北京小西山及周边地区地质条件对土地利用的影响

石 莹，起晓星，王 数

（1.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193； 2.广西壮族自治区国土资源规划院，南宁 530022）

北京小西山及周边地区地质条件对土地利用的影响

石 莹1，2，起晓星1，王 数1

（1.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193； 2.广西壮族自治区国土资源规划院，南宁 530022）

通过调查研究区土地利用状况及地质地貌条件得到所需基础数据，然后根据调查数据利用MAPGIS办的作出研究区地质图、地貌图及土地利用现状图，进行对比分析。认为不同地质条件下，对应不同的土地利用方式，应根据区域地质条件，规划设计合理的土地利用方式。

北京小西山；岩性及地质构造；地貌类型；土地利用

1 研究区概况

北京西山是北京西部山地的总称，属太行山脉，地处华北板块中部, 位于北东向太行山隆起东北端，东邻华北平原，北邻近东西向的燕山山脉，在第四纪时期处于间歇性抬升的新构造运动的环境中，主要特点是以大面积总体差异性升降运动为主导，中间穿插有多次强度较大的断裂运动、倾斜运动和水平运动[1]，形成了典型的阶地、夷平面、断层、褶皱等地貌，构造地貌复杂。

北京小西山是北京西山中海拔小于1000m的地区，属于北京西山的一部分，因而与北京西山的一些特征相似，其地质地貌特征和土地利用情况受到北京西山所处的大环境的控制。本文的研究区域为小西山及其周边地区，东起百望山、香山南路，南到模式口，西到军庄－大觉寺一线，北到温泉路，最高峰新望京楼海拔不到800 m，主要包括上苇甸、下苇甸、妙峰山、军庄、灰峪村、大觉寺、凤凰岭、九龙山、香山、模式口、韩家川等地。

2 研究内容和方法

根据地质地貌状况和当前土地利用方式条件下的经济、生态效益，分析和评价土地的适宜性和土地利用系统所存在的问题，阐明地质地貌与土地利用的关系，提出将来土地利用的可能途径和管理技术，并为土地的持续利用提出建议。

研究方法包括文献查阅、实地调查、对比分析。通过查阅有关文献和政府调查统计数据，以及相关底图，并通过野外调查对相关的基础资料进行修正，同时掌握研究区的岩性及地质构造、地貌类型及其分布特征，通过mapgis软件分别作出岩性图、地质构造图、地貌类型图和土地利用分区图。最后用对比分析方法分析研究区地貌条件对土地利用的影响，并根据研究结果提出合理建议。

3 研究区的地质条件

3.1 地层岩性

北京小西山及周边地区的地层主要为新生界、中生界和古生界的地层，包括寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、侏罗系和第四系，其中又以侏罗系和第四系居多。最古老的地层为新元古界的青白口系地层，距今约为800～1000万年。

研究区内的岩石以沉积岩为主，包括页岩、砂岩、粉砂岩、泥灰岩、石灰岩、白云岩等，在妙峰山、上苇甸及凤凰岭和鹫峰附近还分布有一些火山碎屑岩、花岗闪长岩和花岗岩。研究区的岩性分布如图1所示。由于北京西山地区构造运动较为剧烈，因而造成了志留系、泥盆系、三叠系、白垩系以及第三系地层的缺失。

从上苇甸沿公路向南经过下苇甸至军庄，沿途的地层岩性依次是：上苇甸出露燕山期花岗闪长岩（图2）；青白口系下马岭组（Qnx）的页岩夹粉砂岩；下苇甸青白口系长龙山组（Qnc）的黑色石英砂岩，能清楚地看到其中的交错层理（图3）；青白口系景儿峪组（Qnj）的白云质灰岩及泥质白云岩，在有的岩石中见明显的黄铁矿；从下苇甸南口往东约100m可见青白口系与寒武系呈明显的角度不整合接触关系，前者以白云岩为主，后者为石灰岩、竹叶状灰岩；军庄铁道3号隧道旁出露下侏罗统南大岭组（J1n）的安山质玄武岩（图4），其北不远处为下二叠统（P1）的砂岩、页岩，此处为灰峪背斜的南翼，往北依次是组成灰峪背斜核部的中奥陶统（O2）石灰岩，向斜核部的下二叠统（P1）的砾岩，砂岩和上石炭统（C3）砂岩和碳质页岩，凤凰岭的花岗岩（图5）。妙峰山海拔375m以上均由中侏罗统的髫髻山组（J2t）地层组成，主要岩性为安山岩和安山质火山角砾岩(图 6)，其胶结物为凝灰质，零星分布有一些中性岩脉和基性岩脉，表明了那时有频繁的构造运动和岩浆活动。髫髻山组地层以下分布有中侏罗统九龙山组（J2j）的凝灰质砂岩，该地层直接覆盖在下奥陶统（O1）的石灰岩（图7）之上，分布在妙峰山底部。

