北京小西山及周邊地區地質條件對土地利用的影響

石 瑩，起曉星，王 數

（1.中國農業大學資源與環境學院，北京 100193； 2.廣西壯族自治區國土資源規劃院，南寧 530022）

北京小西山及周邊地區地質條件對土地利用的影響

石 瑩1，2，起曉星1，王 數1

（1.中國農業大學資源與環境學院，北京 100193； 2.廣西壯族自治區國土資源規劃院，南寧 530022）

通過調查研究區土地利用狀況及地質地貌條件得到所需基礎數據，然后根據調查數據利用MAPGIS辦的作出研究區地質圖、地貌圖及土地利用現狀圖，進行對比分析。認為不同地質條件下，對應不同的土地利用方式，應根據區域地質條件，規劃設計合理的土地利用方式。

北京小西山；巖性及地質構造；地貌類型；土地利用

1 研究區概況

北京西山是北京西部山地的總稱，屬太行山脈，地處華北板塊中部, 位于北東向太行山隆起東北端，東鄰華北平原，北鄰近東西向的燕山山脈，在第四紀時期處于間歇性抬升的新構造運動的環境中，主要特點是以大面積總體差異性升降運動為主導，中間穿插有多次強度較大的斷裂運動、傾斜運動和水平運動[1]，形成了典型的階地、夷平面、斷層、褶皺等地貌，構造地貌復雜。

北京小西山是北京西山中海拔小于1000m的地區，屬于北京西山的一部分，因而與北京西山的一些特征相似，其地質地貌特征和土地利用情況受到北京西山所處的大環境的控制。本文的研究區域為小西山及其周邊地區，東起百望山、香山南路，南到模式口，西到軍莊－大覺寺一線，北到溫泉路，最高峰新望京樓海拔不到800 m，主要包括上葦甸、下葦甸、妙峰山、軍莊、灰峪村、大覺寺、鳳凰嶺、九龍山、香山、模式口、韓家川等地。

2 研究內容和方法

根據地質地貌狀況和當前土地利用方式條件下的經濟、生態效益，分析和評價土地的適宜性和土地利用系統所存在的問題，闡明地質地貌與土地利用的關系，提出將來土地利用的可能途徑和管理技術，并為土地的持續利用提出建議。

研究方法包括文獻查閱、實地調查、對比分析。通過查閱有關文獻和政府調查統計數據，以及相關底圖，并通過野外調查對相關的基礎資料進行修正，同時掌握研究區的巖性及地質構造、地貌類型及其分布特征，通過mapgis軟件分別作出巖性圖、地質構造圖、地貌類型圖和土地利用分區圖。最后用對比分析方法分析研究區地貌條件對土地利用的影響，并根據研究結果提出合理建議。

3 研究區的地質條件

3.1 地層巖性

北京小西山及周邊地區的地層主要為新生界、中生界和古生界的地層，包括寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、侏羅系和第四系，其中又以侏羅系和第四系居多。最古老的地層為新元古界的青白口系地層，距今約為800～1000萬年。

研究區內的巖石以沉積巖為主，包括頁巖、砂巖、粉砂巖、泥灰巖、石灰巖、白云巖等，在妙峰山、上葦甸及鳳凰嶺和鷲峰附近還分布有一些火山碎屑巖、花崗閃長巖和花崗巖。研究區的巖性分布如圖1所示。由于北京西山地區構造運動較為劇烈，因而造成了志留系、泥盆系、三疊系、白堊系以及第三系地層的缺失。

