山丹县图书馆 内容
第一章 地理位置
山丹县，位于甘肃省西北部河西走廊中段，地处东经100°41′—101°42′，北纬37°50′—39°03′之间，东靠永昌县，西邻民乐县，西北与张掖市接壤，东南与肃南裕固族自治县相连，南以祁连山冷龙岭与青海省为界，北过龙首山与内蒙古阿拉善右旗相望。
境内祁连山、龙首山遥相对峙，焉支山虎踞东南，素有“走廊蜂腰”、“甘凉咽喉”之称，是古代“丝绸之路”通往西域的必经之地。今有兰新铁路和甘新公路横贯全境，交通便利。
县城位于山丹河（古弱水）北岸。在东经100°05′，北纬38°46′处。东南距永昌县城101公里，西南距民乐县城75公里，西北距张掖市驻地65公里，东北距内蒙古阿拉善右旗驻地上井子100公里，东南距省城兰州市446公里，东北距首都北京经陕西、河南道铁路线2342公里。
第二章 地质地貌
第一节 地质
山丹县横跨我国两大一级构造单元，即北部的中朝准地台与南部的昆仑祁连褶皱系，次级构造单元又可分为阿拉山台隆和走廊过渡带、祁连褶皱带。境内南部为祁连山褶皱带，北部为阿拉善地块边缘隆起部分，属前寒武纪。地质构造由祁连山褶皱带、走廊凹陷带、阿拉善地块构成，是阿拉善地块的一部分。
一、地质发展史
元古代时期（距今约19—5.7亿年），祁连山为褶皱带，山丹地区属北祁连地槽。古生代（距今5.7—2.85亿年）时期，山丹地区是一片海洋。
祁连山褶皱带发育进程复杂，元古代即有巨厚的沉积岩与岩浆岩，经吕梁运动（距今约18亿年），全部变质成坚硬的基底。早古生代（距今约5.7—4.4亿年）发生加里东海浸，形成地槽沉积。志留纪（距今4.4—4亿年）末期，发生了强烈的祁连运动，使古生代沉积层形成褶皱隆起，祁连山初步形成。随着古祁连的隆起，山丹南部地区也相对抬升为陆地，形成南山地槽。地槽之南是高出海面的柴达木古陆。泥盆纪（距今约4亿年）海西运动使晚古生代沉积褶皱隆起为高山，加之火山运动，形成祁连山区新的基底。中石炭纪，被海水淹没，古祁连山成孤岛状。海水南北往复，时进时退，形成较稳定的海陆交互相含煤建造，其范围扩展到龙首山区。二叠纪（距今2.8亿年）海水退出，始成为陆地。阿尔卑斯运动（距今约1亿年）时，经过多次断块隆起，并不断上升，始成为今日所见之高山。南山大断层即为此一时期形成。同时在沉降区堆积了巨厚的陆盆沉积，走廊地区在三叠纪以后，陆相地层厚达7000米以上。
震旦纪前，龙首山一带为凹陷带，沉积了巨厚的元古代地层。在吕梁运动的作用下，开始隆起。震旦纪末，受贝加尔运动的影响，北部地区地壳褶皱上升，隆起为陆，海水退却，并遭受强烈的区域变质作用，龙首山初具规模。自寒武纪（距今5.7亿年）以来，一直是暴露在海面以上的高地，至中石炭纪（距今约3.5—2.7亿年），又被海水淹没。石炭纪末期的地壳运动使海水全部退出。三叠纪（距今约2.25—1.9亿年），晚期经过印支运动，结束了海浸历史，境内隆起形成陆地。奥陶纪早期，焉支山也开始隆起，接受浅海沉积，并有火山喷发。
祁连、焉支和龙首诸山的上升不止一次，与之相邻的走廊地区不断下沉，堆积了巨厚的陆盆沉积。侏罗纪（距今1.95—1.35亿年）境内形成一些零星的山间盆地，有煤的堆积。白垩纪（距今1.35—0.7亿年）普遍遭受剥蚀，形成一些内陆盆地和山间盆地，沉积了河湖相碎屑建造，发育有淡水湖泊，孕育有软体动物。新生代第三纪（距今约0.67亿年），内陆湖沼河流分布广泛，第三纪末期之喜马拉雅运动（距今约0.25亿年）以来，平原造成之后，地动再起，破坏猛烈，祁连山及龙首山之北面地层断裂之迹颇为明显，其断线东西延长数百里。尔后又再下沉，接受晚第三纪沉积。晚第三纪末的地壳运动结束了第三纪沉积，并使龙首等山持续上升，和祁连山遥相对峙，走廊形势至是形成。
新生代第四纪（距今约0.02—0.03亿年），经过喜马拉雅运动，地壳处在不断地上升之中，高山地区，发生了多次的冰川作用，侵蚀冲刷而形成许多小型山间盆地，且沉积物随地貌、气候而异：走廊以戈壁平原、山前洪积扇为主，有洪积、冰碛物和河湖堆积；祁连山区以山间冰碛洪积物为主，龙首山区以低山丘陵、沼泽和戈壁平原分别有洪积物、风积物和湖沼沉积物的形成。
距今约1万年前，第四纪冰川大量消融，祁连山负载减轻而更趋上升，山地扩大，盆地缩小。
至于山麓戈壁和盆地绿洲，是地形基本定型后才发育成的。祁连山终年积雪，夏日消融，雪水冲挟泥石，依比重次第沉积，形成戈壁带和绿洲带。
二、地层
山丹地区元古代和古生代，有长城系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系等，经地质勘探，主要为石炭系、二迭系、侏罗系、其次还有南山系、白垩系、第三系、第四系等。
1、南山系南面的祁连山，北面的龙首山，东面的大黄山均为南山系地层组成。在峡子山一带出露者，岩性为灰色板岩及略受变质的灰色、灰绿色砂岩，千枚岩及石英岩等，厚度不详。
2、石炭系
在祁连山北麓广泛发育，并有二迭纪地层相伴。石炭纪是山丹主要含煤地层，分布在峡子山北侧，瞭高山南侧及大黄山边缘一带。出露范围较广，分上、中、下三个统，地层厚度变化也较大，而且出现缺失现象，均含煤层。
上石炭统太原群，从岩性和岩相特征可分三组：
上岩性组在平坡和东水泉一带，最大厚度119.2米，最小厚度4米，平均厚度为57米。岩性为灰紫、紫色等杂色泥岩、粉砂岩、细砂岩、砂岩等。
在新河——东水泉一线，由东向西厚度增大，主要含煤于底部，在羊虎沟矿区地层厚4米，平坡矿区厚52米。
中岩性组 在东水泉、花草滩一带，最大厚度65.96米，最小为41.09米，平均51米，岩性为灰—灰黑色泥岩、煤层组成，间夹粉砂岩、底部为砂岩。
下岩性组 在东水泉、羊虎沟一带，最大厚度62.25米，最小为11.8米，平均厚度为36米，为灰黑色泥岩、砂质泥岩、煤线组成。
中石炭统羊虎沟群分布于羊虎沟、绣花庙一带，较发育，厚度大于63米。由灰色中粒石英砂岩、板岩，含砾石石英砂岩等组成，夹薄层灰岩。
下石炭统臭牛沟群在南洼顶一带，厚度大于145米，由灰岩、白云岩、石英砂岩、细砂岩和灰质板岩等组成，夹赤铁矿扁豆体。
3、二迭系和三迭系 二迭纪俄博系，分布颇广，沿祁连山皆能见之，平行于臭牛沟、羊虎沟系以上，与祁连山系接触，岩石为黑灰色石灰岩、灰白色砂岩及黑色页岩，夹有煤层等。
下二迭纪大黄山系 分布在花草滩、东水泉、新河、平坡、大黄山、瞭高山、峡子山一带，与石炭系相伴生，为陆相碎屑岩沉积，也是重要的含煤地层。岩性为黄绿色砂质页岩及砂岩为主，砂岩中云母含量丰富，地层厚度18—119米，一般20—30米，整合或假整合于上石炭统之上。
三迭纪西大沟系 瞭高山南侧一带出露，与二迭系相伴存，岩性以紫色块状砾状砂岩为主，夹极少量紫色页岩。砾石呈半圆形，或呈棱角状，胶结较疏松，不显层理。厚38.7米。
4、侏罗系 分布于新河、平坡、大黄山西侧和瞭高山南侧一带及龙首山断陷盆地，分上、中、下三个统，均含有煤层，山丹主要是中侏罗统，为次要含煤层。岩性下部为灰白色或灰绿色砂岩及灰黑色炭质页岩，夹少量煤层。厚33.9米。
中部为灰白 色砾岩或灰绿色砂岩，黑色页岩夹煤层，厚106米，上部为灰
绿色砾岩，厚1000米。
5、白垩系在吴宁寨西侧及新开坝、瞭高山东侧一带均有出露，大黄山西侧、新河等处亦广泛分布。吴宁寨剖面岩性，下部为紫色页岩或泥岩及薄层砂岩。厚376.93米，上部为灰黑色纸片状页岩夹薄层细砂岩。其中发现昆虫化石及植物化石。岩层厚195.5米。
6、第三系分布在瞭高山、石沟河两岸、丰城堡、马莲井等地。岩性以粗碎屑岩为主，由紫红色、暗紫红色砾岩、砂砾岩等组成。
7、第四系一般可分为三期，普遍构成阶地，其中以第二期最发达，在上、下西山台子一带分布，高出河床20—30米。岩性为灰色砾石层夹棕红色泥质砂土条带，或为灰白、灰黄色砂土层，构成同期阶地，厚度10—15米。
三、侵入岩
境内出露的侵入岩种类较多，有超基性岩、中性岩、酸性岩等。主要侵入时期是加里东期，海西期也有活动，但以脉岩及小型侵入体为主。
1、加里东中期超基性岩分布于龙首山区，规模小为600×100米，岩体为绿黑色，块状，中粒结构，中心部位为橄榄辉石岩，边缘为橄榄岩。
2、加里东中期石英闪长岩分布于大黄山西部等地，呈岩基、岩株产出，岩体中部出现闪长岩。
3、加里东晚期斑状花岗岩 广泛分布于龙首山、大黄山、瞭高山等处。岩石红色，似斑状结构，花岗结构、块状构造。
4、海西期花岗岩分布于龙首山区，在黑山头磁铁矿区内，出露少量的中粒花岗岩脉，也见一些海西晚期的钾长花岗岩脉穿插；三岔口赤铁褐铁矿点也有海西晚期花岗岩，成脉状或小岩枝出露于西部和南部。
四、地质构造
山丹地处祁吕贺山字形构造体系的西翼，有祁吕弧形挤压带，S型旋扭体系，河西系与阿拉善弧形构造带，它们彼此交接、包容、归并，构成错综复杂的构造形态。
1、褶皱
①山丹火车站——马莲井向斜 为龙首山南缘的一个不太明显的隐伏向斜构造。东西长约75公里，平均宽11.5公里，面积约863平方公里。
②北窑（野猫山）——新河、峡口背斜与山丹火车站——马莲井向斜走向近一致，为北42。西，在山丹县城南至新河峡口一线，长约50公里。南盘下降落差达400米，西至北窑附近抬起，故该背斜为两端翘起的隐伏背斜构造。
③平坡—羊虎沟向斜北与北窑（野猫山）—新河峡口背斜，南与峡子山——大黄山背斜紧密相邻。轴向北450西，轴部位于平坡、郭家泉、甘泉、绣花庙一线，轴线长50公里，为两端翘起、中间隐伏的向斜构造。
④峡子山——大黄山背斜 为山丹槽地南缘隆起带，轴向北45°西，延长约25公里，两端出露寒武系，中间隐伏。
2、断层
境内断层发育，在基岩裸露区表现比较清楚。
①走向断层 密集于龙首山区和祁连山区。在龙首山区，由于受祁吕弧形挤压带的控制，走向断层较发育，以310°方向，间距为200—400米密集分布，断层倾角70°—80°，沿断层具有破碎带，断层线呈微波状起伏，上升泉间断分布，故属压性冲断层。
祁连山区，断层呈束状，近平行排列，因受祁吕弧形挤压带的控制，在小范围内密集排列着走向310°的正或逆断层，延伸长度达数百公里，如大黄山—永昌北山隆褶皱带及大马营——永昌坳陷带。这一带构造体系属祁吕山字型弧形褶皱带西翼中段次级构造。有几条较大断层，走向逆断层。沿大黄山南麓分布，共长99公里，其中一条长45公里以上。窑坡及红山窑煤系南延被切，断距大于600米，在周家窑见断裂面，断层走向近东西向，倾向北，倾角75°。另有大马营隐伏断层，走向280°，断层向西延伸到民乐的永固，长30公里。
平川区，由于受S型旋扭构造体系的影响，在各部位断层方向是：绣花庙北断层呈340。，大黄山断层呈290°，倾角80°，均属压性冲断层。另外还有新河—柴火沟南压性断层，方向北45°—70°西，倾斜东北，倾角28°—38°，断距长30公里。上盘抬起变浅，东部断距较大。平坡—峡口断层，长达36公里，东段插入北窑一峡口背斜之内。
②平推断层 在走廊过渡带内较发育，受河西系构造体系的严格控制。如东水泉平推断层，走向3400等。
③其它断裂 一是张扭性断裂。境内显示清楚的如红寺湖的双窝铺张扭性断裂，方向北15°西，东倾，为顺时针扭动，使地层错动100米至1000米，发生时间为白垩纪，新近有活动的迹象，如在北端的新生代地层仃所活动，此断层向南进入山丹槽地的新河西头至大黄山西缘，断层落差大达60—200米。二是倾压性断裂。瞭高山北的南倾压性断裂，自野猫山至前窑，长5公里，走向北25°西，向东南延伸与平坡——峡口断层相交，羊户沟煤矿区南缘也是南倾压性断裂。龙首山挤压带为一较大的区域性的北倾压性断裂，使向斜北翼边缘下降达数百米以上，具有震旦系变质岩及加里东期花岗岩逆冲于侏罗系、白垩系之上。
第二节 地貌
山丹地处祁连山与龙首山之间，南北高山对峙，中间低缓开阔，东西贯通，呈走廊形。在地球内外力共同作用下，形成高山、丘陵、平川区，波状起伏，地形较为复杂多样。最高祁连山冷龙岭海拔4444米，最低东乐乡西屯沙河1549米。县城所在地1756米，相对高差2895米，平均高度海拔2500米。高度差别大，因之气候、植被分布各不相同。
南与东南有祁连山、大黄山北坡冲积扇、冲积平川，北有龙首山南坡冲积扇，共同汇合于县城、山丹河附近。地势东南高，西北低，成倾斜状，中间为槽形的平原地带。
一、高山
1、祁连山 位于青藏高原北部边缘，在县城南90多公里处，冷龙岭为甘肃、青海两省分界岭。由一系列西北、东南东向平行山岭和山间沟谷组成，基岩裸露，沟壑窄狭。4000米以上山峰有现代冰川分布，是我县天然高山水库。
北坡山间谷地年降水在400毫米左右，阴坡有大片森林，山麓以北有广阔草原。夏季山溪汇聚，穿山而出，马营、霍城两河发源于此。
2、大黄山 距县城40公里，古名焉支山或胭脂山。山体呈东西走向，绵亘于祁连山和龙首山之间，矗立于县境东南。形成浑圆平坦山地，西北坡较平缓，四周多山前冲积扇。海拔2919米，主峰毛帽山高3978米。南北宽20公里，东西长34公里，总面积680平方公里。水草丰美，自古为天然优良牧场。是境内主要水源涵养林地。地势险要，异峰突起，为古今军事要地。
3、龙首山 位于县城北15公里处，海拔2000—2800米，主峰3528米。山势陡峻，中度刻切，深度一般500—700米，东西高，中间低，呈马鞍形。山坡坡度20—30度，南坡陡，北坡缓，因气候条件影响，垂直地貌分布带较明显。海拔3000米左右的地带，植被较好，有小面积云杉和灌木林，随着海拔高度的降低，山前呈半荒漠化地貌景观。由于相对高度大，横断北部风沙再侵，拱卫了山前绿洲农田。又以南坡热力反射，提高积温，有利于山前农作物生长发育。
二、低山丘陵和波状丘陵
1、低山丘陵 主要指瞭高山和独峰顶山以南的长沟山、乃家山、金子山、柴胡山、红山、黑山子、侯家山、楼儿山、峡子山等低山丘陵。海拔一般1800—2000米，刻切深度100—200米，山坡坡度15—25度，谷坡较陡峻。谷底大多覆盖1—2米厚的第四系松散砂碎（砾）石，在干旱气候影响下剥蚀作用强烈，呈荒漠化景观。
2、波状丘陵 主要分布在龙首山北麓和四坝滩以东的红石泉、白水泉一带。海拔1500—2000米，最高达2283米，刻切深度50—100米，最大150米，波状起伏。地形高处覆盖0.5—5米的黄土，其它均为砂碎石、砂砾石，降水多的年份一年生草本植被较茂盛。
三、走廊平原
主要由山前洪积倾斜平原和冲积平原构成，分布在县境内大山前。组成物质为砂砾石和黄土状冲积物，呈半荒漠景观，有部分耕地。
冲积平原 位于龙首山与大黄山之间，四周为低山丘陵环抱，故又称山丹盆地。包括清泉乡全部和东乐、位奇、陈户乡部分地区，为我县主要农业区之一。海拔1556—1950米，自东南向西北倾斜，平均坡降1％，地形较平坦。水系流向与平原展布方向一致，河谷宽阔，刻切深度2—3米，地表覆盖着1—3米亚沙土，土质肥沃，是发展农业生产的优势地带。
冲积倾斜平原 分布在祁连山北麓，龙首山南麓和大黄山南北两侧。从南至北有大马营滩、黄草滩、于定滩、花草滩、青羊口滩和绣花庙滩等。海拔2400—3200米，向西北倾斜，地势较平坦，土层较厚，植被较好，宜于发展畜牧业。石岗墩滩和山羊堡滩海拔1600—1800米，属砾石戈壁平原，植被稀疏。
龙首山北麓的红寺湖倾斜平原，位于县城北15公里处，北以趄坡山与内蒙古阿拉善右旗交界，东起坡拉麻顶、黑山山麓，西至芦泉井，为巴丹吉林大沙漠边缘，海拔1920—2300米，四面环山，地势由西南向东北倾斜，平均坡降4—5％。由于强度的风、水侵蚀，地表多沟谷，覆盖0.5—1米黄土状土，下部为砂碎石或砂砾岩，大多土层中含盐。植被为小量灌木、半灌木组成的荒漠景观。
第三章 气候
