚是一致的。中国大陆降尘的次数和厚度都是以兰州为中心的。以近代沙尘暴作为黄土形成过程的参照来研究，黄土高原是一个巨大的天然实验室。黄土的发生和沉降记录表明，黄土高原是一个积累了至少2200万年、基本连续的实验数据的实验室，一个可供重建2200万年以来黄土高原及其周边地区环境演变历史的实验室，可提供这个地区未来发展的情景（scenario）。黄土高原这个天然实验室的内容是什么呢？是研究今天干旱化的环境及过去和未来的景象。黄土高原的风尘沉积（黄土和古土壤）可以直接指示其物质来源区的干旱化过程，风力搬运的动力学机制；沉积速率、粒度变化等气候指标还可以和其他两本“秘笈”中的章节相对应。它可以告诉我们黄土沉积的时空特征和规律，也就是它自己的“历史”，同时帮助我们解读其他两本“秘笈”。2黄土高原简介黄土高原分布于北纬34度45度之间，总面积约380842平方公里，黄河贯穿其中。在同一纬度，欧洲和北美的黄土地带构成全球的小麦和玉米带，西方人称之为“面包篮子（Bread Basket）”。黄土高原占据了全国耕地面积的1/5，养活了全国1/5以上的人口。这里水土流失严重，每年通过黄河输出的泥沙为16亿吨，是尼罗河的30倍、密西西比河的90倍。在地貌学上，黄土高原可称为一个巨地貌单元。长期的侵蚀和切割形成了黄土高原特有的地形，最常见的为峁、梁和塬。峁：多分布于黄土高原北部，为圆锥形丘陵，是一种发育在各种黄土堆积上的参丘；梁：多分布于黄土高原中部，为长条形的脊状地形，是一种叠加的古侵蚀地形；塬：多分布于黄土高原南部，为平台状地形，由多层叠覆的黄土、古土壤层构成。黄土高原是中华民族文化的发祥地之一。西安东南的蓝田县发现了110万年前的蓝田直立人（Homo erectus lantianensis）化石和石器。塬区的黄土地层最为完整和连续，因此地质工作多集中于塬区，以此为突破口来解译黄土高原这本“秘笈”并告诉人们它所经历的故事。在近代中国地质学家对黄土高原的研究中，共发生了6次较大规模的破译黄土高原密码的科学事件。3六次破译黄土高原的密码（1）红色土地层的建立第1次解译密码黄土作为一个地质单元为早期来华工作的西方地质学家所注意，始自19世纪。庞培利、李希霍芬、奥勃鲁契夫、安特生等认为中国黄土系风力搬运并沉积于草原的产物。中国地质学家于1920年起开展黄土研究。1930年，德日进和杨钟健作了黄土地层与古生物研究，这一工作是开创性的。他们将黄土高原黄土划分为上下两大部分，上部称马兰黄土、下部称红色。这是一个以“观察地质”为主要工作方法的以分类定名为主要工作内容的时代。他们第一次把中国黄土高原厚达300余米的黄土划分为马兰黄土，红色土A、B、C等四层，并按其中所含古脊椎动物化石定为现在仍延续使用的第四纪的早、中、晚期，是在前人工作基础上（未分期）的一个突破。尽管囿于当时的认识没有解决红色土的成因问题，但他们严谨的古生物和地层划分工作已经成为后人典范。（2）古土壤层的发现第2次解译密码新中国成立以后，黄土高原的建设和水土保持工作、建筑工程的基础工作和对人民群众各种疾病的防治等，对黄土研究提出了新的要求，也开始了黄土与环境研究的新阶段。20世纪50年代，土壤学家朱显谟、石元春等对黄土和黄土中古土壤层的研究表明，黄土层中所夹的红色条带，即德日进和杨钟健所称的红色土，实质上是一种褐色土型的古土壤层。在黄土高原的董志塬，洛川塬等地都可以发现多次黄土和古土壤相重叠产出的状况。