從上葦甸沿公路向南經過下葦甸至軍莊，沿途的地層巖性依次是：上葦甸出露燕山期花崗閃長巖（圖2）；青白口系下馬嶺組（Qnx）的頁巖夾粉砂巖；下葦甸青白口系長龍山組（Qnc）的黑色石英砂巖，能清楚地看到其中的交錯層理（圖3）；青白口系景兒峪組（Qnj）的白云質灰巖及泥質白云巖，在有的巖石中見明顯的黃鐵礦；從下葦甸南口往東約100m可見青白口系與寒武系呈明顯的角度不整合接觸關系，前者以白云巖為主，后者為石灰巖、竹葉狀灰巖；軍莊鐵道3號隧道旁出露下侏羅統南大嶺組（J1n）的安山質玄武巖（圖4），其北不遠處為下二疊統（P1）的砂巖、頁巖，此處為灰峪背斜的南翼，往北依次是組成灰峪背斜核部的中奧陶統（O2）石灰巖，向斜核部的下二疊統（P1）的礫巖，砂巖和上石炭統（C3）砂巖和碳質頁巖，鳳凰嶺的花崗巖（圖5）。妙峰山海拔375m以上均由中侏羅統的髫髻山組（J2t）地層組成，主要巖性為安山巖和安山質火山角礫巖(圖 6)，其膠結物為凝灰質，零星分布有一些中性巖脈和基性巖脈，表明了那時有頻繁的構造運動和巖漿活動。髫髻山組地層以下分布有中侏羅統九龍山組（J2j）的凝灰質砂巖，該地層直接覆蓋在下奧陶統（O1）的石灰巖（圖7）之上，分布在妙峰山底部。

圖1 北京小西山及周邊地區巖性圖

圖2 上葦甸花崗閃長巖

圖3 石英砂巖中的交錯層理

圖4 軍莊3號隧道旁的安山質玄武巖

圖5 鳳凰嶺花崗巖

圖6 妙峰山上的安山質火山角礫巖

圖7 妙峰山南麓的石灰巖

3.2 地質構造

早侏羅世及中侏羅世早中期，北京西山曾發生過大規模的斷裂活動，北京凹陷區除某些地段隨之下沉外，主體依然隆升。該凹陷區的沉積物分布與厚度未受斷裂影響，具有山間凹陷盆地的沉積特點。約在中侏羅統九龍山組沉積之后，由于強烈構造擠壓作用，西山及東部地區形成了北東向九龍山-香峪向斜和谷積山背斜以及一系列逆斷層，八寶山斷裂因之產生[2]。

研究區域的地質構造如圖8。

3.3 地貌條件

研究區地貌類型以構造地貌、流水地貌、巖石地貌為主。構造地貌主要是一些新構造運動形成的向斜山，巖石地貌包括碳酸鹽巖地貌和花崗巖地貌，流水地貌則主要是永定河帶來的堆積物形成的沖洪積平原、河漫灘，以及構造運動及氣候變化形成的河流階地，此外還有一些溝谷的存在。具體分布情況如圖9所示。

圖8 北京小西山及其周邊地區地質構造簡圖

圖9 北京小西山及其周邊地區地貌簡圖

妙峰山、九龍山、香山組成了本區的山地，是新構造運動中形成的向斜山，屬于構造地貌。從地層年代來看，九龍山和香山山體中間是較新的侏羅系地層，四周是年代相對較老的二疊系地層，因此屬于向斜山。

研究區范圍內永定河沿岸有不連續的階地分布。已有研究成果表明，根據植物孢粉組合恢復古植被類型而推測出的階地形成時的古氣候環境以及氣候變化，永定河階地形成的主導因素是氣候變化[3]，新構造隆升對階地的形成起次要控制作用。

本區山麓帶處于構造下沉狀態，晚更新世時期形成的洪積扇分布在山地與平原交接處，那個時期氣候干旱，土層松散，暴雨來臨時，山上形成很多暫時性的溝谷，洪水沿著溝谷流下來，在山前溝口處因流速減慢，洪水帶來的洪積物堆積形成洪積扇。研究區洪積扇上部有坡積和洪積的特征，有一定磨圓度。各條溝谷的洪積扇連結起來形成沖洪積平原。研究區范圍內廣大的沖積平原是永定河在漫長的歷史過程中攜帶來的沖積物沉積形成。