山丹地区气象资料，古代文献记载极少。民国时期，也只有粗略的概括，而无精确的记录。1952年9月，始设气象站，观测项目有风向、风速、温度、湿度、降水、蒸发、云能天等。1954年增加气压、地温、日照等的观测。1978年，成立山丹气象局，为县政府部门之一，气象站属之，业务、人事由省气象局领导。现编制15人，设地面观测组、预报服务组，增添传真机、PC1500计算机、高频机等设备。开展天气预报、气象时、旬（月）报以及农业气象观测服务和军民航保障等工作，积累了较全面的气象资料。
第一节 概况
山丹县位于亚洲大陆腹地，远离海洋，近沙漠，植被差，多裸露山地、丘陵，属大陆高寒半干旱气候。具有日照长，太阳辐射强，气温低，昼夜温差大，降水量少而集中，蒸发量大，湿度小，无霜期短，自然灾害较多等特点。春季升温慢，天气多变，风大，冷空气活动频繁，常出现倒春寒。夏季不甚炎热而短促。初秋天气较好，天高气爽，但降温快，中秋节左右易出现寒潮，草木凋谢。冬季寒冷而漫长。
山丹因海拔高度，气候南北差异较大，按农时季节划分为三个类区。北部平川地区（习惯称一、二类区），地势较平坦，海拔1550—2300米。年平均气温为7—3℃，月平均气温3—10月为12.6℃，11月到次年2月为—7.6℃；历年极端最低气温—33.3℃（1955年1月8日），极端最高气温37.8℃（1973年8月9日）；最热年1953年平均气温6.9℃，最冷年1967年平均气温4.8℃。降水条件较差，年雨量195毫米，最多年1979年274毫米，最少年1962年115毫米，一日最大降水量49.9毫米（1979年7月26日）。每年平均有68天雨日。最长连续降水日数10天，最长连续无降水日67天，干旱指数为8.03。雨季在6月下旬至9月中旬，冬春为旱季，年蒸发量为2252毫米。年平均风速2.6米／秒，最多风向为东南风，次多风向为西北风，≥8级大风平均每年有17次，最大风速达28米／秒。无霜期平均151天，无霜冻期138天。
南部沿山地区（习惯称三类地区），海拔2300米以上，地势高，多山地，气温随海拔逐渐增高而降低，降水量则相反，逐渐增多。气候阴湿冷凉，无霜期短，热量不足。年平均气温3—0℃，较北部平川区低4℃左右。月平均气温4至10月为7.9℃，11月到次年3月为—10.6℃。自1957年—1982年25年间，平均气温＜0℃有6年，其中1967年最冷年平均气温为—0.7℃；1965年最热为0.9℃。降水量稍多，为358.8毫米，比一类地区偏多55％，最多年1979年达440.7毫米，最少年1962年为246.4毫米。年平均有降水日95天，年平均相对湿度为60％，干旱指数为2.8。年平均风速为4.4米／秒，大都是西北风和东南风，≥8级大风每年有6次。年蒸发量1694.8毫米。最大冻土深204厘米，平均无霜期102天，结冰日230天，积雪日91天。
第二节 四季特征
气候学划分四季的标准是：候平均气温＜10C为冬季，10C—21.9C为春秋季，≥22C为夏季。据此，山丹平川区春季为100天，秋季为55天，冬季为210天；沿山区春季为65天，秋季为30天，冬季为270天。习惯季节：3月—5月为春季，6月—8月为夏季，9月—11月为秋季，12月—翌年2月为冬季。
一、春季
春季开始，冷暖气流交绥频繁，升温慢，日温差较大，少雨，多干旱、大风、沙尘天气。季均气温2—8C。从3月中旬开始，平均气温≥0C自北向南稳定通过，土壤开始解冻，气候回暖。4月平均气温回升到2—8C,5月迅速升到8—15C，但常有回暖后转冷现象，称为“倒春寒”。随着春季最后一次冷空气入侵，5月份易产生晚霜冻（1981年5月14日霜冻），个别年6月初才结束。春季降水量少，常在16—65毫米之间，占年降水量的15—18％，常有“三年两头旱”。日照百分率和相对温度为全年最小的时段。 由于春冬冷暖交替，大气环流处于调整阶段，全年有一半以上的大风出现在春季。
二、夏季
夏季天气较热，但时间不长，仅有1个月左右。本季度自南向北为13—20C，其中7月为14—21℃，最高有过33℃，降雨量达95—220毫米，占年总降水量的56—63％。每年有1—2次大雨，3—5年有一次≥30毫米的暴雨以及冰雹，时有山洪，造成灾害。6月中旬—8月上旬常有初夏旱、干热风和伏旱现象。
三、秋季
秋分前后，受冷空气影响，冷、暖气流再次交替，秋季降温迅速，气候变凉，降水减少。平均气温为0—7C，常有第一次冷空气侵入，促使早霜冻出现，形成冻害。降水量为36—81毫米，占年降水量的20—40％,9月上、中旬易出现连阴雨天，造成农作物霉烂出芽。深秋短促，能见度好，日照多，多晴天少云。自南向北土壤开始封冻。
四、冬季
小雪之前，即进入冬季，气温急剧下降，多晴冷天气。冬季气候寒冷，平均气温为—8——13C，最冷的元月份达－10—－15C，年极端最低气温多在本月出现，降水量稀少，仅3—13毫米，占全年总降水量2—4％。
第三节 光照
太阳辐射量（光量） 境内全年总辐射量平川区为143.76千卡／平方厘米，缓坡区为139.33千卡／平方厘米。沿山区为136.09千卡／平方厘米。六月最大，为48．686千卡／平方厘米。在季节分布上，春夏约占年辐射总量的62.1％，对作物返青、抽穗、灌浆、成熟十分有利。秋季次之，占21％，冬季最低，约占16.6％。且从初春到晚春逐渐增高，从初秋到晚秋逐渐降低，对秋季作物的开花和成熟不利，所以只能种一茬庄稼，秋季作物很少。
生理辐射量（光质） 可供作物利用的光能约占总辐射的一半，全县年均生理辐射量平川区为70.43千卡／平方厘米，缓坡区为68.27千卡／平方厘米，沿山区为66.69千卡／平方厘米，春夏比例大，气温高，雨水多，对农作物生长有利。
日照（光时） 平川区日照时数为2993小时，6月最多，为281小时，2月最少，为218小时。日照总时数占可照时数的67％。缓坡区日照时数为2885小时，占可照时数的66％，6月最多为274小时，2月最少为215小时。沿山区日照时数为2802小时，占可照时数的63％,5月最多为255小时，9月最少为211小时。
在作物生长季节（4—9月），日照能满足各种农作物的要求。平川区夏季作物生长期（4—7月）有日照资源1079小时，占全年日照时数的36％，平均每天日照8.8小时，不仅能满足作物生长发育的需要，而且可复种绿肥等，秋季作物4月中旬—9月上旬，有日照资源1262小时，占全年总时数的42％，平均每天日照8.2小时。沿山区作物生长的5—8月，有日照资源987小时，占全年总时数的35％，平均每天日照8小时。基本满足小麦、豌豆、青稞早熟品种的需要，有利于油菜的生长。地域分布是北长南短，随着地形向东南抬升，日照时数减少，百分率也减少。
第四节 温度
一、气温
山丹县平均气温5.9℃。最热为7月，平均20.3℃，极端最高为37.8℃（1973年8月9日）；最冷为1月，零下11.1℃，极端最低为零下33.3℃（1955年1月8日）。平川区平均气温为5—6.7℃，7月最高为20.7℃，1月最低为零下11.1℃。沿山区平均气温0.2—1.2℃，7月最高为13.8℃，1月最低为零下14.7℃。
季节分布春季7.7℃，夏季19.3℃，秋季5.7℃，冬季零下9.2℃。
地域分布 由于受海拔高度和地形的影响，年平均气温的变化自北向南递减，南北差异较大，东乐6.7℃，县城（清泉）5.9℃，花寨2.8℃，霍城1.2℃，马营为0.2℃。
气温变化 一类区1950年至1959年平均气温为5.6℃，最高值6.9℃（1953年），最低值4.8℃（1956年）；1960—1969年平均气温为5.7℃，最高值6.5℃（1965年），最低值4.8℃（1967年）；1970年—1979年平均气温为6℃，最高值6.7℃（1978年），最低值为5.4℃（1976年）。年平均气温的总趋势是波动式上升，有所变化。如南部沿山地区马营、霍城一带地势高寒，以往只能种青稞、豌豆，种小麦则穗而不实。在军马场气象站查阅资料，1957年，平均气温－0.1℃，1985年上升到0.3℃。现在大面积改种小麦，籽粒饱满，有亩产千斤者。
气温日较差年平均日较差平川区为15.7C，最大为52C，平均最高气温14.4C，平均最低气温－1.3C。沿山区年平均日较差为14．2C，最大为44.4C，年平均最高气温7.8C，最低－6.3C。冬季偏大，秋季偏小。
由于平均日较差大，有利农作物光合、同化作用和养分积累，故作物品质好，特别是瓜果和块茎作物的糖分积累多，含糖量高。
各种界限温度 农业上常把气温0C、5C、10C、15C、20C的初终期，持续天数和相应时段的活动积温、有效积温作为重要的热量指标，称之为农业界限温度。
山丹川区、山区农业界限温度的初终期，持续天数和活动积温见附表。
川区日平均气温变化状况 从0C开始升至15C，共计69天时间（3月19日至5月26日），每天升0.22C。从15C升至20C，平均45天（5月27日至7月10日）每天上升0.11C。从≥20C，每年平均有31天（7月11日至8月11日）。
从≥20C降至15C平均31天（8月12日至9月11日），每天下降0.16C。从15C降至10C平均19天（9月12日至9月30日），每天下降0.26C。从10C降至0C平均38天（10月1日至11月7日），每天下降0.25—0.3C。
从以上情况看出，一是川区各界限温度初日比山区出现早，终日结束迟，持续天数长，积温也多。≥0C积温川区比山区多1371C。二是山丹春季升温慢，有利于春小麦的春化。夏末至秋季降温快，早霜来得早，对春小麦的成熟有影响。
山丹地区的各界限温度的初、终期，初终间日数和积温，各有不同，差异显著，年际变化亦大。因此，在农业生产中，必须严格按照气候特点和规律，因地制宜地安排农事活动。
二、地温
1、地面温度全年平均为8.9℃，比空气温度5.9℃高3℃。在农作物生长期的3—9月份，历年平均值为17.9℃，最高达7月，平均值为25.4℃，极端最高达68.8℃（1974年）；最冷为1月，平均值为－10.5℃，极端最低值－37℃（1955年）。
各种不同深度的地温为：平均5厘米8.9℃，10厘米8.8℃，15厘米8.5℃，20厘米8.9℃，40厘米8.7℃，80厘米9.1℃，160厘米9.5℃，320厘米9.5℃，各土壤层差值较小。各层地温与气温界的温度差值分别为3℃、2.9℃、2.6℃、3℃，2.8℃、3.2℃、3.6℃、3.6℃。
2、冻土深度 川区历年最大深度143厘米（1977年）。一般每年冻土期为148天，封冻期107天，10厘米深冻结期11月20日，解冻期3月7日。山区封冻期在9月下旬，时段达240天左右。最大冻土深度204厘米（1970年）。
第五节 降水
山丹县降水少，蒸发量大，气候干燥，年际变率大，年平均降水量195—359毫米，最大年降水量273.8毫米至440.7毫米（1979年），最小年降水量115.2—246.4毫米（1962年），相差158.6—194.3毫米，且时空分布不均。
地区分布 年降水量由南向北递减，南部沿山地区年平均降水量358.8毫米，比一类区年平均降水量195毫米多163.8毫米，比二类区年平均降水量251.7毫米多107.1毫米。
时间分配 各季、月降水量分布极不均匀，变率大。一类区年降水量195毫米，春季降水29.2毫米，占16％。夏季降水117.5毫米，占60％，其中7—8月为降雨量高峰，占全年的46％，降雨达23天。秋季降水40.9毫米，占20％。冬季最少，每月的降雨量7.4毫米，占4％。三类区全年降水358.8毫米，其中春季降水64.7毫米，占18％。夏季降水203.8毫米，占57％。秋季降水81毫米，占22％。冬季降水9.3毫米，占3％，为旱季。降水最多为7月，达77毫米，最少为12月和元月，小于3毫米。
降水日数 （指日降水≥0.1毫米的天数）川区全年有68天，占全年总数的18.6％，≥5毫米以上的天数年平均12天，主要在5—10月。山区年均有98天，占全年总天数27％，≥15毫米以上的降水主要出现在7—8月，每年平均有4次，并以降雨为主。
最长连续降水日 一类区为8—10天，如1978年9月达10天，量为46.6毫米；1979年8月10天，量为68.7毫米。三类区最长是10—12天，如1957年12天，量79.2毫米；1971年11天，量72.8毫米。特别是沿山地区，由于秋季雨多，热量不足，往往使小麦等主要作物贪青徒长而推迟成熟，植株倒伏，影响千粒重。
降水强度南北相差较大。川区年平均有小雨56次，中雨9次，大雨2—3次，暴雨平均5年有一次。1979年7月26日，日降水量49.9毫米，产生山洪，造成灾害。南部沿山地区，年平均有小雨79次，中雨15次，大雨5次，暴雨每3年有一次，1977年9月8日，降48.5毫米。
降雪 南部沿山地区，由于地势高，气候寒冷，10月初即降雪，5月终雪。历年平均降雪47天，最多达83天，最大雪深30厘米。平均每年≥0.1毫米雪日39次，其中入冬最大雪量19.3毫米（1973年10月3日），春雪最大雪量19毫米（1971年4月17日）。一类区历年平均降雪初日10月18日，终日4月27日。历年平均降雪23天，最多42天，最少6天，最大深度18厘米。平均每年≥0.1毫米雪日19次，≥5毫米雪日4天，≥10毫米雪日1次，最大雪量14.8毫米（19775年11月2日）。
第六节 湿度、蒸发
一、湿度
一类区年平均为49％，一年中12月最大为58％,4、5月最小为38％；三类区年平均为57％,8月最大为67％,4、5月最小为49.5％。
二、蒸发
年总蒸发量一类区为2246毫米，是年降水量的11倍，5—7月蒸发量最大，为312—337毫米；三类区为1695毫米，是降水量的5倍，5、6月蒸发量最大，为248—258毫米。
第七节 气压、风
山丹属大陆型气压系统，年平均气压823.1百帕。最高达828.1百帕，最低817.9百帕。
风向 由于地形等因素的影响，多大风天气。全年主导风向多东南风。日变化明显，午前多偏东风，午后多偏西风。平川区多东南偏东风，频率18％；缓坡区多偏东风及偏西风；沿山区由于大黄山和祁连山影响，多偏东南风，频率达41％，其次是偏西风，频率15％。
风速 山区年平均风速为4.4米／秒，3月最大为4.8米／秒，7月和9月最小为3.8米／秒。春季最大平均为4.7米／秒，夏季最小为4米／秒。
川区平均风速为2.6米／秒，4、5月份最大为3.2米／秒，元月份最小为2.2米／秒。春季平均风速为3.1米／秒，夏季2.8米／秒，秋季2.4米／秒，冬季2.3米／秒。3—6月出现≥8级大风，平均每年13次，最多达27次（1966年）。历年出现瞬间最大风速28米／秒（相当于10级，1962年8月28日），为西北风。
山丹有丰富的风能资源，可利用时数约5800小时，年储量500千瓦小时／米²，年有效风能在85瓦／米2左右，属较为丰富的地区，有待今后开发利用。
第四章 水文
山丹县的水系属内陆河流域，东、南部分山区属黑河水系和石羊河水系。其水源主要来自大气降水和南部祁连山、中部大黄山的融雪。全县水资源总量为1.945亿立方米。其中，地表水资源1.457亿立方米，地下水资源0.4884亿立方米。出境水资源0.705亿立方米，入境水资源0.032亿立方米。除出境水资源外，自产自用的水资源只有1.24亿立方米。按农业人口平均每人占有733立方米，仅为全国人均2716立方米的26.97％，全省人均1616立方米的45.36％，比张掖、临泽、高台更少。
第一节 河流
县境内河流有马营河、霍城河、寺沟河、山丹河以及其它的小沟小河。
一、马营河
原白石崖渠，上三坝、暖泉渠，中华人民共和国成立后叫马营河。发源于祁连山冷龙岭，全长153公里，河床比降1/30—1/40。包括霍城河流域面积1143平方公里，年径流量0.903亿立米，自产水量0.697亿立米，流经马营、花寨、李桥、陈户、位奇、清泉6个乡和山丹农场、十里堡林场，灌溉农田。
二、霍城河