对黄土和古土壤序列的认识破译了红色土的红色条带之谜，使人们对黄土有了一个全新的认识，古土壤的确认对黄土成因问题的讨论起了重要的作用。因为黄土和古土壤都是在风力作用下、气候环境的变化下所形成的，而这是一种干旱的气候环境。以黄土作为干旱化的标志的认识虽不十分明确，但对黄土作为风力搬运的沉积的时间认识则由十多万年，向前推进到了260万年。认识了巨厚的黄土高原是260万年来风力以沙尘暴的形式所形成的，而干旱的沙尘暴时期中间又有多次气候变为温暖湿润的时期。破译了红色条带为古土壤层之后，使我们对黄土、古土壤层序的认识，从单纯地质学研究范畴、从沉积与剥蚀的概念下解放出来，进一步把生物的地质作用与黄土沉积结合起来。受当时流行的4次冰期理论影响，对黄土的形成环境中分辨出干旱与湿润的存在和多次的旋回等现象，未能作出进一步的解释。虽然黄土、古土壤时间序列已经相当长，且沉积连续、代表气候变化清楚，比研究程度较高的欧洲、美洲和全球其他地区的黄土对全球变化的代表性都强，但还未能明确中国黄土的这一特点。在这一时期，王挺梅、朱海之等发现黄土在空间分布上具有颗粒粗细自西北而东南逐渐变细的特点，并把黄土高原的黄土划为砂黄土、黄土、粘黄土带，这一划分对黄土高原的水土保持工作和黄河泥沙中粗砂的来源区以及黄河泥沙的治理提供了依据。黄土地区地基的湿陷性问题研究，也从黄土地层的划分和分布、年龄的新、老关系等研究中得到有益的启发，取得了新的进展。黄土研究在20世纪60年代进行了总结。中科院刘东生与张宗祜以中国的黄土为题，在1961年国际第四纪研究联合会的第六次国际会议上发表了论文。60年代末期，对中国地方性疾病克山病的研究取得了成就。（3）古地磁研究的发现第3次破译密码20世纪70年代，随着古地磁学、同位素地球化学、年代学等新学科和技术的发展，认识黄土的手段不断进步，破译密码的能力不断加强。黄土的研究从肉眼观察形成概念阶段进入到观察与测量和实验相结合的阶段。这也是一个从实验数据形成概念的阶段。黄土与古土壤层的磁化率，随黄土与古土壤中所含磁性矿物的种类和丰度而变化。测量结果显示，黄土与古土壤的磁化率可以用来作为反映地质作用、环境变化的气候要素的替代性指标（Proxy Data）。这一进步促使我们将黄土高原沉积与深海沉积进行对比，冰芯的研究结果也与黄土高原进行了对比，是黄土高原研究从建立区域性特征到进行全球对比的起点。这一时期总结性的工作为黄土与环境一书的出版。（4）冬季风和夏季风的标志第4次破译密码认识到中国黄土与古土壤的磁化率作为古气候的代用指标以后，人们得到了大陆沉积和深海沉积这两本秘笈的对比。随之而来的问题是：黄土为什么和怎样能够记录全球性古气候变化的问题。黄土和古土壤是通过什么机制把全球气候变化记录下来的？安芷生提出黄土和古土壤分别代表古气候环境的冬季风盛行和夏季风盛行的模式对了解黄土与古土壤的形成和解译其环境秘密有着重要的理论意义。当代气象观测告诉我们，中国的沙尘暴事件受西伯利亚高压的影响，与西北方向吹来的风有关；而黄土高原的降水则主要是受来自东南方向的夏季风的影响，同海水的温度和海洋与大陆之间的距离有关。黄土高原的主要气候控制因素冬季风和夏季风如实地把全球冰期和间冰期的气候状况传送到亚洲大陆内部形成黄土高原；而黄土高原的黄土和古土壤层则忠实地把区域性的和全球性的气候信息记录于自身的密码之中。丁仲礼利用黄土和古土壤中粒径2微米、10微米（0.002毫米0.010毫米）的颗粒含量的比值作为冬季风搬运尘颗粒的风力强弱的代用指标，讨论冰期和间冰期环境的变化。