有的地帶因巖性較特殊，決定了其地貌類型，根據巖性的特點劃分出巖石地貌，包括巖溶地貌（碳酸鹽巖地貌）和花崗巖地貌。上葦甸—灰峪村的巖溶地貌區主要有石灰巖、白云巖、白云質灰巖等可溶性巖石?？諝庵械亩趸既苡谒纬商妓岵㈦S著雨水降落到地面，對這些可溶性巖石進行溶解，形成了該地區基巖裸露，土層淺薄，山體棱角分明，突兀嶙峋（如圖10）的地形地貌特征。鳳凰嶺、鷲峰一帶有小部分花崗巖地貌分布。與上葦甸、灰峪村的石灰巖巖溶地貌不同，花崗巖中含有長石、石英等高硬度礦物，不易被雨水溶解發生化學風化，但由于花崗巖中節理特別豐富，故常形成球狀風化的巖石地貌景觀（如圖11）。

圖10 上葦甸附近巖溶地貌

圖11 鳳凰嶺花崗巖球狀風化地貌

4 研究區地質條件對土地利用的影響

4.1 土地利用狀況

根據2004年北京市土地利用現狀圖，結合實地調查作出如圖12的土地利用現狀圖：

研究區林地整體海拔較低，以低山區為主，占總面積的80%；緩坡比例占該地區的67%左右，整體地形比較平緩。此區域在低山區陽坡分布有以荊條、酸棗為主的灌木叢，但由于干旱以及土層較薄，導致植物生長不良，覆蓋度較低，一般在30%～65%之間。在低山陰坡分布著以螞蚱腿子和三裂繡線菊、虎榛子、山桃為主的灌木叢，由于陰坡較為濕潤，土層比陽坡厚，所以植物生長比陽坡好，覆蓋度一般在70% ～80%之間。在中山區陽坡，植被以遼東櫟、黃櫨、荊條、三裂繡線菊、白草為主，覆蓋率在60%～75% ，還有部分以山楊、油松為主的人工喬木林。中山陰坡廣泛分布著虎榛子、螞蚱腿子等為主的灌木林，還有以山楊、椴樹為主的混交次生林[4]。一般地貌類型為山地的地區在土地利用上是林地，但在一些有觀賞價值的林地地區，又會發開出以林地為背景的斑塊狀旅游用地，例如飯店和旅館等旅游設施。根據實地調查，妙峰山桃花溪自然景觀優美，現已開發成設施齊備的旅游用地。本區荒草地集中在門頭溝區龍泉鎮以西的平原與山地交界處。果園范圍較小，零星的分布在海淀區溫泉鄉一帶、門頭溝區河流階地以及上葦甸永定河支流古河谷內。根據對冷泉村山里屯果園的調查，該區種植的果樹類型主要是桃樹、櫻桃樹和棗樹。研究區范圍內的建設用地主要是住宅用地、公共設施、公共建筑用地、交通用地和水利設施用地。軍莊灰峪村的石灰巖巖溶地貌區有一些規模不大的水泥廠和煤礦企業，屬于工礦倉儲用地，由于面積太小因而在圖中無法表示出來。石炭系地層含有豐富的煤炭資源，石灰巖雖然形成的土壤貧瘠不利于種植農作物，但它卻是制造水泥的基本原料。只要合理利用自然資源，就能帶來經濟的發展。

（1）地質條件對土地利用的影響

由于研究區域范圍較大，因此這里只選出一些具有代表性的地區來研究區域的巖性和地質構造對土地利用方式的影響。

（1）妙峰山地區

門頭溝區妙峰山盛產玫瑰花。該地玫瑰具有花型大、顏色深、花瓣厚、香味濃、含油高的優良品質，有極高的經濟價值，然而門頭溝其他地方栽種的玫瑰卻不能與之相提并論。為了分析巖性對于妙峰山土地利用方式的影響，沿公路根據各地層的特點挑選了5個點進行巖石采樣，并在鳳凰嶺取了1個樣進行對比分析。對6個巖石樣品進行Fe2O3、CaO、MgO以及Zn、Cu等微量元素含量的分析，主要巖石成分分析結果如表1.