霍城河（原东中渠，分白家坝、东山坝、达达坝、皇马坝、王林坝、西山坝、红岩坝、三坝、新开坝），发源于祁连山，从后稍沟、明泉沟、大香沟、小香沟、红泉沟、狼洞沟等山口流出，潜入地下，又从霍城南驼岭山东西两侧和西山东南侧的元圈子溢出。各坝独立引水灌溉，夏季洪水、冬季闲水均投入霍城河。霍城河经过霍城乡、李桥乡至李桥水库与马营河汇流。
三、寺沟河
发源于大黄山，包括三十六道沟全长20公里，河床比降1/30—1/40。包括三十六道沟，流域面积120平方公里，年径流量0.1351亿立方米，主要灌溉陈户乡和花寨乡寺沟村耕地。
四、山丹河
山丹河（原草湖渠、东乐渠，共21坝）是马营、寺沟诸河在距县城东南二公里处汇流而成的间歇河，经清泉、东乐乡出境入张掖汇入黑河。县境内干流全长36公里，流域面积2709.6平方公里，河床比降1/190左右。1981年祁家店水库断面实测径流量0.1460亿立米。
五、小沟小河
发源于大黄山浅山区的羊虎口、南山口、瓷窑口、大口子河、流水口及龙首山北的红寺湖等小沟小岔，以及发源于祁连山区的红泉沟和流入西大河、童子坝河等出境的沟岔。一般流程较短，坡降较陡，年径流量为0.6249亿立米。
全县有效灌溉面积30.24万亩，保灌面积21.32万亩，尚有部分水地无水灌溉。大马营灌区，地处马营河上游，但因高程关系水地很少。霍城河灌区，无调蓄工程，主要引用泉水和后稍沟渠水，灌溉期引水2966.6万立米，只能保灌现有耕地8.35万亩的64.5％。李桥水库灌区自建库后，拦蓄马营河绝大部分径流，基本改变靠天吃饭的被动局面。但由于兴利库容偏小，水库自1978年投入运行以来，每年蓄水1200万立米，只能达到设计灌溉面积的83.3％,10万多亩水灌地，只能保灌7.76万亩，属缺水区。寺沟灌区的两座小型水库，完全控制了出山水量1247万立米，但仍不够用。新河盆地地下水已超采，只宜维持在3692万立米的水平。老军灌区虽建有两座小型水库，但大口子、南山沟、羊虎口等小沟谷未建拦蓄工程，全灌区年来水量1046万立米，只能拦蓄调节555万立米。除机井开采104.6万立米外，尚有386.4万立米不能利用。白水泉盆地宜打井地段有171万立米地下水可供开采。祁家店灌区水源主要是泉水和井水。上游山丹河灌区，大部耕地由井水灌溉，地下水已超采，缺水0.2139亿立米。下游因水源不足，已荒废了许多良田。灌区西部山羊堡滩地下水资源较丰富。有开采前途。
第二节 地下水
山丹东、南、北三面环山，山区基岩的构造裂隙和风化裂隙都很发育，为基岩裂隙水贮存创造了良好的条件。祁连山区径流深为100—300毫米，大黄山区径流深为50—200毫米。因此基岩山区一般都不同程度的贮存有裂隙水。由于沟谷的切割及受山前断裂的阻隔，绝大部分基岩裂隙水出山前都排泄于沟谷，部分被引为灌溉，部分入渗山前盆地，补给地下水。
在盆地下游，由于基底抬高，或断裂构造阻隔等地质条件的变化，地下水一部分以泉水溢出地表，复为河川径流。如马营河及其支流从祁连山发源出山口后，一部分渗入马营盆地形成地下潜流，一部分由军马场引灌，还有一部分由白石崖同后稍沟渠道输入下游马营河灌区与霍城河灌区。军马场灌溉回归水以及输水渠道渗漏水又补给了地下水。到马营盆地北部边缘，由于大黄山隆起及断裂影响，基底抬高，地下水溢出地表，复为河川径流。大马营和霍城灌区引灌后的回归水及渠系渗漏水补给了灌区一带的地下水，至李桥水库附近，两灌区的地下水沿河两岸处溢出地表，成为河川径流。经李桥水库拦蓄灌溉。渠系渗漏水和田间入渗水补给地下水，至山丹城南因断裂构造，地下水受阻溢出地表。被山丹河灌区引灌后，其渗漏水又补给地下水，到了祁家店水库，因瞭高山隆起，潜水溢出地表，再被祁家店水库拦蓄调节后引灌。地下水和地表水多次互相转化，给山丹有限的水资源形成了多次重复利用的机会。
南部祁连山区和中部大黄山区降水较丰富，地下径流模数1—3升／秒平方公里，水质好。北部龙首山区降水少，地下水缺乏，地下径流模数一般在0.5升／秒平方公里以下，且水质较差。
南部马营盆地，地下水补给量7348.26万立米，排泄量7251.23万立米，已开采36.5万立米。潜水的补给主要是河渠水的垂向入渗。盆地内赋存和运动条件好，地下水资源较丰富，南中部单井涌水量在3000—5000立米／昼夜，北部单井涌水量在500—1000立米／昼夜，水质好，矿化度低于1克／升。潜水的埋深条件，从盆地的南部到北部由深变浅，深处达到百米，局部地方达到数百米，浅处一般小于50米，到了大马营和霍城一带，由于受地质构造及地貌条件的影响，潜水受阻溢出地表。
北部新河盆地，是大黄山与龙首山之间的山间盆地。地下水补给量5706万立方米，排泄量6044万立方米，现开采3692万立方米，潜水的补给来源主要是两山区沟谷排出的地表径流同灌溉水的入渗。盆地的中下段地区，即在马营河畔的四坝滩，山丹河畔的城区以及丰城堡滩潜水资源也较丰富，单井涌水量一般在1000—5000立方米／昼夜，水质大多较好，矿化度小于1克／升。潜水埋深由山丹城南泉水溢出带向南、东、北逐步扩展而由浅渐深，从零米达到百米。老军乡丰城堡一带，有多层承压含水层，局部自流，有喷井1眼，水质较好。
白水泉盆地，系龙首山区的山间盆地，由于盆地封闭性好，基本上形成了一个自求平衡的小水文地质单元。地下水补给量为370万立方米，排泄量223万立方米，已开采180万立方米，潜水的主要补给来源是排出沟谷的雨洪径流入渗与龙首山基岩裂隙水潜流补给，单井涌水量为100立米／昼夜左右，且水质较差，矿化度2—5克／升，含氟量1.2毫克／升。潜水埋深多为40—50米，流向自北东至南西，在南西边缘处，潜水因受地质构造的影响，有少量以泉水的形式溢出地表。
红寺湖是龙首山区的山间槽地，潜水的补给来源是山区基岩裂隙水与沟谷雨洪径流的入渗，含水层厚度1—2米。马莲湖一带有零星的上升泉。地下水补给量229.4万立米，排泄量222.3万立米，且矿化度大于2克／升，氟离子含量1—2毫克／升之间。
祁家店区盆地，地下水补给量为963.1万立米，排泄量919.8万立方米。潜水的主要补给来源。首先是灌区水入渗，其次为山区沟谷排出的雨洪径流入渗和山区基岩裂隙水潜流补给。西屯、山羊堡滩一带比较丰富，单井涌水量400立米／昼夜左右。潜水自北东向南西运动，埋深50—100米，水质较好，矿化度一般1克／升左右。现已打井32眼。
山丹县地下水由于水库拦蓄、上游打井、南部沿山地区大量开荒和水源涵养林区植被退化等因素的影响，水资源明显减少。中华人民共和国建国初，全县有泉眼2502个，已干涸1012个，大马营蔡家湖及其城南湖地带多为沮洳，今大半干涸。地下水排泄的主要河流马营河、霍城河，70年代初来水比60年代初减少10％,80年代初来水比70年代初减少3.3％。山丹河泉水减少尤为突出，1964年前，泉水溢出量在0.79—0.81立方米／秒，1965年李桥水库蓄水，至1970年每年递减5％,1971年至1974年，每年递减7％左右，到1980年仅为0.197立方米／秒。自1972至1980年，山丹河畔地下水位已下降了1—3米。
第三节 水质及水面、水能资源
一、水质山丹县绝大部分地表水质好，矿化度小于1克／升，是良好的农田灌溉用水。地下水质，马营盆地和新河盆地绝大部分地区矿化度小于1.5克／升，矿化度自南而北逐渐增高；pH值在7.5—8.2之间。氨氟均小于0.5毫克／升，有害元素铜、铝、铁以及氯化物、硫酸盐、亚硝酸盐一般都在允许范围内，总硬度大部分小于25德国度，灌溉系数在10以上，最高可达41.8，是优良的农田灌溉用水和合格的生活用水。但也有差的，白水泉盆地矿化度2—5克／升，pH值7.7—7.9，氯化物含量1136—1451毫克／升，氟化物1.23—2.05毫克／升。总硬度43德国度以上，勉强能灌溉，但不宜饮用，红寺湖矿化度在2克／升左右，含氟量1.4—2毫克／升之间，高氟区还有陈户乡的周坑村，红石泉、前窑和清泉乡的十号西北的野猫山，矿化度也较高，不宜灌溉农田和生活饮用。
二、水面资源山丹有大小水库6座，现有水面2289亩，可利用水面2108亩，已养鱼利用水面908亩，尚未利用的水面1200亩，不能利用的水面181亩，已利用水面占可利用水面的43％。
三、水能资源境内水力资源蕴藏量比较大的河流主要是马营河，其它河沟虽然也有较大的落差，但流量小。全县水力资源理论蕴藏量20226千瓦，理论年发电量1.74亿度，可开发利用量9300千瓦，但大部分在祁连山和大黄山区，工程建设可能性小，且距用户较远，因此开发利用价值较小。全县已建小水电站8座，装机容量642千瓦，年发电量0.0038亿度，占可开发电量的6.9％。
第五章 土壤植被
第一节 土壤
山丹县土壤，类型较多。经1983年5月至1984年11月的土壤普查，按照《全国土壤普查规程》要求，归纳为12个土类，24个亚类，31个土属，52个土种。分为灌耕土、栗钙土、灰钙土、灰漠土、灰棕漠土、盐土、草甸土、沼泽土和山区土壤。
一、灌耕土是山丹县面积最大的土壤类型，也是耕种历史悠久的主要农田土壤。分布在马营河、山丹河沿岸的河流冲积物及洪积——冲积物母质上，属冲积阶地。面积3821万亩，占总土地面积4.72％，占耕地面积的29.7％。在漫长的形成发展过程中，经人们长期耕种熟化，增施农家肥，使土壤性质不断改良，肥力逐年提高，在土壤上形成了一层30—120厘米厚的灌耕层。土壤有机质含量多在0.8—2.5％之间，结构疏松，多为壤质，适耕期长，水、气、热协调，保蓄性能良好，供水性稳而长。土色深暗，呈灰褐色或黄灰色，多为立槎和平槎，疏松多孔，酥绵，保肥保水能力强。加之所处地形平坦，灌溉方便，适种作物广泛，产量较高，一般亩产小麦在400公斤左右。灌耕土又分为绿洲灌耕土和盐化灌耕土两个亚类。
1、绿洲灌耕土亚类是灌耕土中较好的土壤，具有灌耕土的一切特性，全县共37.5989万亩，占灌耕土面积的98.4％，分布在村庄、道路旁边，有利于耕种、管理和施肥。耕种年代长，土壤肥沃，适宜各类作物生长。绿洲灌耕土又分为厚灌耕土和薄灌耕土两个土属。
2、盐化灌耕土亚类面积6111亩，占灌耕土面积的1.6％，零星分布在东乐乡的大寨、大桥、静安村和清泉乡的十号、祁家店等村。土壤母质含盐，质地僵硬。
二、栗钙土 主要分布在大马营盆地及大黄山北麓，是半干旱草原向干旱草原过渡的地带性土壤。面积184.4285万亩，占总面积的22.76％。海拔2600—2800米，成土母质是黄土状冲积——洪积物，或第四纪砾石层土覆盖的黄土状冰水沉积物。植物以丛生禾草，针茅为主。腐植层30—45厘米，粒状结构。
三、灰钙土（农民叫做黄土、黄绵土） 广泛分布在马营、霍城、老军乡的丘陵地带及丰城堡、花草滩、青羊口、马莲井等处，是荒漠草原植被下的地带性土壤，面积为258.8154万亩，占总面积的31.94％。成土母质主要是第四纪砾石层上覆盖的黄土状物质，也有风积黄土，地下水不参与成土过程。分灰钙土、淡灰钙土两个亚类。
四、灰漠土 也称荒漠灰钙土，它是在荒漠植被下，黄土母质上形成的土壤。面积82.0169万亩，占总面积的10.1％。零散分布在龙首山南麓灰钙土与灰棕漠土的过渡地带。成土母质是黄土状冲积——洪积物。植被属荒漠类型，主要有珍珠、红沙柴、猪毛菜等旱生小灌木，覆盖度15—25％。有机质含量0.57—1％。土壤有效土层薄，结构不良，土质差，侵蚀严重，低山丘陵呈沟壑地貌，部分石质山，岩石裸露，土层极薄，只能作为放牧区。分灰漠土和薄层灰漠土两个亚类。
五、灰棕漠土 是境内主要荒漠土壤类型，面积111.1814万亩，占总面积的13.72％。主要分布在东乐乡的南北滩、石岗墩滩、锯条山梁，清泉乡的野猫山及红寺湖和位奇乡的新开等地的荒漠草原地带。成土母质为粗骨性砂砾洪积物和洪积——冲积物，在低山和剥蚀残丘上为花岗岩、片麻岩等分化的粗骨性的残积物或坡积——残积物，黄土母质甚缺。分为4个亚类：灰棕漠土、石膏灰棕漠土、耕灌灰棕漠土、粗骨灰棕漠土。
六、草甸土 面积3.8693万亩，占总面积0.48％。有两种类型：一是平川草甸化类型，分布在平川河流旁泉水溢出地带及水库周围，面积2.565万亩，是优良的放牧之地。二是亚高山草甸化类型，分布在草甸区中地形较高之处，面积1.3043万亩。植被以稀疏的灌丛为主。春天泛浆时，地表面出现积水，有盐霜或薄的盐结皮。共同性状是：土壤发育层构型是草皮层——腐殖层——过渡层——母质层，总厚度约80—100厘米。
七、沼泽土 面积2907亩，占总面积0.04％。主要分布在霍城乡的泉头、东湖湾，马营乡的蔡家湖等泉水溢出地带。植被以马蔺、萎陵菜、赖草、荆三棱为主。水草茂盛，土壤有机质较多，含量高达50％。其剖面形态是：草皮层厚10—15厘米，泥炭层厚薄不等，一般30—70厘米。松软，层状结构，有霉菌物。
八、盐土 面积2.7034万亩，占总面积0.33％。有两个类型：一是草甸盐土，面积2．2655万亩，占总面积的0.28％。零星分布于白水泉积水洼地，马营、霍城、清泉泉水溢出地区和新开、川口河渠两侧有渗露淹漫的地带。其中有氯化物——硫酸盐土，盐分表积现象特别明显，地面有雪状盐霜或盐结皮。白水泉一带有1厘米结皮层，含盐28.2％，天然植被覆盖30％，生长盐蒿、沙柴、刺蓬。二是旱盐土，主要分布于红寺湖、新开、石井口、平坡等地，面积4379亩，占总面积0.05％。土层中含有大量的盐分，是母质形成时就含有的，地表不明显。土粒分散，物理性差，易板结，通透性不良，有碍作物正常生长。有的经深耕、施农家肥、种绿肥得以改良，大多被弃为荒地。
九、高山寒漠土 面积31.7922万亩，占总面积的3.92％。分布在海拔4000米以上的祁连山区，发育在板岩、千枚岩风化残积物上。植被不连片，覆盖度约10—15％，有稀疏的垫状植物蚤缀等。土壤发育不明显，棕褐色，屑粒状结构，微碱性反应。
十、山地草甸土 面积68.4722万亩，占总面积8.4％。分山地草甸土和山地灌丛草甸土两个土属。山地草甸土，24.4022万亩，分布在祁连山和大黄山区平缓的分水岭、梁峁顶部或森林植被带中的无林草地，植被以蒿草、金露梅、山居柳、鬼箭锦鸡儿为主，草皮层厚15—20厘米，细根盘结，不连片，腐植层厚15—26厘米，暗褐色。山地灌丛草甸土，44.07万亩，分布在祁连山、大黄山等植被带上，是灌丛草原，植物有金露梅、山居柳、杜鹃、锦鸡儿等灌木。土质粗骨性强，草皮层薄厚不等，一般厚15—30厘米，腐植层厚20—40厘米，褐色或黄褐色，粒状结构，有假菌丝体，有机质含量6—8％。
十一、山地黑土 面积22.2335万亩，占总面积的2.75％。分山地黑土和山地淋溶黑土两个土属。山地黑土，分布在军马场区内的森林带灌丛草原植被下，缓坡丘陵，黄土母质。面积为14.238万亩，植被以山居柳为主，覆盖度60％。丛间草本植物茂密，有蒿草，珠芽蓼等，草皮层厚20厘米，腐植层30厘米，有机质9.06％，过渡层厚30厘米，轻壤质，有粘粒结核。山地淋溶黑土，分布在军马场区内山地黑土中灌丛密度较大的地方，面积7.9955万亩。剖面形态与山地黑土无显著差别。
十二、森林灰褐色土 面积6.3508万亩，占总面积0.78％。分碳酸盐灰褐色土和淋溶灰褐色土两个土属。碳酸盐灰褐色土，分布在祁连山、大黄山及龙首山云杉林下，发育在岩石风化残积物或坡积物上，土层薄厚不一，土壤构型是：苔藓层，厚14厘米，黄绿色，覆盖度80％。腐殖层，厚16厘米，有机质6.42％，枯枝落叶层，厚20厘米，半腐烂状，有机质高达80％。过渡层，厚35厘米，淋溶灰褐色土，分布在军马场区内针叶云杉林下，面积1.311万亩，苔藓层，厚13厘米。枯枝落叶层，厚26厘米。腐殖层，厚32厘米，有机质6—12％。过渡层，厚32厘米，褐灰色，轻砾质。
第二节 植被