他所得到的曲线，可以与深海沉积中同时期的氧同位素（d180）曲线进行对比，吻合情况较好。宝鸡的黄土剖面有160多米厚，在260万年的时间内共有32次黄土与古土壤的配对。它们代表了32次的由暖湿到冷干的变化。这一结果证明了大陆冰期和间冰期的多次性，丰富了以前认为大陆仅有四次冰期的理论。在大陆上无论是何种冰川，气候变化对其影响均表现为冰川和冰盖边缘的进退。一进一退，后者往往破坏了前者所保存的信息，所以在地球的大陆上几乎找不到冰川消长的完整物质记录，因而它的记录也很难与深海沉积所记录的冰期与间冰期的结果相比较。而反映气候变化的连续的黄土与古土壤层则弥补了冰川的这一缺陷。黄土高原这本“秘笈”不仅记录了冰期与间冰期这种万年尺度的气候变化，而且还能显示更为微细的千年尺度的气候变化。郭正堂利用甘肃西峰镇和陕西长武黄土塬区的剖面黄土与古土壤中的析出铁FeO和全铁Fe2O3代表的风化强度比值作为夏季风的代用指标。FeO和Fe2O3比值的高低说明，夏季风强盛时期，由于温度和湿度的增加，其风化程度加大，在黄土形成时期则相对的风化强度减弱。这一代用指标较常用的以磁化率作为夏季风的代用指标有其优点，也可以与深海180同位素研究的结果对比。说明其具有全球意义。从20世纪80年代以磁化率作为气候的代用指标，到90年代以颗粒比值代表冬季风强度，以风化指数代表夏季风强度，中国黄土研究逐步跨入了多种代用指标并存的时代，亦即是用更多的方法解译黄土高原秘密的时代。这一工作为后来认识上新统红粘土为风成沉积开辟了新的途径。（5）米兰柯维奇周期的启示第5次破译密码当前关于驱动第四纪冰期和间冰期古气候变化的学说以米兰柯维奇的天文周期假说较为普及。地球轨道偏心率、地轴倾角和岁差的周期性变化影响地球接受太阳辐射的总量和太阳能量在不同纬度和季节的分配。季节性的太阳光线在高纬度的变化，可以降低夏天的温度。假如夏天温度变凉，夏天的时间变短，则前一冬天所积的冰雪可以保持下来不被溶化。这样一个机制会导致冰川的增大，冰期的到来。轨道的变化在中纬度和高纬度会导致冷与暖的交替出现，Berger计算寒冷期的时间和第四纪冰川发展的冰期相吻合，所以他的结论是地球轨道的变化导致第四纪冰期的出现。现代计算指出，仅是轨道变化本身不能导致冰川的前进或后退。轨道周期引起的地球系统其他方面的变化则能够导致并增加这种变冷的情形；而这样一个相对较弱的初始的颤动可以被放大直到形成巨大的气候变化。有人研究认为，高纬度气候寒冷导致大面积森林消失，使太阳到达地球的能量被反射，导致地球变冷；冰川因而加大再反射更多的太阳能，致使冰期出现。全球冰量的增加，特别是北极地区冰量的增加会导致西伯利亚高压的增强，这一增强可能会使得亚洲内陆干旱化加剧。黄土高原的形成可能更多地与此有关，而青藏高原的隆起也促进了干旱化的形成和黄土的沉积。丁仲礼根据宝鸡黄土剖面研究了250万年来黄土与深海记录之间米兰柯维奇周期的比较，最近又详细而深入地对黄土高原中部和南部的宝鸡、灵台、蒲县、平凉、泾川五地的黄土粒度进行了大量的分析，发现黄土与古土壤序列的变化自180万年以来，和深海的旋回几乎可以一一对比，并且都是在1百万0.8百万年前以1.3万4.1万年的周期为主；1百万0.8百万年有一气候转型，此后以10万年周期为主。这一现象对黄土高原黄土古土壤序列的形成机制来说可能是十分重要的。他认为这与全球冰量的变化有关。