單獨把妙峰山萬畝玫瑰園土壤的成土母質（M1）和鳳凰嶺玫瑰園土壤的成土母質（F1）中各種礦物所占比例進行比較，可得到圖13：

圖12 北京小西山及其周邊地區土地利用現狀圖

表1 妙峰山及鳳凰嶺巖石樣品中主要化學成分含量

從巖石樣品礦物含量對比圖中我們可以清楚地看到妙峰山萬畝玫瑰園附近的巖石樣品中各種礦質元素的含量都高于鳳凰嶺玫瑰園附近巖石中礦質元素的含量。而且微量元素Zn、Cu的含量也顯著高出。

由于妙峰山一帶的地層主要為中侏羅統的髫髻山組（J2t）地層，巖性主要為安山巖、安山質火山角礫巖和火山碎屑巖。主要礦物成分為石英、正長石、斜長石和云母，化學成分為SiO2、Mg0、K2O、CaO、FeO，這些火山巖中含有豐富的礦質元素，還含有一些具有特殊價值的微量元素，如銅、錳、硼等，其對土壤的形成發育有著極大的影響，由妙峰山母質形成的輕壤質山地棕壤，土壤容重小，孔隙度大，能夠保持足夠的水分供給植物生長，并能形成較厚的土層厚度，為妙峰山玫瑰良好品質的形成起到了關鍵作用。

圖13 妙峰山玫瑰園母巖及鳳凰嶺玫瑰園母巖中化學含量對比圖

構造運動也是影響妙峰山玫瑰品質的重要因素。劇烈的構造運動使妙峰山附近形成了許多節理和斷層，其有利于降水的入滲，也是形成大量巖脈的通道。由于不同地質年代形成的巖石所含礦物種類有很大差異，各地層巖石、巖脈相互交匯，形成于不同地質年代的巖石由于構造運動一起露出地表，為風化形成含有大量礦質元素及其各種能促進植物生長的微量元素的土壤奠定了基礎。

（2）上葦甸及下葦甸

上葦甸及下葦甸為京白梨、紅果等的重要產地，位于門頭溝東部，這一帶的巖石主要為豹皮狀白云質灰巖、黃褐色泥板狀灰巖，夾有破碎的黑色或褐紅色粘土層及鐵質層。

上葦甸及下葦甸附近的干河谷，實際上是以前的河漫灘，由沙、礫石等河流階地的沖積物組成，土壤主要為普通褐土、碳酸鹽褐土。其孔隙度大，透水性強。在雨季永定河內有水，有利于一些需水較多的蔬菜、果樹等植物生長。從實地調查來看，在這里的一級河流階地上種植有蔬菜；在二級階地上有園地，主要種有棗樹等。

（3）香山地區

香山地區的地層主要為下侏羅統的南大嶺組（J1n）地層，巖性主要為玄武巖夾凝灰巖、砂巖、頁巖，主要礦物成分為輝石、橄欖石、基性斜長石、石英等。山麓扇形地分布著第四紀上部（Q2）的礫石-粘土洪積物。較低的洪積-沖積平原上，為近代的(Q4)沉積物覆蓋，這種沉積體含有較多的可溶性鹽類。作為年輕的大陸沉積物，它的風化過程不深[5]。受香山地區氣候因素的影響，巖石的化學風化作用較弱，而且巖石中還含有石英等一些難以風化的物質，致使這一地區地表有很多未風化完全的大塊巖石，因而土層相對比較瘠薄，不利于很多經濟類植物的生長。而黃櫨的適應性非常強，耐旱、耐瘠薄，栽在瘠薄土壤里也能茁壯成長。入秋后葉子全變成紅色，非常漂亮。著名的香山紅葉，其主要樹種就是黃櫨。