图1 北京小西山及周边地区岩性图

图2 上苇甸花岗闪长岩

图3 石英砂岩中的交错层理

图4 军庄3号隧道旁的安山质玄武岩

图5 凤凰岭花岗岩

图6 妙峰山上的安山质火山角砾岩

图7 妙峰山南麓的石灰岩

3.2 地质构造

早侏罗世及中侏罗世早中期，北京西山曾发生过大规模的断裂活动，北京凹陷区除某些地段随之下沉外，主体依然隆升。该凹陷区的沉积物分布与厚度未受断裂影响，具有山间凹陷盆地的沉积特点。约在中侏罗统九龙山组沉积之后，由于强烈构造挤压作用，西山及东部地区形成了北东向九龙山-香峪向斜和谷积山背斜以及一系列逆断层，八宝山断裂因之产生[2]。

研究区域的地质构造如图8。

3.3 地貌条件

研究区地貌类型以构造地貌、流水地貌、岩石地貌为主。构造地貌主要是一些新构造运动形成的向斜山，岩石地貌包括碳酸盐岩地貌和花岗岩地貌，流水地貌则主要是永定河带来的堆积物形成的冲洪积平原、河漫滩，以及构造运动及气候变化形成的河流阶地，此外还有一些沟谷的存在。具体分布情况如图9所示。

图8 北京小西山及其周边地区地质构造简图

图9 北京小西山及其周边地区地貌简图

妙峰山、九龙山、香山组成了本区的山地，是新构造运动中形成的向斜山，属于构造地貌。从地层年代来看，九龙山和香山山体中间是较新的侏罗系地层，四周是年代相对较老的二叠系地层，因此属于向斜山。

研究区范围内永定河沿岸有不连续的阶地分布。已有研究成果表明，根据植物孢粉组合恢复古植被类型而推测出的阶地形成时的古气候环境以及气候变化，永定河阶地形成的主导因素是气候变化[3]，新构造隆升对阶地的形成起次要控制作用。

本区山麓带处于构造下沉状态，晚更新世时期形成的洪积扇分布在山地与平原交接处，那个时期气候干旱，土层松散，暴雨来临时，山上形成很多暂时性的沟谷，洪水沿着沟谷流下来，在山前沟口处因流速减慢，洪水带来的洪积物堆积形成洪积扇。研究区洪积扇上部有坡积和洪积的特征，有一定磨圆度。各条沟谷的洪积扇连结起来形成冲洪积平原。研究区范围内广大的冲积平原是永定河在漫长的历史过程中携带来的冲积物沉积形成。

有的地带因岩性较特殊，决定了其地貌类型，根据岩性的特点划分出岩石地貌，包括岩溶地貌（碳酸盐岩地貌）和花岗岩地貌。上苇甸—灰峪村的岩溶地貌区主要有石灰岩、白云岩、白云质灰岩等可溶性岩石。空气中的二氧化碳溶于水形成碳酸并随着雨水降落到地面，对这些可溶性岩石进行溶解，形成了该地区基岩裸露，土层浅薄，山体棱角分明，突兀嶙峋（如图10）的地形地貌特征。凤凰岭、鹫峰一带有小部分花岗岩地貌分布。与上苇甸、灰峪村的石灰岩岩溶地貌不同，花岗岩中含有长石、石英等高硬度矿物，不易被雨水溶解发生化学风化，但由于花岗岩中节理特别丰富，故常形成球状风化的岩石地貌景观（如图11）。