除大陆冰盖和海冰外，根据汪品先等对海岸带冰期时海水下降100米、暴露大片边缘海，增强了内陆干旱、半干旱区的干旱化。丁氏认为华北与北半球的气候变化的耦合是从1.8百万年前开始加强。黄土高原这本“秘笈”可能和深海那本“秘笈”一样都有一个形成过程“简单”的特点，不像河流、湖泊沉积等形成过程复杂，因而对再造古气候历史比较有利。受米兰柯维奇周期理论的启发，人们对于2.6百万年来，特别是1.8百万年来气候波动的历史和形成这种波动的原因、驱动力已经有了很好的认识和发现。（6）青藏高原让风吹干了亚洲大陆？第6次破译密码郭正堂等通过对董志塬的黄土和黄土下的上新世红粘土以及甘肃秦安的中新世晚期古黄土与古土壤序列（即以前称为甘肃系的地层）的研究，认为亚洲内陆荒漠化起源于2200万年以前，由此到620万年之间为较稳定的干旱化和气候波动时期，形成了秦安的黄土。自620万年到500万年是一个干旱时期，500万年到360万年这段时间则是一个相对温暖湿润时期。360万年以后黄土高原粉尘沉积的速率表现为持续增长的趋势，到260万年这种再次增长加强，第四纪黄土大量沉积。在这一研究阶段，以黄土作为干旱象征的形成时间向前推进了，增长了近十倍。这在亚洲大陆是一个惊人的发现。国内学者对中国干旱化历史的认识有两次大的突破。一次是在20世纪20年代，把亚洲干旱的历史由13万年放大到260万年；一次是90年代到现在，把干旱的历史放大到600万800万年（上新世红粘土层重新认识为黄土），再由600万年又放大到2200万年（秦安古黄土与古土壤层的发现）。其结果是：说明亚洲内陆干旱化发展的历史与全球冰量的增加有很大的可比性，表明大约自2200万年以来北半球冰量的发展也是亚洲内陆干旱化的一个重要驱动力。新的认识。对过去上新世红粘土层，即常说的三趾马红粘土，回归为风成黄土，或风尘沉积，对过去的中新世甘肃系（部分）回归为风成的黄土或风尘堆积。这样形成了自2200万年来的一个陆地的“风尘堆积系”。大陆的“风尘堆积系”和深海中的深海沉积，构成的全方位的区域性对比，提示我们可能要重新认识新近纪（NEOCENE）或新第三纪亚洲大陆的历史。大面积古老风尘堆积的内因驱动力、干旱的发生发展和青藏高原的形成与发展的关系，可能导致以往研究的结果，如360万年的青藏高原的隆升等项研究的进一步深化，也提出新的问题：如何认识2200万年前开始的中国大陆北部的强烈的干旱化？与青藏高原的形成和隆起在时间和空间上的关系如何？这是一个今后应当考虑的问题。2200万年以来的一段时间虽然在几十亿年的地质时间表中不是很长的一段，但和人类存在的时间相比较还是相当长的，即使从600万年起来算也有好几倍。这种持续的风力和今天环境中的风力同是地质营力。风的吹飏，在地质历史时期有那些情景可以供我们对未来作一些参考。孙继敏的工作说明最大或冰盛期时（22000年左右），在风力作用下北方沙漠东西延长近千米，南北延长数百千米；而全新世适宜期则由于风力减弱，气候温湿，发育土壤，沙漠的范围缩小了很多，比今天的范围还小。那么，今天我们处于一个什么样的位置呢？我们正处于一个可能出现的两个情景的中间。这就是我们从干旱化和风力作用所认识的地质全球变化的情景。它是一种放大了的人类全球变化（从工业革命以来的含有人类活动全球变化）。人类全球变化从现在的记录来看应是一种加速了的全球变化。但我们可以控制其速度和规模以取得合理的可持续发展。第二课时教学过程导入新课黄土高原、地表破碎、水土流失严重，会给当地人民生产和生活带来什么后果呢？