山丹地处蒙古高原南部，青藏高原北部边缘，在水平分布上，由南至北植被逐步荒漠化；在山区垂直分布上，由山麓到山顶，依次出现灌丛草原带、森林草原带、灌丛草甸带、高山草甸带。两者结合在一起组成了山丹自然植被。走廊平原多为灌木丛和稀疏乔木，或人工栽培的用材林、经济林、防护林。森林覆盖率为9.8％。此外，均属于人工栽培的农作物，自然生态系统已为农业生态系统所代替。绿洲外围，由于水分不足，多系荒漠化草原、山地草原、灌丛草甸草原等，植被稀疏，结构简单，覆盖率低，呈现出典型的荒漠植被特征。
一、天然森林区 主要分布在中部的大黄山、南部的祁连山和北部的龙首山，海拔2400—3100米之间，与亚高山灌丛草甸草原、低山草原相衔接，同时又与牧场、农田交错相间。大黄山是山丹最大的天然林区，是天然水源涵养林区之一，设大黄山林场，经营面积43.19万亩。其中森林面积20.9万亩（乔木林5.5万亩，灌木林15.31万亩）。乔木林树种以云杉为主，其次为圆柏、山白杨。灌木林以柳科为主。祁连山水源涵养林区，灌木林面积53.06万亩，乔木只有0.85万亩，树种有青海云杉、祁连圆柏和柳科等。龙首山残存的天然林面积少，乔木2300亩，灌木4580亩。长沟山一坡松有小片天然林地约75亩左右。
二、天然草原区 县内草原分布较广。南部的马营滩，草原面积大，牧草质量好，地势平缓，水草丰茂；大黄山植被较好；北山地区草原面积较大。根据草原自然植被、生境条件、植物群落以及利用方式的异同，归并成6个植被类型。
荒漠植被类 主要分布在石岗墩滩、山羊堡滩、东乐北部的冲积——洪积扇平原，红寺湖北部的平川地，山丹火车站至红石泉火车站铁路以北冲积平原，以及龙首山、瞭高山、野猫山一带，面积136.2316万亩，气候干燥，局部地区细粒砂土被风吹走，形成戈壁。自然条件严酷，植物种类极端贫乏、稀疏，由超生小灌木和半灌木构成。覆盖率15—20％。呈荒漠景观。
半荒漠植被类 面积105.7859万亩。主要分布在红石泉以东、青羊口以西兰新铁路两侧和白水泉滩、马莲井滩、柴胡子滩、丰城堡滩、黄草滩、王家滩的缓平原与低丘陵上。滩地植被多由短花针茅、小半灌木构成，以小半灌木为主，覆盖度49—52％。在雨季和润湿年份，一年生草较茂盛，有时甚至改变了群落的面貌。
草原植被类 面积75.3829万亩。主要分布在龙首山、独峰顶北侧，大黄山北麓、李桥、花寨、霍城、马营等乡的丘陵地上。植物以旱生小半灌木的蒿属和丛生禾草的针茅属为主，在阳坡伴生有豆科锦鸡儿属的灌木。覆盖度44—55％。分布在大青羊滩的1.8544万亩，植被较密而分布均匀，主要生长禾本科的针茅及菊科的驴驴蒿。
草甸草原植被类 面积13.412万亩。主要分布在大黄山林线以下和龙首山山腰中部的地带上，是草甸和草原的过渡带，以草原成份占主导地位，在龙首山、大黄山腰间，以莎草科的蒿草和丛生禾草为主，还有菊科和其它科的杂草，覆盖度86％。大黄山东北部山前倾斜平原上，植物以丛生禾草为主，伴有菊科小半灌木，覆盖度63％。白水泉东西，是残积盐土，芨芨草占优势，其次是赖草、蒿草和盐爪爪，覆盖度85％。
高山灌丛草甸植被类 主要分布在祁连山、大黄山、龙首山，面积3.0188万亩。地形大部都属山间缓坡与陡坡，上层多高山柳和木本萎陵菜等植物，下层多莎草科、蓼科植物。覆盖度67％。
高山草甸植被类 主要分布在大黄山、龙首山山顶，面积31.9988万亩。植物品类繁多，受高山气候影响，全部呈垫状生活型，耐牧性强，利用价值大。植物以莎草科为主，蓼科次之，覆盖度95％。
三、人工栽培植被区 广泛分布于全县十个乡的丘陵、河谷、平原地带。这些地方由于农耕历史久远，被覆地表主要是农作物与人造林。
人造林，分布在海拔1600米至2900米的河川平地，包括路旁、渠边、房屋前后林带及田间防护林网，镶嵌在绿洲农田外围，以阔叶杨占绝对优势。至1988年，全县人造林保存面积4.4202万亩，在抵御自然灾害，美化环境，净化空气，改善田间小气候方面起了一定作用。
四、植被退化 由于利用不当或人为破坏，全县植被退化严重。东乐乡北部倾斜平原和马头山一带，因滥打烧柴，挖黄茅头，103万亩地区出现沙化趋势。南起甘新公路，北至龙首山麓，东自马莲井，西至野猫山，面积45.7941万亩，植被破坏，引起水土流失、严重沙化。龙首山前冲积平原、山羊堡滩、石岗墩滩已为沙化草场。大小柳沟、绣花庙、长沟、龙首山北侧，放牧过重，植被稀疏，植物高度下降15厘米左右，牧草产量减少1/2，处于草场退化的初级阶段。
第六章 自然资源
第一节 土地资源
山丹县土地总面积5402.43平方公里，折合810.36万亩，除山丹军马场250.06万亩外，县辖面积3735.39平方公里，折合560.3万亩。可耕地85.71亩，占土地总面积的15.3％，其中水地30.24万亩，山滩旱地55.47万亩。园地0.23万亩，林业用地39.92万亩，疏林草地10.9万亩，草地、荒地365.83万亩，城乡住宅用地4.26万亩，工矿用地1.5万亩，交通用地3.09万亩，水域4.8万亩，其他用地0.26万亩，其他荒山、荒滩和裸岩、砾石滩利用地43.8万亩。
山丹县土地广阔，耕地、草地占80.59％，为发展农牧业生产提供了有利条件。但水资源不足，北部荒漠区，气候干燥缺水，植被稀疏，出现沙化趋势。
山丹荒地资源丰富，面积达94.5万亩，若有水灌溉，潜力很大。主要分布在：四坝滩、余定滩、高寨子滩、马寨子滩、孙家营滩，面积6.6万亩。北滩、绣花庙滩、马莲井滩，面积14.9万亩。花草滩18.8万亩，黄草滩7万亩，大青羊滩16.5万亩，红寺湖滩12.9万亩，西屯山羊堡滩10.3万亩，零星荒地6.5万亩。
第二节 动物资源
一、家畜家禽
山丹县畜禽品种多，数量大，分布广。但由于地理条件的差异，南部沿山地区霍城、马营、花寨、李桥等乡骡、马、牛较多，红寺湖、老军、陈户、位奇等乡羊只较多。
牛 有黄牛、牦牛、犏牛等。河西黄牛最为普遍，以役用为主，耐粗饲，体质结实，使役能力较强。牦牛来源于青藏高原，适应海拔2500米以上的高寒山区。肉乳兼用，在祁连山、大黄山、马营滩放牧。犏牛是黄牛与牦牛杂交品种，“有两种：以公黄牛和母牦牛杂交所产称真犏牛，以公牦牛和母黄牛杂交所生称假犏牛，”体力最大，耐寒冷，耐苦役，善爬山，寿命长，是沿山一带的耕畜之一。引进品种有秦川牛、三合牛、早胜牛、西门塔尔牛等。
马 分河西马、山丹马等。河西马体型中等，略显粗重，体质结实，使役能力较强，是山丹的主要耕畜。霍城乡最多，占总马数的22.3％，其次是大马营乡，占15.3％，引进马种有阿尔登马、弗拉吉米尔马、卡拉巴依马、顿河马。
山丹马是山丹军马场为适应军队驮马需要而培育成的一个新品种，以驮为主，挽乘兼用。1984年进行鉴定，命名为“山丹马”。
骡 有马骡和驴骡两种，生长发育快，耐粗饲，体质坚实，抗病力强，寿命长，使役性能好，使用范围广，是山丹主要役畜之一。
驴 地方品种为河西驴，体型小，耐粗饲，适应性强，抗逆性大，能拉善驮，性情温顺，是一个古老品种。山丹大部分农户饲养。
骆驼 县内均为双峰驼，主要分布在荒漠草原上，红寺湖乡最多。
猪 分河西猪和土种猪，以河西猪最多。引进品种有巴克夏、约克夏、内江、长白、杜洛克猪等。肉食主要靠生猪生产，农户普遍饲养。
羊 分山羊和绵羊两种。绵羊有蒙古羊、藏羊和卡拉库尔羊，藏羊分布在高寒山区，数量很少。蒙古羊又称伏羊，全县各乡都有，位奇乡最多。
山羊公母大部有角，公羊角粗大而长，向后弯曲，母羊角小而短细。
卡拉库尔羊 1975年引进卡拉库尔杂种羊改良繁殖，现已饲养1000只。卡拉库尔杂种羊毛黑而浓密，弯曲成花卷，或呈环型和半环型。羔皮价值高，供
出口。成年羊每只产毛4—5公斤。
鸡 有星杂288、京白鸡、来航鸡、九斤黄、土种鸡、罗斯鸡、狼山鸡等。产蛋较多的是星杂288和京白鸡，每只母鸡产蛋100—160枚。
兔 有土种兔、西德长毛兔等。
狗 有本地狗、哈巴狗和狼狗等。
猫 主要为本地猫。
鸭 城市居民零星饲养。
鸽 城乡居民零星饲养。
二、野兽野禽
狼 性凶暴，我县稀少，分布于沿山地区，皮可制裘革。
狐 嗅觉、听觉发达，行动敏捷，狡猾多疑。肉和内脏可入药，皮可制高级皮裘。
草兔 俗称野兔，广布全县，适应性强，繁殖率高，肉细嫩，皮可制皮衣。
旱獭 分布于祁连山、马营滩一带，肉可食，皮可制皮衣。
刺猬 皮肉均可入药，分布于山区。
黄鼠狼 分布于南部山丘和草坡地。
獾猪 分布于大黄山和马营滩一带，对农作物有危害。
黄羊 分布于大马营草滩和大黄山、龙首山中（为国家二类保护动物）。肉可食，皮可制褥。
青羊 （为国家二类保护动物）栖于高山林莽中，肉可吃，皮多制褥。
蝙蝠 喜群居于岸洞或庙宇中，昼伏夜出，吃蚊子等有害昆虫，粪是良好的中药，称夜明砂。
田鼠 分布极广，沿山地区最多，危害庄稼。有长爪沙土鼠、鸣声鼠、中华鼢鼠、草原黄鼠4种。此外还有室内害鼠。
鹿 甘肃马鹿（为国家二类保护动物），分布于大黄山和祁连山中，肉、血、骨均可入药，鹿茸是高级药料，经济价值高。
野禽有：啄木鸟 鸽子鹊 乌鸦麻雀 燕子老鹰 叼鱼郎 沙鸡布谷鸟斑鸠〓（俗名野鸡） 猫头鹰等。
三、昆虫、鱼
主要有蜘蛛 蜜蜂蚯蚓 蜈蚣蜻蜓蚊子苍蝇 蚂蚁蛇螳螂蝴蝶蝉蝌蚪青蛙；对农作物有危害的如蝗虫 松毛虫 地老虎 萤火虫
天牛 蚜虫 黄条跳䖬 豌豆夜蛾豌豆潜夜蝇 金龟䖬 麦穗夜蛾 麦杆蝇芜菁夜蜂草地螟等。鱼类，人工养的有草鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲢鱼等。
第三节 植物资源
一、农作物
①粮食作物共有11个栽培种，110个品种。栽培种有小麦青稞大麦 糜子谷子豌豆蚕豆扁豆 桃豆 玉米 洋芋等。
②油料作物共有3种，又分为18个品种。有甘兰型大油菜 白菜型小油菜 胡麻 芥菜 向日葵大麻等。
③瓜菜作物 有18种，50个品种。其中栽培的有韭菜菠菜 葱 芹菜包菜 白菜 茄子 辣椒 蔓菁芫荽 胡萝卜 大蒜 洋姜 白萝卜 西红柿 西瓜甜瓜黄瓜南瓜胡芦等。
二、林果木 ①林木共59种，其中栽培的乔木有二白杨小叶杨钻天杨新疆杨北京杨榆树槐树柳树等15种；野生乔木有青海云杉落叶松祁连圆柏 山白杨等8种。灌木有串地柏 金露梅 山柳 红柳 黑柴 柠条等20多种。
②果类共11种。有苹果 苹果梨楸子 杏子葡萄 沙枣 桃 山楂等。野生的有野酸果、野杏子等5种。
三、绿 肥共5种。有紫花苜蓿 草木樨 毛苕子箭舌豌豆等。野生的有野豌豆、苦豆子等3种。
四、种植牧草 有草木樨 苜蓿箭舌豌豆 老芒麦披碱草 沙打旺红豆草等。
五、药用植物 栽培的有红花菟丝子。野生的有甘草大黄麻黄黄芪 秦艽 枸杞 益母草 柴胡 羌活 防风 蒲公英 车前子 狼毒 马兰 紫苏 薄荷 王不留行等。
六、野生食用植 物发菜蘑菇黄葑地卷皮 沙棘蕨麻等。
七、观赏植物 有美人蕉（花入药） 吊兰夹竹桃（根、花入药）牵牛花（子入药） 菊花鸡冠花（花、根入药） 牡丹（皮入药） 芍药（根入药） 玫瑰（花、根入药） 月季花（花、叶、根入药） 仙人掌仙人球海棠风仙花（也称指甲草） 金丝莲绣球梅石榴 山丹花大丽花文竹君子兰等。
八、野生植物
与农作物混生的杂草有燕麦 百花子苦苦菜舌灰条节节菜谷莠子 扁蒿子小蓟（刺杆）等。此外，可供放牧的有隐子草垂穗披碱草赖草 本氏针茅 短花针茅 沙生针茅 疏花针茅 紫花针茅 异针茅野燕麦冠芒草紫花芨芨草老芒麦披碱草 扁穗冰草 苏丹苜蓿 紫花苜蓿 黄花苜蓿 杂种苜蓿 甘蒙锦鸡儿 西伯利亚锦鸡儿莳萝蒿 冷蒿 茵陈蒿木紫菀阿尔泰紫菀乳白香青高山紫菀盐爪爪合头草珍珠念念骆驼蓬 独竹菜 蒙古马康菜 田旋花 箭叶旋花 二裂萎陵菜 多裂萎陵菜 黄花木本萎陵菜珠芽蓼球花蓼细叶苔硬叶苔别氏蒿草多根葱蒙古葱 野韭菜 聚合草红沙等。
第四节 矿产资源
境内矿藏资源比较丰富，已经发现的有煤铁铜 硅石石灰岩耐火粘土 石英 石膏 铅锌等10多种。
一、煤矿 煤储藏量最多，有4亿吨。主要分布在东水泉 花草滩石湾子羊虎沟 柴胡子 王家湾前窑平坡长山子等地。
东水泉矿区 位于县城东46公里处。1958年至1970年，由原西北煤田地质局133队和145队先后进行了勘探工作，储量为7558.3万吨。东水泉条带，含煤两层，煤厚7.5米左右，位于上组，比较稳定。为中灰——高灰、低硫——中硫气煤类。
平坡、前窑矿区 位于县城西南14公里处，地形为丘陵平原。1955年至1973年，133队和145队对平坡、前窑1—6号井煤田进行了精查地质勘探工作，基本搞清了地层构造及含煤性，煤炭储量为6404.2万吨，主要煤层4层，厚2.71米，较稳定。上含煤组2—3层，煤层薄而不稳定，一般不可采。中含煤组2—3层，比较稳定，一般厚0.6—0.71米。为主要可采煤层。煤种牌号为中灰富硫的肥——焦煤类。
花草滩煤产区 位于县城东约45公里处，1971年145队对花草滩矿区进行过详查勘探工作，煤系地层上石炭统，主要煤层3层，厚度6.72米，比较稳定，煤层各级储量为1.03885亿吨。煤系地层厚160米，煤质好，储量大，需进一步勘探后建井开发。
新河煤产区 位于县城东南20公里处。1956年133队对新河矿区进行了普查勘探，对浅部的构造和含煤性进行了初步的了解，煤系地层为上石炭统，主要煤2层，厚度1.14米，获得储量为656.6万吨，可供地方小煤矿生产。
羊户沟矿区 位于县城东南52公里处。1972年由145队对羊虎沟矿区进行了精查和勘探工作，基本上查清了构造形态及含煤性，划分了井田，获得各级储量1046.88万吨。
长山子矿区 位于县城东南80公里处，有军马场经营煤矿一处。1956年145队进行普查，1961年192队发现长山子区隐伏煤系含厚煤（一层达20.59米）。1968年145队在长山子区钻探2366.29米，1977年探明区内煤系分布点有窑坡、长山子等地。经历年物探及钻探，长山子煤矿储量为1.7066亿吨。其中可靠储量8042万吨。含煤性好，赋存深度适宜，含煤4—8层，可采3—4层，为弱粘煤，煤厚8米，煤系地层为上石炭统。煤质好，为山丹之冠，原煤灰份16.18％，精煤7.63％，发热量达7747卡／克。
二、铁矿 储藏量80.34万吨。主要分布在黑山头、三岔口、猫狐洞、大口子、深沟井、独峰顶等地，矿石以赤铁矿为主，其次是磁铁矿和褐铁矿。
黑山头磁铁矿 位于县城北18.2公里，畅通汽车。1960年甘肃省冶金地质局勘探队探测，矿区西为第四系覆盖，南与下白垩统矿红色粗砂岩为断层接触。含矿围岩为前震旦系北大山群上岩组，含铁石英片岩、绢云绿泥石英片岩、黑云柘榴石英片岩、阳起透闪石花钙质石英片岩、透辉石大理岩。近矿上、下盘见少量透辉石、柘榴石矽卡岩。
黑山头矿区，地处祁吕山字型构造西翼之龙首山褶带北坡，河西系成员三岔——黑山头扭性断层之西盘上。矿区次级构造复杂，以280°及340°的走向压性及扭性断层较多，北东向扭性断层次之。岩层受断裂构造的切割，产状较乱，以280°＜70°—80°较多，褶皱也较复杂。总体看为一背斜构造，南翼被断层所切而破坏。断裂构造与矿产的关系对似层状矿体说，北西向断层起了破坏作用，而北东向断裂则成了海西晚期含铁热液的有力成矿通道。
该矿床分上下两个含铁层位，按东西两矿段分述如下：
①西矿段 为上部矿层，呈似层状。由断层割裂呈4个矿体产出，全长650米，厚7.72米。矿石类型：主要为致密块状磁铁矿，含锰磁铁矿，次为含锰赤铁矿、假象赤铁矿。此外含有赤铁矿、褐铁矿、水锰矿、硬锰矿、磁黄铁矿等。矽卡岩及变质矿物有透石辉、阳起石、夕线石、透闪石、柘榴石、磷灰石、绿泥石。脉面矿物由石英、方解石、水镁石、石棉等21种矿物组成。品位TFe20—47％，平均34.81％，个别达50％。
②东矿段 下部矿层，由两个矿带（体）组成，呈似层状、透镜状、脉状产出。矿石类型，主要为致密块状赤铁褐铁矿石，也见有块状磁铁矿及含锰磁铁矿石。组成矿物含有水锰矿、软锰矿、锰矿、硫铁锑矿、黝铁矿。局部也见有矽卡岩矿物，透辉石、透闪石、柘榴石。脉石矿物以石英为主及少量方解石等15种矿物组成，品位TFe20—40％，平均36％。
③储量 东西两矿段共计80.09万吨的小型矿床。