图10 上苇甸附近岩溶地貌

图11 凤凰岭花岗岩球状风化地貌

4 研究区地质条件对土地利用的影响

4.1 土地利用状况

根据2004年北京市土地利用现状图，结合实地调查作出如图12的土地利用现状图：

研究区林地整体海拔较低，以低山区为主，占总面积的80%；缓坡比例占该地区的67%左右，整体地形比较平缓。此区域在低山区阳坡分布有以荆条、酸枣为主的灌木丛，但由于干旱以及土层较薄，导致植物生长不良，覆盖度较低，一般在30%～65%之间。在低山阴坡分布着以蚂蚱腿子和三裂绣线菊、虎榛子、山桃为主的灌木丛，由于阴坡较为湿润，土层比阳坡厚，所以植物生长比阳坡好，覆盖度一般在70% ～80%之间。在中山区阳坡，植被以辽东栎、黄栌、荆条、三裂绣线菊、白草为主，覆盖率在60%～75% ，还有部分以山杨、油松为主的人工乔木林。中山阴坡广泛分布着虎榛子、蚂蚱腿子等为主的灌木林，还有以山杨、椴树为主的混交次生林[4]。一般地貌类型为山地的地区在土地利用上是林地，但在一些有观赏价值的林地地区，又会发开出以林地为背景的斑块状旅游用地，例如饭店和旅馆等旅游设施。根据实地调查，妙峰山桃花溪自然景观优美，现已开发成设施齐备的旅游用地。本区荒草地集中在门头沟区龙泉镇以西的平原与山地交界处。果园范围较小，零星的分布在海淀区温泉乡一带、门头沟区河流阶地以及上苇甸永定河支流古河谷内。根据对冷泉村山里屯果园的调查，该区种植的果树类型主要是桃树、樱桃树和枣树。研究区范围内的建设用地主要是住宅用地、公共设施、公共建筑用地、交通用地和水利设施用地。军庄灰峪村的石灰岩岩溶地貌区有一些规模不大的水泥厂和煤矿企业，属于工矿仓储用地，由于面积太小因而在图中无法表示出来。石炭系地层含有丰富的煤炭资源，石灰岩虽然形成的土壤贫瘠不利于种植农作物，但它却是制造水泥的基本原料。只要合理利用自然资源，就能带来经济的发展。

（1）地质条件对土地利用的影响

由于研究区域范围较大，因此这里只选出一些具有代表性的地区来研究区域的岩性和地质构造对土地利用方式的影响。

（1）妙峰山地区

门头沟区妙峰山盛产玫瑰花。该地玫瑰具有花型大、颜色深、花瓣厚、香味浓、含油高的优良品质，有极高的经济价值，然而门头沟其他地方栽种的玫瑰却不能与之相提并论。为了分析岩性对于妙峰山土地利用方式的影响，沿公路根据各地层的特点挑选了5个点进行岩石采样，并在凤凰岭取了1个样进行对比分析。对6个岩石样品进行Fe2O3、CaO、MgO以及Zn、Cu等微量元素含量的分析，主要岩石成分分析结果如表1.

单独把妙峰山万亩玫瑰园土壤的成土母质（M1）和凤凰岭玫瑰园土壤的成土母质（F1）中各种矿物所占比例进行比较，可得到图13：

图12 北京小西山及其周边地区土地利用现状图

表1 妙峰山及凤凰岭岩石样品中主要化学成分含量

从岩石样品矿物含量对比图中我们可以清楚地看到妙峰山万亩玫瑰园附近的岩石样品中各种矿质元素的含量都高于凤凰岭玫瑰园附近岩石中矿质元素的含量。而且微量元素Zn、Cu的含量也显著高出。

由于妙峰山一带的地层主要为中侏罗统的髫髻山组（J2t）地层，岩性主要为安山岩、安山质火山角砾岩和火山碎屑岩。主要矿物成分为石英、正长石、斜长石和云母，化学成分为SiO2、Mg0、K2O、CaO、FeO，这些火山岩中含有丰富的矿质元素，还含有一些具有特殊价值的微量元素，如铜、锰、硼等，其对土壤的形成发育有着极大的影响，由妙峰山母质形成的轻壤质山地棕壤，土壤容重小，孔隙度大，能够保持足够的水分供给植物生长，并能形成较厚的土层厚度，为妙峰山玫瑰良好品质的形成起到了关键作用。