4.3 地貌條件對土地利用的影響

地貌是構成土地綜合體的重要因子，它不僅直接影響著土地類型的形成和發展，更通過其對熱量和水分的地表再分配而對土地利用發生重大影響。另一方面，土地利用改變了外營力的作用方式和大小，對地貌的形成、發展和演化有一定的影響。土地的合理利用也能防止或減少滑坡、崩塌、泥石流和水土流失等地貌及與地貌有關的災害。

4.3.1 林地

研究區范圍內的山地包括九龍山、妙峰山、香山，降雨集中在每年的6、7、8月份，春季干旱。山地土層普遍較薄，含石量高。雖然是低山區，且緩坡比例高，整體地形較平緩，但是水肥狀況不好，平緩的土地不成片，引渠灌溉和機械化耕作都很困難，灌溉也會帶來水土流失，因此不適宜用作耕地，較為適宜的土地利用方式是林地，保持水土是林地的主要作用，且森林具有豐富的生物多樣性、復雜的結構，對改善生態環境，維持生態平衡，保護人類生存發展基本環境起決定性和不可替代的作用[6]。在溫泉鄉的一些洪積扇頂也用作林地。

4.3.2 園地

（1） 海淀區溫泉鄉園地

對比圖10和圖12，研究區范圍內的園地分布在山前洪積扇上。根據洪積物的變化規律，自扇頂至扇緣把洪積扇分為3個帶，分別為扇頂相、扇中相和扇緣相。扇頂相為洪積扇的中央帶，主要由礫石、卵石、巖屑等粗大物質組成，其間夾有細粒沉淀物，分選性差，透水性好，坡度大，地勢高，潛水埋深大。洪積扇扇頂主要是林地。扇中相細粒物質逐漸增多，過渡到砂礫石和砂為主，夾雜粘土。由于顆粒變細，透水性差，徑流受阻，潛水接近地表。扇緣相包括過渡帶及邊緣地帶，這一帶水分狀況較扇頂和山地的部分要好很多，在本研究區的土地利用類型是果園，而且越靠近扇緣的地方土壤含水量越高，依次種植的是棗樹、桃樹，棗樹是強抗旱的經濟物種，適應能力強，對土壤要求不高；桃樹需水多且不抗澇，必須種植在水份條件和排水條件良好的地方。有的地方地下水以泉的形式溢出地表或者形成池塘。由于水分充足，地勢也更加平緩，可以用來種植農作物，也有少量的村落分布。

（2）門頭溝區園地

門頭溝區也有零星的園地分布，種植的果樹種類和冷泉村的果園類似，以桃樹、棗樹為主，還有適合在堿性土壤中生長的酸棗、花椒、荊條，此處在永定河流域范圍內，暴雨期水土流失嚴重，荊條也是常用于保持水土的植物。影響本區植物和作物種類的關鍵因素仍然是水份條件。永定河一級階地上水份條件較好，當地居民把一級階地上的土地用作耕地，種植蔥、豆角等蔬菜類作物；二級階地的水份條件相對于一級階地則較差，種植需水較少的果樹。另外，上葦甸公路旁的干河道也被充分利用起來，由于干河道內可利用的土地面積較階地更集中，利用也更方便，且河谷內地勢低洼，可以匯集雨水，種植了面積較大的果樹，以梨樹和桃樹為主。