三岔口赤铁褐铁矿点 位于县城北10.5公里处。地处上震旦统下岩组，由硅质灰岩、薄层灰岩、千枚岩、石英岩、安山凝灰岩组成。铁矿与破碎带有关，铁矿围岩以硅质条带灰岩及铁染千枚岩为主。矿点范围内，以北西向的走向高角度压性断层为主，见于已破裂的硅质条带灰岩内，破碎宽带8米断层而不平整。另见有次级小的羽毛状斜切断裂，规模较小，具清楚的磨刀石铁矿即与这些小构造密切有关系。矿化范围东西长900米。矿体集中在西段450米内，东段仅有零星矿体出露，矿化宽50米，区内矿体9个，长2—3米，宽0.5—2米。储量2.7万吨。
此外，还有独峰顶、猫狐洞、深沟井的赤铁、褐铁矿点以及清水沟脑的赤铁矿点等。
1958年大炼钢铁时，曾土法开采冶炼，铁质优良，但因矿石品位低，开采难度大，经济效益差，故暂停开采冶炼。
三、铜 矿主要分布在独峰顶车站北，位于县城东约13公里处，共有含铜石英脉156条，长1—30米不等，宽0.03—0.1米，品位一般为0.16—0.6％，最高2.62％，除个别较高，普遍均低。储量不清，未开采。
四、硅石 主要分布在龙首山、黑水沟一带，位于县城北。储藏量为5838万吨，山丹焦化厂、山丹农场、山丹农修厂建炉生产硅铁。
五、石灰岩 主要分布在县城东北8公里处白石头湾和离城10公里的青石头湾、三岔口以及直距14.45公里的破拉麻顶等地，储量为13811吨。近几年，清泉、东乐等乡、村在白石头湾、青石头湾以及三岔口开采利用。
破拉麻顶石灰岩 该矿床质量较好，储量大，多为质量较纯的结晶灰岩。长1.3公里，厚30—300米，是一个大的扁豆体。估计储量为1.3282亿吨，为一大型的石灰岩矿床。
六、耐火粘土 主要分布在东水泉、平坡老窑和前窑一带。储藏量2.9876亿吨，其中东水泉诸量为1276万吨，前窑为2.86亿吨。是发展山丹传统陶瓷事业的重要原料。
七、沙石是建筑业的良好原料，主要分布在黄蒿河和红沙河，储量约1700万立米。
八、石膏 主要蕴藏于县城北37.5公里的太兰泉，共3层，厚度8米，可开采厚度0.1—1米，主要是纤维石膏、透明石膏、雪花石膏。藏量尚未探明。
九、石英 主要分布在龙首山和三家盘道、悬山等地，储藏量1895万吨。长石质石英砂，储量50万吨，主要在红寺湖。
十、磷矿 主要分布在青井子一带，储量200多万吨。
十一、金矿 在大马营乡窑坡村东大黄山中曹家口子一带，未经勘探，储量不清。
第七章 自然灾害
山丹县自然灾害有旱灾、洪灾、风灾、雹灾、冻灾、病虫害和地震等，其中以旱灾为最多。
第一节 旱灾
山丹气候干燥，旱灾类型有冬旱、春旱、春末夏初旱、伏秋旱等，尤其春末夏初旱对农业生产影响最为严重。自清初至建国前的300年间文献记载的旱灾达23年。其中民国时期38年中，发生旱灾就有12年。中华人民共和国成立至1988年的39年中，干旱就达11年，其中大旱7年。明代以来史料记载的主要旱灾有：
明崇祯十四年（1641年），大旱致灾，民饥。
清康熙二十九年（1690年），大旱。
五十二年（1713年）夏秋大旱，发仓粮贷贫民。本年赋税俱缓征。又出粟平仰市价，赈济贫民。
雍正七年（1729年），大旱致灾。应征粮草豁免。
十三年（1735年）入夏以来，旱灾，禾歉收，民饥。
乾隆十七年（1752年），旱灾偏重，禾少收，减免赋额。
三十年（1765年），旱灾，民饥。
三十三年（1768年），旱灾，歉收。
四十年（1775年），遭旱致灾，民大饥。
嘉庆六年（1801年），夏秋均旱，成灾，禾麦歉收，民饥甚。
道光十八年（1838年）旱，民大饥，道殣相望。
同治七年（1868年）大旱，饿殍载道，人相食，状极惨悯。
十三年（1874年），大旱，民饥。
宣统元年（1909年）大旱，民大饥。
民国5年（1916年）大旱，三至六月，滴雨未落，草木枯黄。
13年（1924年），旱灾。
14年（1925年），旱涝成灾，禾歉收。
15年（1926年）大旱后复雹成灾，民大饥困。
17年（1928年），空前大旱，春不能下种，夏复亢旱，寸草不生，秋又遭雹成灾，禾苗枯萎，全年无收。
18年（1929年），旱灾严重，民饥，树皮草根吃尽，卖儿鬻女，四散逃荒，人死无数，尸横梗道，臭不可近，有掘尸碾骨者。
21年（1932年）旱灾奇重。
23年（1934年），天道亢旱，禾多枯死，收成大减，民大饥。
24年（1935年）大旱，灾情严重，农业歉收，民不聊生，四散逃荒。山丹县第二区高寨、四坝、十里堡村有102户逃流外地；仙堤乡外逃200余户；全县有灾民3.5万余人，占全县人口2/3。
25年（1936年），春夏大旱，民多失种，逃亡谋生者众。有施舍炒面者，每日每人4两，情极惨悯。
26年（1937年），旱灾严重，田禾伤惨重。民大饥，国民党政府拨款救济，但经办官绅，互相勾结，逐层中饱，饥民所得无几。
28年（1939年）旱灾，民多饥。
30年（1941年），大旱。
32年（1943年），入夏以来，雨泽悠期，旱情严重，去冬无雪，今春亢旱，夏田不能下种，民饥。
中华人民共和国成立后，开展农田基本建设，兴修水利，改良土壤，耕制改革等措施，干旱的危害大为降低。
1957年全县大旱，少种3.1474万亩，减产584万公斤。
1962年全县大旱。从1961年秋至1962年8月未落过一场透雨，全县水流量由6.29秒立方下降为5.09秒立方。春播只完成22.0151万亩，占计划的60.7％。受旱灾面积16.1925万亩，山滩旱地基本无收，粮食总产量仅902.5万公斤，人民严重缺粮，采集刺蓬科、麦秸等，大搞代食品，维持生活，出现浮肿、干瘦病人2942人，人口外流1651人。
1963年旱灾，受旱面积11.9193万亩，老军、双寨、花寨、静安4个公社23个生产队，因灾减产831.87万斤。
1966年全县大旱，成灾面积24.9645万亩，减产1625万公斤，政府拨救灾款24.6202万元，回销粮食2690万公斤。
1974年，夏旱，粮食比1973年减产821万公斤。
1981年全县大旱，干旱持续10个月之久，白石岸、后稍沟、瓷窑口等河断流，减少水2016万立方米。2.5551万亩山滩旱地墒情很差，不能下种；只完成播种面积34.4126万亩。4.2225万亩水地，未浇安种水。老军公社只完成1.9186万亩，占计划59.4％，实收96万公斤，减产179万公斤。全县成灾面积18.0437万亩，粮食减产2194万公斤，油料减产204.5万公斤。
1985年，大旱，山滩旱地面积较大的马营、老军、花寨子、霍城、李桥和缺水的东乐乡受灾严重，全县14.3667万亩受灾面积中，有2.9588万亩无收益，减产1434万公斤。大牲畜死亡660头，羊死亡8163只。马营乡、老军乡减产一半以上。
第二节 洪灾（含雹灾）
山丹县三面环山，中间低洼，每逢暴雨，则山洪倾泻，多泛滥成灾，洪灾以秋季最多，夏季次之。山丹大暴雨机率虽小，但降水多为阵性，间或有冰雹，强度大而集中。
我县常受山洪侵袭的地区主要是沿龙首山南坡兰新铁路、甘新公路一带、瞭高山北坡、大黄山北坡和西坡等。自1953年—1983年，共出现大、暴雨50次，其中暴雨6次。又以7、8月占多数，达34次，占大暴雨总数的68％。强度最大的一次暴雨是1979年7月26日，日降水量49.9毫米。一次连续最大的是1974年7月28日—30日，达65.2毫米。均造成不同程度的经济损失。史料记载的主要洪灾有：
汉安帝延光元年（122年）四月，大雨雹如斗，毁损禾苗。
元泰定帝泰定二年（1325年）二月，大雨，水漂没行帐孳畜。
清乾隆四年（1739年）雨雹，杀禾，歉收，民饥。
乾隆二十四年（1759年）大水冲毁南关城郭。
乾隆四十年（1775年）蠲水冲地亩粮草，粮486.81石，草12515束。
德宗光绪十年（1884年）七月初四日，雨雹，大如鸡卵，伤禾甚重，岁饥。
光绪十六年（1890年）六月十三日，骤雨一小时许，洪水冲城郭、农田、民房。
二十七年（1901年）秋七月初四日，大雨，平地水深尺许，粘滞如胶漆，味腥臭，伤禾重。
三十年（1904年），大雨雹，伤禾。
民国10年（1921年）河水大涨，冲没东乐各坝田苗。
11年（1922年）水灾。
13年（1924年）3月8日水灾。之前连降15天大雪，突然酷热，积雪融化，发洪水24小时。
28年（1939年），冰雹、洪水、灾重、民多饥。
30年（1941年）冰雹。
34年（1945年）冰雹、水灾，损失颇重。
1952年7月22日下午，一、二、四、五区均降暴雨，约2小时许，平地水深半尺以上，二区在1尺左右。山洪突发，大黄山寺沟河流泻洪水充溢于60余丈宽的河床中，深5尺左右，汇入县城附近沙河时，水头两丈多高，冲毁田禾9457亩，冲毁渠坝107处，树3000多棵。马营河流域22盘磨坝全部冲毁，冲断公路4处，冲毁路面20余公里，头坝泉地下水工程被淤报废，马营河五闸分水坝工程也被冲毁。淹死2人，窑塌压死3人，压伤1人。至东乐，汇入平坡、马头山洪水，势愈盛，冲毁二郎庙，淹死1人。
县党政领导带领干部、居民冒雨抢救，挖沟引洪，23日动员400多人抢修公路，并发贷款200万元。
1953年7月22日下午，夹河、花寨子、周家河湾、陈家河湾、下寨子一带，冰雹倾盆而下，大如杏核，约1小时，959.52亩庄稼受灾。
1955年8月4日、5日，下大雨35.8毫米，山洪冲断道路，小麦有损失。
1960年8月6日至7日，下大雨47.4毫米，山洪冲毁县城东门桥，南路交通中断3天，农田受损。
1963年8月13日降大雨，北山洪水猛发，静安公社祁店和二十里堡两个大队的10户房屋财产被冲走。
1964年8月8日，下暴雨30.5毫米，城北山洪冲断公路数百米，铁路桥一座，交通中断两天，淹没农田。
1965年7月31日，李桥、霍城、老军等公社雹灾。受灾6407亩。8月3日，清泉公社的城北、十号、郇庄和县城南街受水淹，倒塌房屋26间，淹没农田80亩。
1971年8月30日至9月3日连阴雨5天，雨量79.3毫米。庄稼发芽霉烂，损失严重。
1974年7月28日至30日，下大雨和暴雨65.2毫米，瞭高山、北山山洪齐发，清泉乡南湾村85户受灾重，倒房63间，淹麦田205亩，冲走粮食1.3795公斤。
1974年8月5日至6日，下大雨34.7毫米，水淹房168间，县城小东门桥冲断，南路交通中断数日。
1977年7月21日，下暴雨32.3毫米，全县各地受灾，冲淤苗地1.2862万亩，毁房865间，淹死1人，猪57口，毁坏公路8公里，建筑物16座，损失粮食81万公斤，油料10.5万公斤。
1978年6月25日至26日，下暴雨38.4毫米，局部受灾，冲倒房48间，围墙780米，毁田禾1222亩，渠道980米。
1979年7月26日，暴雨，日降水量49.9毫米，小麦、油料严重出芽霉烂，减产两成。
1984年6月13日，雹灾、洪水。老军乡峡口村秦会明养羊107只，死70只。
1984年6月30日，暴雨，冰雹。霍城乡死羊108只；陈户、位奇乡的620亩西瓜和霍城乡的2100亩油菜受雹灾。全县受灾面积达3840亩。
1984年7月3日霍城乡的东山、刘庄、西坡等地带，降暴雨1小时左右，起洪成灾，西关村农民吴某卷入洪流淹死。刘庄、甘泉村冲倒围墙40米，倒塌房屋两间，畜棚6间。
第三节 风灾
风灾，一年四季均可发生。春季大风，吹走肥土，地跑墒，影响播种和出苗；夏季大风，常使农作物倒伏，籽粒脱落，造成减产。
干热风常发生在6月下旬或7月下旬，俗称“火烧风”、“热东风”。此时，正是一、二类区小麦抽穗、灌浆期，所以影响最大。文字记载的风灾有：
元始祖中统元年（1260年）山丹耀碑谷大风，昼晦。
明世宗嘉靖二十六年（1547年），七月十六日，风霾昼晦，色赤复黄。
清乾隆十八年（1753年）七月，大风昼晦，逾三、四小时始止。
光绪二十二年（1896年）五月二日下午3时许，大风、暴雨、昼晦。
民国17年（1928年）4月，东乐，暴风扬尘，飞沙压没农田2100余亩，大损禾苗、蔬果。民国23年（1934年），狂风大作，飞沙走石，成灾甚重。
1952年4月9日下午4时，黑风由西北来，一霎时暗无天日，伸手不见五指，约50分钟左右。部分地区受灾，牧童堕岸落水的10人，损失耕牛33头，马19匹，驴3头，羊425只，刮倒房屋两间，风后下大雪。
1954年2月10日，半夜刮黑风，次日上午8时半，发生7.3级地震。
1977年4月22日傍晚，刮8级“黑风”。
1981年，刮8级以上的大风17次，比历年同期多7次，严重影响了作物生长。
第四节 冻灾
山丹无霜期短，容易发生霜冻。早霜冻川区最早出现在9月3日，山区最早是8月11日，晚霜冻在4月下旬到5月底终止。最晚的山区在6月下旬，川区最迟在6月上旬。历史记载的冻灾有：
清光绪十一年（1885年），秋七月，大雨雪，南山禾稼受灾重，歉收，洪水冲毁田亩。
光绪三十年（1904年）秋七月，大雨雹，禾冻秕。七月二十二日，东乐等地大风拔树，雪深数尺，禾苗尽偃。
民国24年（1935年）5月，黑霜成灾，二区各村灾情尤重。
1957年，川区5月26日晚霜冻，9月25日早霜冻，无霜期121天。山区晚霜冻6月22日，旱霜冻9月5日，无霜期为74天，农作物受损。
1968年9月4日，霜冻。南部沿山区的马营、霍城等乡尤为严重，无霜期只有96天，小麦和豌豆减产。
1972年9月1日中雨后猛转晴，次日凌晨，南部山区气温下降9.6℃，地面温度降至－5℃霜冻，粮、油受害面积达8万多亩。
1976年9月7日霜冻。大马营乡马营村粮食作物6557亩受冻，比上年减产15万公斤。
1979年9月1日和9月12日霜冻。全县受灾减产1079万公斤。大马营乡双泉村上泉生产队，粮食亩产由1978年的82公斤下降到65公斤，亩减17公斤。
1981年5月1日，寒流侵入，气温急剧下降。2日至4日气温突降到零下11.3度至16.7度，全县有9580亩已出土的甘兰型大油菜，200亩蔬菜，6亩胡麻，因严重受冻而重种。5月15日，再次受强霜冻。两次冻害受灾面积达15.6391万亩，成灾面积4.9036万亩，减产五成以上，其中甘兰型大油菜1.5384万亩，冻死幼苗八成以上的7070亩，五成以上的8314亩，受冻成灾的小麦3.2758万亩，灾情六成以上的1.65万亩，四至六成的1.6258万亩，豌豆、蔬菜894亩，全部冻死。陈户公社10个大队，受冻成灾的9个大队，播种各类作物4.1362万亩，受冻成灾面积2.6792万亩，占总播种面积的64％。冻害发生之后，全县出动6987人，趁雨后抢种粮食作物1215亩，油料1.8430万亩，改种9550亩。
第五节 病虫害
山丹县现有作物病害89种，其中粮食作物病害47种，油料病害8种，果树、蔬菜病害34种，各种虫害55种；鼠害5种；农田杂草31种。病虫害一般发生在大旱之年或之后。在不同的气候条件下，会产生不同的病虫害。如在公元1271年（宋末元初）以前，蝗虫较多，以后历史记载中，逐渐少见，证明山丹气候趋于干燥，植被减少，不适宜蝗虫生存。历史记载的病虫害有：
西汉武帝太初元年（公元前104年）夏天，蝗虫从关东飞到删丹等地。
西汉平帝元始二年（公元2年），秋，全境蝗害，食禾稼、麦歉收。
晋惠帝永兴元年（公元304年），夏五月，大蝗，草木、牛马毛鬣皆尽，民饥并疫。
西晋愍帝建兴四年（公元316年）七月，螽蝗食禾。
南朝宋顺帝升明二年（公元478年）蝗，食稼。
唐高宗永徽元年（公元650年），蝗害。
唐高宗永淳元年（公元682年）闰七月，蝗害。
五代后晋高祖天福四年（公元939年）七月，蝗害稼。
天福七年（公元942年）飞蝗害田，食草木皆尽，时蝗旱相继，人民流徙，饥者盈路。
南宋，孝宗淳熙三年（1176年）（西夏乾祐七年）蝗大起，食稼殆尽。
明崇祯十四年（1641年）蝗，成灾重。
清同治五年（1866年），鼠害严重，夏苗被啮。秋，麻雀啄食黍粒殆尽。
清同治七年（1868年），田鼠食苗，雀食粟殆尽。
清光绪三十三年（1907年）五月，峡口、老军寨诸处，蝗虫食禾稼殆尽，其蝻积地厚尺许。