图13 妙峰山玫瑰园母岩及凤凰岭玫瑰园母岩中化学含量对比图

构造运动也是影响妙峰山玫瑰品质的重要因素。剧烈的构造运动使妙峰山附近形成了许多节理和断层，其有利于降水的入渗，也是形成大量岩脉的通道。由于不同地质年代形成的岩石所含矿物种类有很大差异，各地层岩石、岩脉相互交汇，形成于不同地质年代的岩石由于构造运动一起露出地表，为风化形成含有大量矿质元素及其各种能促进植物生长的微量元素的土壤奠定了基础。

（2）上苇甸及下苇甸

上苇甸及下苇甸为京白梨、红果等的重要产地，位于门头沟东部，这一带的岩石主要为豹皮状白云质灰岩、黄褐色泥板状灰岩，夹有破碎的黑色或褐红色粘土层及铁质层。

上苇甸及下苇甸附近的干河谷，实际上是以前的河漫滩，由沙、砾石等河流阶地的冲积物组成，土壤主要为普通褐土、碳酸盐褐土。其孔隙度大，透水性强。在雨季永定河内有水，有利于一些需水较多的蔬菜、果树等植物生长。从实地调查来看，在这里的一级河流阶地上种植有蔬菜；在二级阶地上有园地，主要种有枣树等。

（3）香山地区

香山地区的地层主要为下侏罗统的南大岭组（J1n）地层，岩性主要为玄武岩夹凝灰岩、砂岩、页岩，主要矿物成分为辉石、橄榄石、基性斜长石、石英等。山麓扇形地分布着第四纪上部（Q2）的砾石-粘土洪积物。较低的洪积-冲积平原上，为近代的(Q4)沉积物覆盖，这种沉积体含有较多的可溶性盐类。作为年轻的大陆沉积物，它的风化过程不深[5]。受香山地区气候因素的影响，岩石的化学风化作用较弱，而且岩石中还含有石英等一些难以风化的物质，致使这一地区地表有很多未风化完全的大块岩石，因而土层相对比较瘠薄，不利于很多经济类植物的生长。而黄栌的适应性非常强，耐旱、耐瘠薄，栽在瘠薄土壤里也能茁壮成长。入秋后叶子全变成红色，非常漂亮。著名的香山红叶，其主要树种就是黄栌。

4.3 地貌条件对土地利用的影响

地貌是构成土地综合体的重要因子，它不仅直接影响着土地类型的形成和发展，更通过其对热量和水分的地表再分配而对土地利用发生重大影响。另一方面，土地利用改变了外营力的作用方式和大小，对地貌的形成、发展和演化有一定的影响。土地的合理利用也能防止或减少滑坡、崩塌、泥石流和水土流失等地貌及与地貌有关的灾害。

4.3.1 林地

研究区范围内的山地包括九龙山、妙峰山、香山，降雨集中在每年的6、7、8月份，春季干旱。山地土层普遍较薄，含石量高。虽然是低山区，且缓坡比例高，整体地形较平缓，但是水肥状况不好，平缓的土地不成片，引渠灌溉和机械化耕作都很困难，灌溉也会带来水土流失，因此不适宜用作耕地，较为适宜的土地利用方式是林地，保持水土是林地的主要作用，且森林具有丰富的生物多样性、复杂的结构，对改善生态环境，维持生态平衡，保护人类生存发展基本环境起决定性和不可替代的作用[6]。在温泉乡的一些洪积扇顶也用作林地。

4.3.2 园地

（1） 海淀区温泉乡园地

对比图10和图12，研究区范围内的园地分布在山前洪积扇上。根据洪积物的变化规律，自扇顶至扇缘把洪积扇分为3个带，分别为扇顶相、扇中相和扇缘相。扇顶相为洪积扇的中央带，主要由砾石、卵石、岩屑等粗大物质组成，其间夹有细粒沉淀物，分选性差，透水性好，坡度大，地势高，潜水埋深大。洪积扇扇顶主要是林地。扇中相细粒物质逐渐增多，过渡到砂砾石和砂为主，夹杂粘土。由于颗粒变细，透水性差，径流受阻，潜水接近地表。扇缘相包括过渡带及边缘地带，这一带水分状况较扇顶和山地的部分要好很多，在本研究区的土地利用类型是果园，而且越靠近扇缘的地方土壤含水量越高，依次种植的是枣树、桃树，枣树是强抗旱的经济物种，适应能力强，对土壤要求不高；桃树需水多且不抗涝，必须种植在水份条件和排水条件良好的地方。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，地势也更加平缓，可以用来种植农作物，也有少量的村落分布。