板书：（二）水土流失造成的严重后果讲授新课1教师提出下列问题让学生讨论回答：水土流失带走了什么？是表层土还是深层土？两种土哪个含营养物质更多？这样对农业生产造成怎样的影响？（水土流失带走的是表层土，表层土含营养物质更多，这样会使土壤肥力下降，粮食减产）让学生结合图83“黄土高原上的聚落和耕地”回答，很多农田和村庄都分布在高原面上和缓坡上，水土流失严重了，这里会出现怎样的情形？（如果水土流失继续发展，最终会导致耕地没有了，村庄也不知道该搬到哪里）让学生结合上学期所学内容，认识水带着泥沙流向何处？它给黄河带来了什么问题？（水带着泥沙流入黄河，黄河流入下游，泥沙沉积形成“地上河”。给黄河下游的人民带来安全隐患）经过一系列问题，让学生对水土流失问题的恶果有充分的认识，教师在此基础上作简要总结。水土流失带走了地表肥沃的土壤，使农作物产量下降；使沟谷增多、扩大、加深，从而导致耕地面积减少；对当地的社会、经济发展造成很大影响，还向黄河下游输送大量泥沙，给河道整治和防洪造成巨大困难。承转过渡：地形和气候条件确实是造成水土流失严重的一个主要因素，其实，这两个因素还会产生其他不利影响，下面我们一起分析，请同学们做72页活动1。首先，让学生阅读图811“延安年内各月气温和降水量统计图”，估算延安多年平均降水量，描述延安的气候特点。（延安降水量大约在600毫米左右，延安属于温带大陆性季风气候，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨）第二，让学生综合“延安年内各月气温和降水量统计图”和“延安19911997年年降水量变化图”，讨论延安降水的季节变化和年际变化，以及可能发生旱、涝灾害的季节。（延安降水的季节变化和年际变化大，旱灾多发生在春季，涝灾多发生在夏季）第三，让学生读“延安19511991年旱涝灾害发生频率统计图”，说出延安旱、涝灾害发生的频率。（旱年为59.5%，涝年为23.9%）通过活动让学生分析黄土高原会产生旱、涝灾害，接着教师提问：黄土高原那么疏松的土壤，在暴雨的作用下，会有什么后果？（会发生泥石流、滑坡、塌陷等灾害）教师通过引导使学生意识到黄土高原各自然地理要素之间的相互作用和相互影响，得出黄土高原脆弱的生态环境。板书：三、脆弱的生态环境承转过渡：之所以说黄土高原的生态环境脆弱，不仅因为这里水土流失严重、自然灾害频繁，而且因为其生态环境被破坏之后不易恢复。为使学生对这一问题认识得更深刻，让学生做72页活动2“关于黄土高原生态环境脆弱原因的讨论”，发表自己的看法，然后教师总结。帮助学生画出“黄土高原人地关系恶性循环示意图：然后让学生读71页阅读材料“石灰岩山区脆弱的生态环境”，进一步认识人类在生态环境被破坏过程中起的负面作用，并且明确人类活动加剧了这种“脆弱”。承转过渡：黄土高原生态环境脆弱，已严重制约着当地社会、经济发展，如何解决这一问题？（加强水土保持工作，进行生态建设）板书：四、生态建设首先，让学生读图815“黄土高原生态建设举例”，认识了解生活在黄土高原的人们在生态建设、改善环境中摸索出的成功经验。教师引导学生得出结论：（一）采取植树种草等生物措施与建梯田、修挡土坝等工程措施相结合，治理水土流失。1在坡脚建挡土坝、护坡等用工程措施防治水土流失。2在陡坡地实行生物工程，种草、灌木和山杏。3在缓坡建梯田、种山杏和优质牧草。（二）合理安排生产活动，如陡坡地退耕