民国35年至38年，全县小麦发生腥黑穗病。芦家堡等村尤为严重，病禾占60％。 1954年，全县发生小麦腥黑穗病，散黑穗病，发病率15—20％，通过药剂拌种，推广抗病良种等有效措施，到70年代初，发病率降低到0.1—0.3％。1982年又有回升，全县平均发病率为0.48％。
1954年至1955年，土蝗在霍城、李桥、马营等5个乡大发生，被害农田15万亩，草原20多万亩。霍城乡河西等村和李桥乡沿山小麦叶片被吃光，地边禾穗被咬掉。经省、地、县联合进行统一防治，基本消灭。
1956年至1958年，全县发生鼠害，面积达59万亩，每年被害农田30万亩左右，每年因鼠害损失粮食在100万公斤以上。鼠害主要有长沙土鼠、草原黄鼠、鸣声鼠、中华鼢鼠4种。
1960年，由于大旱，蚜虫大发生。据在清泉城北调查，每平方公尺有150—200头，最高的达1100头左右。全县发生蚜虫面积达5.8万亩。还发生红蜘蛛，危害面积达3.68万亩。
1962年，全县洋芋发生了环腐病、黑茎病等多种病害；1974年，又发生了病毒病，发病率为1—3％，使洋芋产量逐年降低，品质变劣，面积减少。1982年，县良种场和大马营、花寨乡洋芋发生环腐病、黑茎病混合发病率23％。
1964年，全县小麦锈病大流行，造成麦粒秕瘦，严重受灾社队，减产10％以上。马营、霍城、李桥、花寨乡较严重。其中条锈病发生早，危害重。
1981年由于旱象持续发展，气温迅速上升，蚜虫、黄条跳䖬危害加剧；全县发生面积3万多亩。清泉公社十号四队麦四蚜株率达88.5％，百株有蚜1380头；蚕豆田蚜率达60％，百株有蚜705头。李桥、霍城、马营、清泉等公社，油菜地的黄条跳䖬为害也十分严重，30—50％叶片被蛀孔或蚀缺，个别严重地块叶片被吃光。农业部门防治面积2.324万亩，效果达87％。
1987年至1988年，大黄山林区发生了云杉阿扁叶蜂，危害面积达9468亩，占乔木林面积5.9228万亩的15.9％，严重的5264亩，占虫害面积的59.4％。1988年成立了大黄山林区云杉阿扁叶蜂防治领导小组，省、地拨防虫经费5万元，进行防治。
第六节 地震
在河西走廊地震带上，山丹是地震易发地区，具有发生强震的地质构造背景。是全省破坏震主要县份之一。历史上曾发生过多次强烈地震。自东汉顺帝汉安二年（143年）至1988年的1845年间，先后共发生大、小地震108次（内含仪器测量的轻微地震），其中破坏性大的大地震两次（1927年和1954年）。轻微破坏的9次，较重的5次。邻近地区大地震波及山丹也很严重。
东汉顺帝汉安二年（公元143年）地震，山谷折裂，破坏城寺，杀害民庶。
晋安帝隆安元年至三年（公元397—399年），张掖地震50余次，余震波及山丹县。
晋安帝义熙四年（公元408年）三月二十七日地震，山崩折水。
后魏宣武帝景明四年（公元503年）凉州郡地震，波及山丹。
北魏梁武帝大同十年（公元544年）冬十一月，地震陷，有火光出。
唐肃宗至德元年（公元756年）十一月，地震裂，有声，坏庐舍，至次年六月止。
唐宣宗大中三年（公元849年）十月地震，压死居民。
元武宗至大三、四年（公元1310—1311年）地震，大风，有声如雷。
明宪宗成化十三年（公元1477年）四月，地震有声，地裂中有白毛冰厚五尺，其间有杂沙，呈青、红、黄、黑色。
明孝宗弘治元年（公元1488年），八月十三日，地震有声。
明世宗嘉靖十九年（1540年）四月初九日，地震，有声。
嘉靖三十三年（公元1554年）四月初八月，地震。
嘉靖三十五年（1556年）十一月初二日，地三震，声如雷，城关多坏。
嘉靖三十九年（公元1560年）七月初六日，地震有声。
嘉靖四十年（公元1561年）二月初八日，地震有声，坏城堡，庐舍。
嘉靖四十一年（公元1562年）十月二十日，地震。
嘉靖四十五年（1566年）十月十四日，地震。
明申宗万历十九年（公元1591年）十月，地震，坏城垣。翌年修补，增筑南关城。
明庄烈帝崇祯七年（公元1634年）十二月东乐地震。
明崇祯十四年（公元1641年）五月十四日，东乐地震。
清圣祖康熙三十八年（公元1699年）地震，魁星楼摇倒，损坏房屋，压伤人畜无算。
清光绪二十二年（公元1896年），十二月初四日夜，地震有声，自西南而东北。
光绪二十八年（公元1902年），十月初九日戍时，地震，有声如雷。
民国9年（公元1920年）十一月初七日，东乐地震。
民国16年（公元1927年）四月二十三日（公历5月23日）上午5时20分，甘肃大地震，山丹、武威、古浪一带极为剧烈，震中烈度为11度，震级为8级。山丹波及村庄170余处，倒塌土窑50余处，民房5820间，压死居民880余人，牲畜1万余头。
1954年2月11日上午8时半，山丹发生7.3级地震，龙首山北红寺湖为震中，震中烈度10度，震中北纬38°50′，东经101°30′。大湖、高泉山、马莲井、亚马头一带普遍出现地面裂缝，山崩滑，民房倒塌；双窝铺及大湖一带，河槽和两岸田地里有顺河方向的大裂缝，河岸黄土普遍崩滑，沿河村庄民房，几乎全部震倒，湖滩裂缝有小泉涌出。草沟、三十里堡、东乐旧城、大佛寺、小寨子一带，建筑屋墙壁裂缝，倾斜或倒塌。全县压死人50名，压伤329人，并伤亡牲畜282头，倒塌房屋7277间，人民财产损失极大。
震前2月10日晚半夜刮黑风。震时有声如雷，门窗轧轧响，人摇晃不定，从2月11日至9月20日，余震达43次，其中4.5级至7.3级达7次。
甘肃省政府拨款5亿元（合今人民币5万元），进行救灾和恢复工作。同时派出卫生人员携带药械，为受伤群众免费治疗。
1955年3月3日，发生4.7级地震。5月4日发生5级地震。12月25日又发生4级地震。
1956年2月3日，地震。震级为4.6级。3月30日发生4.7级地震。5月4日又发生4级地震。
1960年4月27日5时27分，山丹县以东地震。震级为5级。震中位于北纬39°0′，东经104°4′。
1969年10月17日，地震。震级4级。
1974年9月22日，地震。震级4.3级。
1975年7月31日，地震。震级4.6级。
1978年8月16日，地震。震级5级，震中北纬38°17′，东经101°0′，震中裂度6度。震中区山丹县霍城公社的西坡、泉头及山丹军马三场一带。地震时响声很大，货架上商品倾倒，土坯墙普遍裂缝，不少房屋椽子震断，人惊醒，电灯及悬挂物摇动。
是年11月17日，山丹又发生4.1级地震。
1988年12月26日下午3时34分，山丹发生轻微地震，人有感觉，但无破坏。
山丹县，位于甘肃省西北部河西走廊中段，地处东经100°41′—101°42′，北纬37°50′—39°03′之间，东靠永昌县，西邻民乐县，西北与张掖市接壤，东南与肃南裕固族自治县相连，南以祁连山冷龙岭与青海省为界，北过龙首山与内蒙古阿拉善右旗相望。
境内祁连山、龙首山遥相对峙，焉支山虎踞东南，素有“走廊蜂腰”、“甘凉咽喉”之称，是古代“丝绸之路”通往西域的必经之地。今有兰新铁路和甘新公路横贯全境，交通便利。
县城位于山丹河（古弱水）北岸。在东经100°05′，北纬38°46′处。东南距永昌县城101公里，西南距民乐县城75公里，西北距张掖市驻地65公里，东北距内蒙古阿拉善右旗驻地上井子100公里，东南距省城兰州市446公里，东北距首都北京经陕西、河南道铁路线2342公里。
第二章 地质地貌
第一节 地质
山丹县横跨我国两大一级构造单元，即北部的中朝准地台与南部的昆仑祁连褶皱系，次级构造单元又可分为阿拉山台隆和走廊过渡带、祁连褶皱带。境内南部为祁连山褶皱带，北部为阿拉善地块边缘隆起部分，属前寒武纪。地质构造由祁连山褶皱带、走廊凹陷带、阿拉善地块构成，是阿拉善地块的一部分。
一、地质发展史
元古代时期（距今约19—5.7亿年），祁连山为褶皱带，山丹地区属北祁连地槽。古生代（距今5.7—2.85亿年）时期，山丹地区是一片海洋。
祁连山褶皱带发育进程复杂，元古代即有巨厚的沉积岩与岩浆岩，经吕梁运动（距今约18亿年），全部变质成坚硬的基底。早古生代（距今约5.7—4.4亿年）发生加里东海浸，形成地槽沉积。志留纪（距今4.4—4亿年）末期，发生了强烈的祁连运动，使古生代沉积层形成褶皱隆起，祁连山初步形成。随着古祁连的隆起，山丹南部地区也相对抬升为陆地，形成南山地槽。地槽之南是高出海面的柴达木古陆。泥盆纪（距今约4亿年）海西运动使晚古生代沉积褶皱隆起为高山，加之火山运动，形成祁连山区新的基底。中石炭纪，被海水淹没，古祁连山成孤岛状。海水南北往复，时进时退，形成较稳定的海陆交互相含煤建造，其范围扩展到龙首山区。二叠纪（距今2.8亿年）海水退出，始成为陆地。阿尔卑斯运动（距今约1亿年）时，经过多次断块隆起，并不断上升，始成为今日所见之高山。南山大断层即为此一时期形成。同时在沉降区堆积了巨厚的陆盆沉积，走廊地区在三叠纪以后，陆相地层厚达7000米以上。
震旦纪前，龙首山一带为凹陷带，沉积了巨厚的元古代地层。在吕梁运动的作用下，开始隆起。震旦纪末，受贝加尔运动的影响，北部地区地壳褶皱上升，隆起为陆，海水退却，并遭受强烈的区域变质作用，龙首山初具规模。自寒武纪（距今5.7亿年）以来，一直是暴露在海面以上的高地，至中石炭纪（距今约3.5—2.7亿年），又被海水淹没。石炭纪末期的地壳运动使海水全部退出。三叠纪（距今约2.25—1.9亿年），晚期经过印支运动，结束了海浸历史，境内隆起形成陆地。奥陶纪早期，焉支山也开始隆起，接受浅海沉积，并有火山喷发。
祁连、焉支和龙首诸山的上升不止一次，与之相邻的走廊地区不断下沉，堆积了巨厚的陆盆沉积。侏罗纪（距今1.95—1.35亿年）境内形成一些零星的山间盆地，有煤的堆积。白垩纪（距今1.35—0.7亿年）普遍遭受剥蚀，形成一些内陆盆地和山间盆地，沉积了河湖相碎屑建造，发育有淡水湖泊，孕育有软体动物。新生代第三纪（距今约0.67亿年），内陆湖沼河流分布广泛，第三纪末期之喜马拉雅运动（距今约0.25亿年）以来，平原造成之后，地动再起，破坏猛烈，祁连山及龙首山之北面地层断裂之迹颇为明显，其断线东西延长数百里。尔后又再下沉，接受晚第三纪沉积。晚第三纪末的地壳运动结束了第三纪沉积，并使龙首等山持续上升，和祁连山遥相对峙，走廊形势至是形成。
新生代第四纪（距今约0.02—0.03亿年），经过喜马拉雅运动，地壳处在不断地上升之中，高山地区，发生了多次的冰川作用，侵蚀冲刷而形成许多小型山间盆地，且沉积物随地貌、气候而异：走廊以戈壁平原、山前洪积扇为主，有洪积、冰碛物和河湖堆积；祁连山区以山间冰碛洪积物为主，龙首山区以低山丘陵、沼泽和戈壁平原分别有洪积物、风积物和湖沼沉积物的形成。
距今约1万年前，第四纪冰川大量消融，祁连山负载减轻而更趋上升，山地扩大，盆地缩小。
至于山麓戈壁和盆地绿洲，是地形基本定型后才发育成的。祁连山终年积雪，夏日消融，雪水冲挟泥石，依比重次第沉积，形成戈壁带和绿洲带。
二、地层
山丹地区元古代和古生代，有长城系、震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系等，经地质勘探，主要为石炭系、二迭系、侏罗系、其次还有南山系、白垩系、第三系、第四系等。
1、南山系南面的祁连山，北面的龙首山，东面的大黄山均为南山系地层组成。在峡子山一带出露者，岩性为灰色板岩及略受变质的灰色、灰绿色砂岩，千枚岩及石英岩等，厚度不详。
2、石炭系
在祁连山北麓广泛发育，并有二迭纪地层相伴。石炭纪是山丹主要含煤地层，分布在峡子山北侧，瞭高山南侧及大黄山边缘一带。出露范围较广，分上、中、下三个统，地层厚度变化也较大，而且出现缺失现象，均含煤层。
上石炭统太原群，从岩性和岩相特征可分三组：
上岩性组在平坡和东水泉一带，最大厚度119.2米，最小厚度4米，平均厚度为57米。岩性为灰紫、紫色等杂色泥岩、粉砂岩、细砂岩、砂岩等。
在新河——东水泉一线，由东向西厚度增大，主要含煤于底部，在羊虎沟矿区地层厚4米，平坡矿区厚52米。
中岩性组 在东水泉、花草滩一带，最大厚度65.96米，最小为41.09米，平均51米，岩性为灰—灰黑色泥岩、煤层组成，间夹粉砂岩、底部为砂岩。
下岩性组 在东水泉、羊虎沟一带，最大厚度62.25米，最小为11.8米，平均厚度为36米，为灰黑色泥岩、砂质泥岩、煤线组成。
中石炭统羊虎沟群分布于羊虎沟、绣花庙一带，较发育，厚度大于63米。由灰色中粒石英砂岩、板岩，含砾石石英砂岩等组成，夹薄层灰岩。
下石炭统臭牛沟群在南洼顶一带，厚度大于145米，由灰岩、白云岩、石英砂岩、细砂岩和灰质板岩等组成，夹赤铁矿扁豆体。
3、二迭系和三迭系 二迭纪俄博系，分布颇广，沿祁连山皆能见之，平行于臭牛沟、羊虎沟系以上，与祁连山系接触，岩石为黑灰色石灰岩、灰白色砂岩及黑色页岩，夹有煤层等。
下二迭纪大黄山系 分布在花草滩、东水泉、新河、平坡、大黄山、瞭高山、峡子山一带，与石炭系相伴生，为陆相碎屑岩沉积，也是重要的含煤地层。岩性为黄绿色砂质页岩及砂岩为主，砂岩中云母含量丰富，地层厚度18—119米，一般20—30米，整合或假整合于上石炭统之上。
三迭纪西大沟系 瞭高山南侧一带出露，与二迭系相伴存，岩性以紫色块状砾状砂岩为主，夹极少量紫色页岩。砾石呈半圆形，或呈棱角状，胶结较疏松，不显层理。厚38.7米。
4、侏罗系 分布于新河、平坡、大黄山西侧和瞭高山南侧一带及龙首山断陷盆地，分上、中、下三个统，均含有煤层，山丹主要是中侏罗统，为次要含煤层。岩性下部为灰白色或灰绿色砂岩及灰黑色炭质页岩，夹少量煤层。厚33.9米。
中部为灰白 色砾岩或灰绿色砂岩，黑色页岩夹煤层，厚106米，上部为灰
绿色砾岩，厚1000米。
5、白垩系在吴宁寨西侧及新开坝、瞭高山东侧一带均有出露，大黄山西侧、新河等处亦广泛分布。吴宁寨剖面岩性，下部为紫色页岩或泥岩及薄层砂岩。厚376.93米，上部为灰黑色纸片状页岩夹薄层细砂岩。其中发现昆虫化石及植物化石。岩层厚195.5米。
6、第三系分布在瞭高山、石沟河两岸、丰城堡、马莲井等地。岩性以粗碎屑岩为主，由紫红色、暗紫红色砾岩、砂砾岩等组成。
7、第四系一般可分为三期，普遍构成阶地，其中以第二期最发达，在上、下西山台子一带分布，高出河床20—30米。岩性为灰色砾石层夹棕红色泥质砂土条带，或为灰白、灰黄色砂土层，构成同期阶地，厚度10—15米。
三、侵入岩
境内出露的侵入岩种类较多，有超基性岩、中性岩、酸性岩等。主要侵入时期是加里东期，海西期也有活动，但以脉岩及小型侵入体为主。
1、加里东中期超基性岩分布于龙首山区，规模小为600×100米，岩体为绿黑色，块状，中粒结构，中心部位为橄榄辉石岩，边缘为橄榄岩。
2、加里东中期石英闪长岩分布于大黄山西部等地，呈岩基、岩株产出，岩体中部出现闪长岩。
3、加里东晚期斑状花岗岩 广泛分布于龙首山、大黄山、瞭高山等处。岩石红色，似斑状结构，花岗结构、块状构造。
4、海西期花岗岩分布于龙首山区，在黑山头磁铁矿区内，出露少量的中粒花岗岩脉，也见一些海西晚期的钾长花岗岩脉穿插；三岔口赤铁褐铁矿点也有海西晚期花岗岩，成脉状或小岩枝出露于西部和南部。
四、地质构造
山丹地处祁吕贺山字形构造体系的西翼，有祁吕弧形挤压带，S型旋扭体系，河西系与阿拉善弧形构造带，它们彼此交接、包容、归并，构成错综复杂的构造形态。
1、褶皱
①山丹火车站——马莲井向斜 为龙首山南缘的一个不太明显的隐伏向斜构造。东西长约75公里，平均宽11.5公里，面积约863平方公里。
②北窑（野猫山）——新河、峡口背斜与山丹火车站——马莲井向斜走向近一致，为北42。西，在山丹县城南至新河峡口一线，长约50公里。南盘下降落差达400米，西至北窑附近抬起，故该背斜为两端翘起的隐伏背斜构造。
③平坡—羊虎沟向斜北与北窑（野猫山）—新河峡口背斜，南与峡子山——大黄山背斜紧密相邻。轴向北450西，轴部位于平坡、郭家泉、甘泉、绣花庙一线，轴线长50公里，为两端翘起、中间隐伏的向斜构造。