（2）门头沟区园地

门头沟区也有零星的园地分布，种植的果树种类和冷泉村的果园类似，以桃树、枣树为主，还有适合在碱性土壤中生长的酸枣、花椒、荆条，此处在永定河流域范围内，暴雨期水土流失严重，荆条也是常用于保持水土的植物。影响本区植物和作物种类的关键因素仍然是水份条件。永定河一级阶地上水份条件较好，当地居民把一级阶地上的土地用作耕地，种植葱、豆角等蔬菜类作物；二级阶地的水份条件相对于一级阶地则较差，种植需水较少的果树。另外，上苇甸公路旁的干河道也被充分利用起来，由于干河道内可利用的土地面积较阶地更集中，利用也更方便，且河谷内地势低洼，可以汇集雨水，种植了面积较大的果树，以梨树和桃树为主。

4.3.3 建设用地

从图10和图12可以看出，建设用地的分布位置与冲洪积平原大致是一致的。平原地区地势平坦，土地整理的工程量小，方便人们的居住和出行，一般土壤贫瘠的平原地区都用作建设用地。门头沟区以山地为主，地面坡度起伏变化大，不利于大片的开发建设用地，而且岩溶地貌的地貌类型又决定了该区富含石灰岩、泥灰岩的特点，虽然这类岩石风化形成的土壤贫瘠，土层薄，容易发生水土流失，也不利于耕作农作物，但是石灰岩等岩石却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厂渐渐发展起来，充分利用了当地的自然资源，避免土地的浪费，另外，配套公路的修建也方便了当地人民的交通出行。研究区范围内的建设用地还包括凤凰岭风景区。凤凰岭地区花岗岩球形风化形成大量奇峰怪石，使得此处享有“京西小黄山”之美誉，是京郊小西山风景区中新兴旅游景点和旅游胜地，充分利用了花岗岩地貌的景观价值特征。

5 结论

岩性直接影响着风化成土的速度以及土壤母质的矿物组成、各种微量元素的含量等理化性状，从而影响土壤的发育程度、土层厚度等因素，及土壤中矿质元素的类型及含量，进而对植物的栽培有着极为深远的影响；而构造运动所产生的向斜、背斜、节理、断层等会改变微观地貌，形成局部小气候，影响透水性等，从而对区域土地利用有着十分重要的意义。

地貌的变化影响着土地资源的各组成要素，从而决定土地对于某一利用方式的质量好坏，地貌与土地利用类型之间有着直接或间接的密切关系。九龙山、香山均为构造山地，坡度大、水分条件差，主要是用作林地；妙峰山大部分也适宜用作林地，但由于其土壤是由含了一些特殊的矿质元素的母岩发育而来，并且较高的海拔也使得妙峰山形成了自己独特的小气候，这种气候条件恰恰有利于玫瑰的生长，因而妙峰山有一小部分土地为玫瑰园地，生产出闻名遐迩的含油量高的玫瑰；洪积扇上根据地下水的埋藏出露，从扇顶至扇缘依次为林地、果园、农田；平原区地势高低起伏小，土地平整的工作量小，便于人们的生活和生产，一般用作建设用地。

[1] 郭旭东，严富华，黄秀铭.北京西山新构造运动的分期.现代地质，1995，9(1):51～53.

[2] 王 数，东野光亮.地质学与地貌学教程.北京：中国农业大学出版社，2005：77～78.

[3] 尹金辉，计凤桔，郑荣章，郑勇刚，刘粤霞. 永定河上游晚更新世晚期以来的堆积阶地年代测定.地震地质，2000，22（2）：195～199.

[4] 樊 华,赵方莹,孙保平,丛志军. 北京市门头沟区植被恢复立地类型划分. 中国水土保持,2007,8:29～31

[5] 陈佐忠.北京香山地区褐土粘土矿物的研究.土壤学报，1979，16（4）.

[6] 邹秀萍,齐清文,姜莉莉,李 晋. 怒江流域林地景观演变过程及其驱动力研究.地理科学进展，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 莹（1986- ），女，硕士。主要研究方向：地质地貌与土地利用。E-mail：iwillbe910@yahoo.com.cn

王 数（1964- ），女，副教授，主要研究方向：地质地貌与土地利用、水文地质。E-mail：wangshu@cau.edu.cn