4.3.3 建設用地

從圖10和圖12可以看出，建設用地的分布位置與沖洪積平原大致是一致的。平原地區地勢平坦，土地整理的工程量小，方便人們的居住和出行，一般土壤貧瘠的平原地區都用作建設用地。門頭溝區以山地為主，地面坡度起伏變化大，不利于大片的開發建設用地，而且巖溶地貌的地貌類型又決定了該區富含石灰巖、泥灰巖的特點，雖然這類巖石風化形成的土壤貧瘠，土層薄，容易發生水土流失，也不利于耕作農作物，但是石灰巖等巖石卻是制造水泥的最基本、最重要的原料，近年灰峪村附近的水泥廠漸漸發展起來，充分利用了當地的自然資源，避免土地的浪費，另外，配套公路的修建也方便了當地人民的交通出行。研究區范圍內的建設用地還包括鳳凰嶺風景區。鳳凰嶺地區花崗巖球形風化形成大量奇峰怪石，使得此處享有“京西小黃山”之美譽，是京郊小西山風景區中新興旅游景點和旅游勝地，充分利用了花崗巖地貌的景觀價值特征。

5 結論

巖性直接影響著風化成土的速度以及土壤母質的礦物組成、各種微量元素的含量等理化性狀，從而影響土壤的發育程度、土層厚度等因素，及土壤中礦質元素的類型及含量，進而對植物的栽培有著極為深遠的影響；而構造運動所產生的向斜、背斜、節理、斷層等會改變微觀地貌，形成局部小氣候，影響透水性等，從而對區域土地利用有著十分重要的意義。

地貌的變化影響著土地資源的各組成要素，從而決定土地對于某一利用方式的質量好壞，地貌與土地利用類型之間有著直接或間接的密切關系。九龍山、香山均為構造山地，坡度大、水分條件差，主要是用作林地；妙峰山大部分也適宜用作林地，但由于其土壤是由含了一些特殊的礦質元素的母巖發育而來，并且較高的海拔也使得妙峰山形成了自己獨特的小氣候，這種氣候條件恰恰有利于玫瑰的生長，因而妙峰山有一小部分土地為玫瑰園地，生產出聞名遐邇的含油量高的玫瑰；洪積扇上根據地下水的埋藏出露，從扇頂至扇緣依次為林地、果園、農田；平原區地勢高低起伏小，土地平整的工作量小，便于人們的生活和生產，一般用作建設用地。

[1] 郭旭東，嚴富華，黃秀銘.北京西山新構造運動的分期.現代地質，1995，9(1):51～53.

[2] 王 數，東野光亮.地質學與地貌學教程.北京：中國農業大學出版社，2005：77～78.

[3] 尹金輝，計鳳桔，鄭榮章，鄭勇剛，劉粵霞. 永定河上游晚更新世晚期以來的堆積階地年代測定.地震地質，2000，22（2）：195～199.

[4] 樊 華,趙方瑩,孫保平,叢志軍. 北京市門頭溝區植被恢復立地類型劃分. 中國水土保持,2007,8:29～31

[5] 陳佐忠.北京香山地區褐土粘土礦物的研究.土壤學報，1979，16（4）.

[6] 鄒秀萍,齊清文,姜莉莉,李 晉. 怒江流域林地景觀演變過程及其驅動力研究.地理科學進展，2006，25（5）：41～45.

Geological and Geomorphological Conditions in Small Western Hills of Beijing and the Surrounding Areas and their In fl uence on Land Use

SHI Ying1,2, QI Xiaoxing1, WANG Shu1

（1．College of Resources and Environment, China Agricultural University, Beijing 100193; 2．Planning Institute of National Land Resources，Guangxi Zhuang Autonomous Region，Nanning 530022）

The purpose of this paper is to find the relationship between land use and geological and geomorphological conditions. Methods of investigation, graphing and comparison are used. The result shows that there are different landuse in different kinds of geological condition, and it concludes that landuse planning is established on the basis of geological conditions.

Small Western Hills of Beijing; Lithology and geological structure; Landform; Land use

P6

A

1007-1903（2013）03-0014-08

石 瑩（1986- ），女，碩士。主要研究方向：地質地貌與土地利用。E-mail：iwillbe910@yahoo.com.cn

王 數（1964- ），女，副教授，主要研究方向：地質地貌與土地利用、水文地質。E-mail：wangshu@cau.edu.cn