④峡子山——大黄山背斜 为山丹槽地南缘隆起带，轴向北45°西，延长约25公里，两端出露寒武系，中间隐伏。
2、断层
境内断层发育，在基岩裸露区表现比较清楚。
①走向断层 密集于龙首山区和祁连山区。在龙首山区，由于受祁吕弧形挤压带的控制，走向断层较发育，以310°方向，间距为200—400米密集分布，断层倾角70°—80°，沿断层具有破碎带，断层线呈微波状起伏，上升泉间断分布，故属压性冲断层。
祁连山区，断层呈束状，近平行排列，因受祁吕弧形挤压带的控制，在小范围内密集排列着走向310°的正或逆断层，延伸长度达数百公里，如大黄山—永昌北山隆褶皱带及大马营——永昌坳陷带。这一带构造体系属祁吕山字型弧形褶皱带西翼中段次级构造。有几条较大断层，走向逆断层。沿大黄山南麓分布，共长99公里，其中一条长45公里以上。窑坡及红山窑煤系南延被切，断距大于600米，在周家窑见断裂面，断层走向近东西向，倾向北，倾角75°。另有大马营隐伏断层，走向280°，断层向西延伸到民乐的永固，长30公里。
平川区，由于受S型旋扭构造体系的影响，在各部位断层方向是：绣花庙北断层呈340。，大黄山断层呈290°，倾角80°，均属压性冲断层。另外还有新河—柴火沟南压性断层，方向北45°—70°西，倾斜东北，倾角28°—38°，断距长30公里。上盘抬起变浅，东部断距较大。平坡—峡口断层，长达36公里，东段插入北窑一峡口背斜之内。
②平推断层 在走廊过渡带内较发育，受河西系构造体系的严格控制。如东水泉平推断层，走向3400等。
③其它断裂 一是张扭性断裂。境内显示清楚的如红寺湖的双窝铺张扭性断裂，方向北15°西，东倾，为顺时针扭动，使地层错动100米至1000米，发生时间为白垩纪，新近有活动的迹象，如在北端的新生代地层仃所活动，此断层向南进入山丹槽地的新河西头至大黄山西缘，断层落差大达60—200米。二是倾压性断裂。瞭高山北的南倾压性断裂，自野猫山至前窑，长5公里，走向北25°西，向东南延伸与平坡——峡口断层相交，羊户沟煤矿区南缘也是南倾压性断裂。龙首山挤压带为一较大的区域性的北倾压性断裂，使向斜北翼边缘下降达数百米以上，具有震旦系变质岩及加里东期花岗岩逆冲于侏罗系、白垩系之上。
第二节 地貌
山丹地处祁连山与龙首山之间，南北高山对峙，中间低缓开阔，东西贯通，呈走廊形。在地球内外力共同作用下，形成高山、丘陵、平川区，波状起伏，地形较为复杂多样。最高祁连山冷龙岭海拔4444米，最低东乐乡西屯沙河1549米。县城所在地1756米，相对高差2895米，平均高度海拔2500米。高度差别大，因之气候、植被分布各不相同。
南与东南有祁连山、大黄山北坡冲积扇、冲积平川，北有龙首山南坡冲积扇，共同汇合于县城、山丹河附近。地势东南高，西北低，成倾斜状，中间为槽形的平原地带。
一、高山
1、祁连山 位于青藏高原北部边缘，在县城南90多公里处，冷龙岭为甘肃、青海两省分界岭。由一系列西北、东南东向平行山岭和山间沟谷组成，基岩裸露，沟壑窄狭。4000米以上山峰有现代冰川分布，是我县天然高山水库。
北坡山间谷地年降水在400毫米左右，阴坡有大片森林，山麓以北有广阔草原。夏季山溪汇聚，穿山而出，马营、霍城两河发源于此。
2、大黄山 距县城40公里，古名焉支山或胭脂山。山体呈东西走向，绵亘于祁连山和龙首山之间，矗立于县境东南。形成浑圆平坦山地，西北坡较平缓，四周多山前冲积扇。海拔2919米，主峰毛帽山高3978米。南北宽20公里，东西长34公里，总面积680平方公里。水草丰美，自古为天然优良牧场。是境内主要水源涵养林地。地势险要，异峰突起，为古今军事要地。
3、龙首山 位于县城北15公里处，海拔2000—2800米，主峰3528米。山势陡峻，中度刻切，深度一般500—700米，东西高，中间低，呈马鞍形。山坡坡度20—30度，南坡陡，北坡缓，因气候条件影响，垂直地貌分布带较明显。海拔3000米左右的地带，植被较好，有小面积云杉和灌木林，随着海拔高度的降低，山前呈半荒漠化地貌景观。由于相对高度大，横断北部风沙再侵，拱卫了山前绿洲农田。又以南坡热力反射，提高积温，有利于山前农作物生长发育。
二、低山丘陵和波状丘陵
1、低山丘陵 主要指瞭高山和独峰顶山以南的长沟山、乃家山、金子山、柴胡山、红山、黑山子、侯家山、楼儿山、峡子山等低山丘陵。海拔一般1800—2000米，刻切深度100—200米，山坡坡度15—25度，谷坡较陡峻。谷底大多覆盖1—2米厚的第四系松散砂碎（砾）石，在干旱气候影响下剥蚀作用强烈，呈荒漠化景观。
2、波状丘陵 主要分布在龙首山北麓和四坝滩以东的红石泉、白水泉一带。海拔1500—2000米，最高达2283米，刻切深度50—100米，最大150米，波状起伏。地形高处覆盖0.5—5米的黄土，其它均为砂碎石、砂砾石，降水多的年份一年生草本植被较茂盛。
三、走廊平原
主要由山前洪积倾斜平原和冲积平原构成，分布在县境内大山前。组成物质为砂砾石和黄土状冲积物，呈半荒漠景观，有部分耕地。
冲积平原 位于龙首山与大黄山之间，四周为低山丘陵环抱，故又称山丹盆地。包括清泉乡全部和东乐、位奇、陈户乡部分地区，为我县主要农业区之一。海拔1556—1950米，自东南向西北倾斜，平均坡降1％，地形较平坦。水系流向与平原展布方向一致，河谷宽阔，刻切深度2—3米，地表覆盖着1—3米亚沙土，土质肥沃，是发展农业生产的优势地带。
冲积倾斜平原 分布在祁连山北麓，龙首山南麓和大黄山南北两侧。从南至北有大马营滩、黄草滩、于定滩、花草滩、青羊口滩和绣花庙滩等。海拔2400—3200米，向西北倾斜，地势较平坦，土层较厚，植被较好，宜于发展畜牧业。石岗墩滩和山羊堡滩海拔1600—1800米，属砾石戈壁平原，植被稀疏。
龙首山北麓的红寺湖倾斜平原，位于县城北15公里处，北以趄坡山与内蒙古阿拉善右旗交界，东起坡拉麻顶、黑山山麓，西至芦泉井，为巴丹吉林大沙漠边缘，海拔1920—2300米，四面环山，地势由西南向东北倾斜，平均坡降4—5％。由于强度的风、水侵蚀，地表多沟谷，覆盖0.5—1米黄土状土，下部为砂碎石或砂砾岩，大多土层中含盐。植被为小量灌木、半灌木组成的荒漠景观。
第三章 气候
山丹地区气象资料，古代文献记载极少。民国时期，也只有粗略的概括，而无精确的记录。1952年9月，始设气象站，观测项目有风向、风速、温度、湿度、降水、蒸发、云能天等。1954年增加气压、地温、日照等的观测。1978年，成立山丹气象局，为县政府部门之一，气象站属之，业务、人事由省气象局领导。现编制15人，设地面观测组、预报服务组，增添传真机、PC1500计算机、高频机等设备。开展天气预报、气象时、旬（月）报以及农业气象观测服务和军民航保障等工作，积累了较全面的气象资料。
第一节 概况
山丹县位于亚洲大陆腹地，远离海洋，近沙漠，植被差，多裸露山地、丘陵，属大陆高寒半干旱气候。具有日照长，太阳辐射强，气温低，昼夜温差大，降水量少而集中，蒸发量大，湿度小，无霜期短，自然灾害较多等特点。春季升温慢，天气多变，风大，冷空气活动频繁，常出现倒春寒。夏季不甚炎热而短促。初秋天气较好，天高气爽，但降温快，中秋节左右易出现寒潮，草木凋谢。冬季寒冷而漫长。
山丹因海拔高度，气候南北差异较大，按农时季节划分为三个类区。北部平川地区（习惯称一、二类区），地势较平坦，海拔1550—2300米。年平均气温为7—3℃，月平均气温3—10月为12.6℃，11月到次年2月为—7.6℃；历年极端最低气温—33.3℃（1955年1月8日），极端最高气温37.8℃（1973年8月9日）；最热年1953年平均气温6.9℃，最冷年1967年平均气温4.8℃。降水条件较差，年雨量195毫米，最多年1979年274毫米，最少年1962年115毫米，一日最大降水量49.9毫米（1979年7月26日）。每年平均有68天雨日。最长连续降水日数10天，最长连续无降水日67天，干旱指数为8.03。雨季在6月下旬至9月中旬，冬春为旱季，年蒸发量为2252毫米。年平均风速2.6米／秒，最多风向为东南风，次多风向为西北风，≥8级大风平均每年有17次，最大风速达28米／秒。无霜期平均151天，无霜冻期138天。
南部沿山地区（习惯称三类地区），海拔2300米以上，地势高，多山地，气温随海拔逐渐增高而降低，降水量则相反，逐渐增多。气候阴湿冷凉，无霜期短，热量不足。年平均气温3—0℃，较北部平川区低4℃左右。月平均气温4至10月为7.9℃，11月到次年3月为—10.6℃。自1957年—1982年25年间，平均气温＜0℃有6年，其中1967年最冷年平均气温为—0.7℃；1965年最热为0.9℃。降水量稍多，为358.8毫米，比一类地区偏多55％，最多年1979年达440.7毫米，最少年1962年为246.4毫米。年平均有降水日95天，年平均相对湿度为60％，干旱指数为2.8。年平均风速为4.4米／秒，大都是西北风和东南风，≥8级大风每年有6次。年蒸发量1694.8毫米。最大冻土深204厘米，平均无霜期102天，结冰日230天，积雪日91天。
第二节 四季特征
气候学划分四季的标准是：候平均气温＜10C为冬季，10C—21.9C为春秋季，≥22C为夏季。据此，山丹平川区春季为100天，秋季为55天，冬季为210天；沿山区春季为65天，秋季为30天，冬季为270天。习惯季节：3月—5月为春季，6月—8月为夏季，9月—11月为秋季，12月—翌年2月为冬季。
一、春季
春季开始，冷暖气流交绥频繁，升温慢，日温差较大，少雨，多干旱、大风、沙尘天气。季均气温2—8C。从3月中旬开始，平均气温≥0C自北向南稳定通过，土壤开始解冻，气候回暖。4月平均气温回升到2—8C,5月迅速升到8—15C，但常有回暖后转冷现象，称为“倒春寒”。随着春季最后一次冷空气入侵，5月份易产生晚霜冻（1981年5月14日霜冻），个别年6月初才结束。春季降水量少，常在16—65毫米之间，占年降水量的15—18％，常有“三年两头旱”。日照百分率和相对温度为全年最小的时段。 由于春冬冷暖交替，大气环流处于调整阶段，全年有一半以上的大风出现在春季。
二、夏季
夏季天气较热，但时间不长，仅有1个月左右。本季度自南向北为13—20C，其中7月为14—21℃，最高有过33℃，降雨量达95—220毫米，占年总降水量的56—63％。每年有1—2次大雨，3—5年有一次≥30毫米的暴雨以及冰雹，时有山洪，造成灾害。6月中旬—8月上旬常有初夏旱、干热风和伏旱现象。
三、秋季
秋分前后，受冷空气影响，冷、暖气流再次交替，秋季降温迅速，气候变凉，降水减少。平均气温为0—7C，常有第一次冷空气侵入，促使早霜冻出现，形成冻害。降水量为36—81毫米，占年降水量的20—40％,9月上、中旬易出现连阴雨天，造成农作物霉烂出芽。深秋短促，能见度好，日照多，多晴天少云。自南向北土壤开始封冻。
四、冬季
小雪之前，即进入冬季，气温急剧下降，多晴冷天气。冬季气候寒冷，平均气温为—8——13C，最冷的元月份达－10—－15C，年极端最低气温多在本月出现，降水量稀少，仅3—13毫米，占全年总降水量2—4％。
第三节 光照
太阳辐射量（光量） 境内全年总辐射量平川区为143.76千卡／平方厘米，缓坡区为139.33千卡／平方厘米。沿山区为136.09千卡／平方厘米。六月最大，为48．686千卡／平方厘米。在季节分布上，春夏约占年辐射总量的62.1％，对作物返青、抽穗、灌浆、成熟十分有利。秋季次之，占21％，冬季最低，约占16.6％。且从初春到晚春逐渐增高，从初秋到晚秋逐渐降低，对秋季作物的开花和成熟不利，所以只能种一茬庄稼，秋季作物很少。
生理辐射量（光质） 可供作物利用的光能约占总辐射的一半，全县年均生理辐射量平川区为70.43千卡／平方厘米，缓坡区为68.27千卡／平方厘米，沿山区为66.69千卡／平方厘米，春夏比例大，气温高，雨水多，对农作物生长有利。
日照（光时） 平川区日照时数为2993小时，6月最多，为281小时，2月最少，为218小时。日照总时数占可照时数的67％。缓坡区日照时数为2885小时，占可照时数的66％，6月最多为274小时，2月最少为215小时。沿山区日照时数为2802小时，占可照时数的63％,5月最多为255小时，9月最少为211小时。
在作物生长季节（4—9月），日照能满足各种农作物的要求。平川区夏季作物生长期（4—7月）有日照资源1079小时，占全年日照时数的36％，平均每天日照8.8小时，不仅能满足作物生长发育的需要，而且可复种绿肥等，秋季作物4月中旬—9月上旬，有日照资源1262小时，占全年总时数的42％，平均每天日照8.2小时。沿山区作物生长的5—8月，有日照资源987小时，占全年总时数的35％，平均每天日照8小时。基本满足小麦、豌豆、青稞早熟品种的需要，有利于油菜的生长。地域分布是北长南短，随着地形向东南抬升，日照时数减少，百分率也减少。
第四节 温度
一、气温
山丹县平均气温5.9℃。最热为7月，平均20.3℃，极端最高为37.8℃（1973年8月9日）；最冷为1月，零下11.1℃，极端最低为零下33.3℃（1955年1月8日）。平川区平均气温为5—6.7℃，7月最高为20.7℃，1月最低为零下11.1℃。沿山区平均气温0.2—1.2℃，7月最高为13.8℃，1月最低为零下14.7℃。
季节分布春季7.7℃，夏季19.3℃，秋季5.7℃，冬季零下9.2℃。
地域分布 由于受海拔高度和地形的影响，年平均气温的变化自北向南递减，南北差异较大，东乐6.7℃，县城（清泉）5.9℃，花寨2.8℃，霍城1.2℃，马营为0.2℃。
气温变化 一类区1950年至1959年平均气温为5.6℃，最高值6.9℃（1953年），最低值4.8℃（1956年）；1960—1969年平均气温为5.7℃，最高值6.5℃（1965年），最低值4.8℃（1967年）；1970年—1979年平均气温为6℃，最高值6.7℃（1978年），最低值为5.4℃（1976年）。年平均气温的总趋势是波动式上升，有所变化。如南部沿山地区马营、霍城一带地势高寒，以往只能种青稞、豌豆，种小麦则穗而不实。在军马场气象站查阅资料，1957年，平均气温－0.1℃，1985年上升到0.3℃。现在大面积改种小麦，籽粒饱满，有亩产千斤者。
气温日较差年平均日较差平川区为15.7C，最大为52C，平均最高气温14.4C，平均最低气温－1.3C。沿山区年平均日较差为14．2C，最大为44.4C，年平均最高气温7.8C，最低－6.3C。冬季偏大，秋季偏小。
由于平均日较差大，有利农作物光合、同化作用和养分积累，故作物品质好，特别是瓜果和块茎作物的糖分积累多，含糖量高。
各种界限温度 农业上常把气温0C、5C、10C、15C、20C的初终期，持续天数和相应时段的活动积温、有效积温作为重要的热量指标，称之为农业界限温度。
山丹川区、山区农业界限温度的初终期，持续天数和活动积温见附表。
川区日平均气温变化状况 从0C开始升至15C，共计69天时间（3月19日至5月26日），每天升0.22C。从15C升至20C，平均45天（5月27日至7月10日）每天上升0.11C。从≥20C，每年平均有31天（7月11日至8月11日）。
从≥20C降至15C平均31天（8月12日至9月11日），每天下降0.16C。从15C降至10C平均19天（9月12日至9月30日），每天下降0.26C。从10C降至0C平均38天（10月1日至11月7日），每天下降0.25—0.3C。
从以上情况看出，一是川区各界限温度初日比山区出现早，终日结束迟，持续天数长，积温也多。≥0C积温川区比山区多1371C。二是山丹春季升温慢，有利于春小麦的春化。夏末至秋季降温快，早霜来得早，对春小麦的成熟有影响。
山丹地区的各界限温度的初、终期，初终间日数和积温，各有不同，差异显著，年际变化亦大。因此，在农业生产中，必须严格按照气候特点和规律，因地制宜地安排农事活动。
二、地温
1、地面温度全年平均为8.9℃，比空气温度5.9℃高3℃。在农作物生长期的3—9月份，历年平均值为17.9℃，最高达7月，平均值为25.4℃，极端最高达68.8℃（1974年）；最冷为1月，平均值为－10.5℃，极端最低值－37℃（1955年）。
各种不同深度的地温为：平均5厘米8.9℃，10厘米8.8℃，15厘米8.5℃，20厘米8.9℃，40厘米8.7℃，80厘米9.1℃，160厘米9.5℃，320厘米9.5℃，各土壤层差值较小。各层地温与气温界的温度差值分别为3℃、2.9℃、2.6℃、3℃，2.8℃、3.2℃、3.6℃、3.6℃。
2、冻土深度 川区历年最大深度143厘米（1977年）。一般每年冻土期为148天，封冻期107天，10厘米深冻结期11月20日，解冻期3月7日。山区封冻期在9月下旬，时段达240天左右。最大冻土深度204厘米（1970年）。
第五节 降水
山丹县降水少，蒸发量大，气候干燥，年际变率大，年平均降水量195—359毫米，最大年降水量273.8毫米至440.7毫米（1979年），最小年降水量115.2—246.4毫米（1962年），相差158.6—194.3毫米，且时空分布不均。
地区分布 年降水量由南向北递减，南部沿山地区年平均降水量358.8毫米，比一类区年平均降水量195毫米多163.8毫米，比二类区年平均降水量251.7毫米多107.1毫米。
时间分配 各季、月降水量分布极不均匀，变率大。一类区年降水量195毫米，春季降水29.2毫米，占16％。夏季降水117.5毫米，占60％，其中7—8月为降雨量高峰，占全年的46％，降雨达23天。秋季降水40.9毫米，占20％。冬季最少，每月的降雨量7.4毫米，占4％。三类区全年降水358.8毫米，其中春季降水64.7毫米，占18％。夏季降水203.8毫米，占57％。秋季降水81毫米，占22％。冬季降水9.3毫米，占3％，为旱季。降水最多为7月，达77毫米，最少为12月和元月，小于3毫米。
降水日数 （指日降水≥0.1毫米的天数）川区全年有68天，占全年总数的18.6％，≥5毫米以上的天数年平均12天，主要在5—10月。山区年均有98天，占全年总天数27％，≥15毫米以上的降水主要出现在7—8月，每年平均有4次，并以降雨为主。
最长连续降水日 一类区为8—10天，如1978年9月达10天，量为46.6毫米；1979年8月10天，量为68.7毫米。三类区最长是10—12天，如1957年12天，量79.2毫米；1971年11天，量72.8毫米。特别是沿山地区，由于秋季雨多，热量不足，往往使小麦等主要作物贪青徒长而推迟成熟，植株倒伏，影响千粒重。
降水强度南北相差较大。川区年平均有小雨56次，中雨9次，大雨2—3次，暴雨平均5年有一次。1979年7月26日，日降水量49.9毫米，产生山洪，造成灾害。南部沿山地区，年平均有小雨79次，中雨15次，大雨5次，暴雨每3年有一次，1977年9月8日，降48.5毫米。
降雪 南部沿山地区，由于地势高，气候寒冷，10月初即降雪，5月终雪。历年平均降雪47天，最多达83天，最大雪深30厘米。平均每年≥0.1毫米雪日39次，其中入冬最大雪量19.3毫米（1973年10月3日），春雪最大雪量19毫米（1971年4月17日）。一类区历年平均降雪初日10月18日，终日4月27日。历年平均降雪23天，最多42天，最少6天，最大深度18厘米。平均每年≥0.1毫米雪日19次，≥5毫米雪日4天，≥10毫米雪日1次，最大雪量14.8毫米（19775年11月2日）。
第六节 湿度、蒸发
一、湿度
一类区年平均为49％，一年中12月最大为58％,4、5月最小为38％；三类区年平均为57％,8月最大为67％,4、5月最小为49.5％。
二、蒸发
年总蒸发量一类区为2246毫米，是年降水量的11倍，5—7月蒸发量最大，为312—337毫米；三类区为1695毫米，是降水量的5倍，5、6月蒸发量最大，为248—258毫米。
第七节 气压、风
山丹属大陆型气压系统，年平均气压823.1百帕。最高达828.1百帕，最低817.9百帕。
风向 由于地形等因素的影响，多大风天气。全年主导风向多东南风。日变化明显，午前多偏东风，午后多偏西风。平川区多东南偏东风，频率18％；缓坡区多偏东风及偏西风；沿山区由于大黄山和祁连山影响，多偏东南风，频率达41％，其次是偏西风，频率15％。
风速 山区年平均风速为4.4米／秒，3月最大为4.8米／秒，7月和9月最小为3.8米／秒。春季最大平均为4.7米／秒，夏季最小为4米／秒。
川区平均风速为2.6米／秒，4、5月份最大为3.2米／秒，元月份最小为2.2米／秒。春季平均风速为3.1米／秒，夏季2.8米／秒，秋季2.4米／秒，冬季2.3米／秒。3—6月出现≥8级大风，平均每年13次，最多达27次（1966年）。历年出现瞬间最大风速28米／秒（相当于10级，1962年8月28日），为西北风。
山丹有丰富的风能资源，可利用时数约5800小时，年储量500千瓦小时／米²，年有效风能在85瓦／米2左右，属较为丰富的地区，有待今后开发利用。
第四章 水文
山丹县的水系属内陆河流域，东、南部分山区属黑河水系和石羊河水系。其水源主要来自大气降水和南部祁连山、中部大黄山的融雪。全县水资源总量为1.945亿立方米。其中，地表水资源1.457亿立方米，地下水资源0.4884亿立方米。出境水资源0.705亿立方米，入境水资源0.032亿立方米。除出境水资源外，自产自用的水资源只有1.24亿立方米。按农业人口平均每人占有733立方米，仅为全国人均2716立方米的26.97％，全省人均1616立方米的45.36％，比张掖、临泽、高台更少。
第一节 河流
县境内河流有马营河、霍城河、寺沟河、山丹河以及其它的小沟小河。
一、马营河
原白石崖渠，上三坝、暖泉渠，中华人民共和国成立后叫马营河。发源于祁连山冷龙岭，全长153公里，河床比降1/30—1/40。包括霍城河流域面积1143平方公里，年径流量0.903亿立米，自产水量0.697亿立米，流经马营、花寨、李桥、陈户、位奇、清泉6个乡和山丹农场、十里堡林场，灌溉农田。
二、霍城河
霍城河（原东中渠，分白家坝、东山坝、达达坝、皇马坝、王林坝、西山坝、红岩坝、三坝、新开坝），发源于祁连山，从后稍沟、明泉沟、大香沟、小香沟、红泉沟、狼洞沟等山口流出，潜入地下，又从霍城南驼岭山东西两侧和西山东南侧的元圈子溢出。各坝独立引水灌溉，夏季洪水、冬季闲水均投入霍城河。霍城河经过霍城乡、李桥乡至李桥水库与马营河汇流。
三、寺沟河
发源于大黄山，包括三十六道沟全长20公里，河床比降1/30—1/40。包括三十六道沟，流域面积120平方公里，年径流量0.1351亿立方米，主要灌溉陈户乡和花寨乡寺沟村耕地。
四、山丹河
山丹河（原草湖渠、东乐渠，共21坝）是马营、寺沟诸河在距县城东南二公里处汇流而成的间歇河，经清泉、东乐乡出境入张掖汇入黑河。县境内干流全长36公里，流域面积2709.6平方公里，河床比降1/190左右。1981年祁家店水库断面实测径流量0.1460亿立米。
五、小沟小河
发源于大黄山浅山区的羊虎口、南山口、瓷窑口、大口子河、流水口及龙首山北的红寺湖等小沟小岔，以及发源于祁连山区的红泉沟和流入西大河、童子坝河等出境的沟岔。一般流程较短，坡降较陡，年径流量为0.6249亿立米。
全县有效灌溉面积30.24万亩，保灌面积21.32万亩，尚有部分水地无水灌溉。大马营灌区，地处马营河上游，但因高程关系水地很少。霍城河灌区，无调蓄工程，主要引用泉水和后稍沟渠水，灌溉期引水2966.6万立米，只能保灌现有耕地8.35万亩的64.5％。李桥水库灌区自建库后，拦蓄马营河绝大部分径流，基本改变靠天吃饭的被动局面。但由于兴利库容偏小，水库自1978年投入运行以来，每年蓄水1200万立米，只能达到设计灌溉面积的83.3％,10万多亩水灌地，只能保灌7.76万亩，属缺水区。寺沟灌区的两座小型水库，完全控制了出山水量1247万立米，但仍不够用。新河盆地地下水已超采，只宜维持在3692万立米的水平。老军灌区虽建有两座小型水库，但大口子、南山沟、羊虎口等小沟谷未建拦蓄工程，全灌区年来水量1046万立米，只能拦蓄调节555万立米。除机井开采104.6万立米外，尚有386.4万立米不能利用。白水泉盆地宜打井地段有171万立米地下水可供开采。祁家店灌区水源主要是泉水和井水。上游山丹河灌区，大部耕地由井水灌溉，地下水已超采，缺水0.2139亿立米。下游因水源不足，已荒废了许多良田。灌区西部山羊堡滩地下水资源较丰富。有开采前途。
第二节 地下水
山丹东、南、北三面环山，山区基岩的构造裂隙和风化裂隙都很发育，为基岩裂隙水贮存创造了良好的条件。祁连山区径流深为100—300毫米，大黄山区径流深为50—200毫米。因此基岩山区一般都不同程度的贮存有裂隙水。由于沟谷的切割及受山前断裂的阻隔，绝大部分基岩裂隙水出山前都排泄于沟谷，部分被引为灌溉，部分入渗山前盆地，补给地下水。
在盆地下游，由于基底抬高，或断裂构造阻隔等地质条件的变化，地下水一部分以泉水溢出地表，复为河川径流。如马营河及其支流从祁连山发源出山口后，一部分渗入马营盆地形成地下潜流，一部分由军马场引灌，还有一部分由白石崖同后稍沟渠道输入下游马营河灌区与霍城河灌区。军马场灌溉回归水以及输水渠道渗漏水又补给了地下水。到马营盆地北部边缘，由于大黄山隆起及断裂影响，基底抬高，地下水溢出地表，复为河川径流。大马营和霍城灌区引灌后的回归水及渠系渗漏水补给了灌区一带的地下水，至李桥水库附近，两灌区的地下水沿河两岸处溢出地表，成为河川径流。经李桥水库拦蓄灌溉。渠系渗漏水和田间入渗水补给地下水，至山丹城南因断裂构造，地下水受阻溢出地表。被山丹河灌区引灌后，其渗漏水又补给地下水，到了祁家店水库，因瞭高山隆起，潜水溢出地表，再被祁家店水库拦蓄调节后引灌。地下水和地表水多次互相转化，给山丹有限的水资源形成了多次重复利用的机会。
南部祁连山区和中部大黄山区降水较丰富，地下径流模数1—3升／秒平方公里，水质好。北部龙首山区降水少，地下水缺乏，地下径流模数一般在0.5升／秒平方公里以下，且水质较差。
南部马营盆地，地下水补给量7348.26万立米，排泄量7251.23万立米，已开采36.5万立米。潜水的补给主要是河渠水的垂向入渗。盆地内赋存和运动条件好，地下水资源较丰富，南中部单井涌水量在3000—5000立米／昼夜，北部单井涌水量在500—1000立米／昼夜，水质好，矿化度低于1克／升。潜水的埋深条件，从盆地的南部到北部由深变浅，深处达到百米，局部地方达到数百米，浅处一般小于50米，到了大马营和霍城一带，由于受地质构造及地貌条件的影响，潜水受阻溢出地表。
北部新河盆地，是大黄山与龙首山之间的山间盆地。地下水补给量5706万立方米，排泄量6044万立方米，现开采3692万立方米，潜水的补给来源主要是两山区沟谷排出的地表径流同灌溉水的入渗。盆地的中下段地区，即在马营河畔的四坝滩，山丹河畔的城区以及丰城堡滩潜水资源也较丰富，单井涌水量一般在1000—5000立方米／昼夜，水质大多较好，矿化度小于1克／升。潜水埋深由山丹城南泉水溢出带向南、东、北逐步扩展而由浅渐深，从零米达到百米。老军乡丰城堡一带，有多层承压含水层，局部自流，有喷井1眼，水质较好。
白水泉盆地，系龙首山区的山间盆地，由于盆地封闭性好，基本上形成了一个自求平衡的小水文地质单元。地下水补给量为370万立方米，排泄量223万立方米，已开采180万立方米，潜水的主要补给来源是排出沟谷的雨洪径流入渗与龙首山基岩裂隙水潜流补给，单井涌水量为100立米／昼夜左右，且水质较差，矿化度2—5克／升，含氟量1.2毫克／升。潜水埋深多为40—50米，流向自北东至南西，在南西边缘处，潜水因受地质构造的影响，有少量以泉水的形式溢出地表。
红寺湖是龙首山区的山间槽地，潜水的补给来源是山区基岩裂隙水与沟谷雨洪径流的入渗，含水层厚度1—2米。马莲湖一带有零星的上升泉。地下水补给量229.4万立米，排泄量222.3万立米，且矿化度大于2克／升，氟离子含量1—2毫克／升之间。
祁家店区盆地，地下水补给量为963.1万立米，排泄量919.8万立方米。潜水的主要补给来源。首先是灌区水入渗，其次为山区沟谷排出的雨洪径流入渗和山区基岩裂隙水潜流补给。西屯、山羊堡滩一带比较丰富，单井涌水量400立米／昼夜左右。潜水自北东向南西运动，埋深50—100米，水质较好，矿化度一般1克／升左右。现已打井32眼。
山丹县地下水由于水库拦蓄、上游打井、南部沿山地区大量开荒和水源涵养林区植被退化等因素的影响，水资源明显减少。中华人民共和国建国初，全县有泉眼2502个，已干涸1012个，大马营蔡家湖及其城南湖地带多为沮洳，今大半干涸。地下水排泄的主要河流马营河、霍城河，70年代初来水比60年代初减少10％,80年代初来水比70年代初减少3.3％。山丹河泉水减少尤为突出，1964年前，泉水溢出量在0.79—0.81立方米／秒，1965年李桥水库蓄水，至1970年每年递减5％,1971年至1974年，每年递减7％左右，到1980年仅为0.197立方米／秒。自1972至1980年，山丹河畔地下水位已下降了1—3米。
第三节 水质及水面、水能资源
一、水质山丹县绝大部分地表水质好，矿化度小于1克／升，是良好的农田灌溉用水。地下水质，马营盆地和新河盆地绝大部分地区矿化度小于1.5克／升，矿化度自南而北逐渐增高；pH值在7.5—8.2之间。氨氟均小于0.5毫克／升，有害元素铜、铝、铁以及氯化物、硫酸盐、亚硝酸盐一般都在允许范围内，总硬度大部分小于25德国度，灌溉系数在10以上，最高可达41.8，是优良的农田灌溉用水和合格的生活用水。但也有差的，白水泉盆地矿化度2—5克／升，pH值7.7—7.9，氯化物含量1136—1451毫克／升，氟化物1.23—2.05毫克／升。总硬度43德国度以上，勉强能灌溉，但不宜饮用，红寺湖矿化度在2克／升左右，含氟量1.4—2毫克／升之间，高氟区还有陈户乡的周坑村，红石泉、前窑和清泉乡的十号西北的野猫山，矿化度也较高，不宜灌溉农田和生活饮用。
二、水面资源山丹有大小水库6座，现有水面2289亩，可利用水面2108亩，已养鱼利用水面908亩，尚未利用的水面1200亩，不能利用的水面181亩，已利用水面占可利用水面的43％。
三、水能资源境内水力资源蕴藏量比较大的河流主要是马营河，其它河沟虽然也有较大的落差，但流量小。全县水力资源理论蕴藏量20226千瓦，理论年发电量1.74亿度，可开发利用量9300千瓦，但大部分在祁连山和大黄山区，工程建设可能性小，且距用户较远，因此开发利用价值较小。全县已建小水电站8座，装机容量642千瓦，年发电量0.0038亿度，占可开发电量的6.9％。
第五章 土壤植被
第一节 土壤
山丹县土壤，类型较多。经1983年5月至1984年11月的土壤普查，按照《全国土壤普查规程》要求，归纳为12个土类，24个亚类，31个土属，52个土种。分为灌耕土、栗钙土、灰钙土、灰漠土、灰棕漠土、盐土、草甸土、沼泽土和山区土壤。
一、灌耕土是山丹县面积最大的土壤类型，也是耕种历史悠久的主要农田土壤。分布在马营河、山丹河沿岸的河流冲积物及洪积——冲积物母质上，属冲积阶地。面积3821万亩，占总土地面积4.72％，占耕地面积的29.7％。在漫长的形成发展过程中，经人们长期耕种熟化，增施农家肥，使土壤性质不断改良，肥力逐年提高，在土壤上形成了一层30—120厘米厚的灌耕层。土壤有机质含量多在0.8—2.5％之间，结构疏松，多为壤质，适耕期长，水、气、热协调，保蓄性能良好，供水性稳而长。土色深暗，呈灰褐色或黄灰色，多为立槎和平槎，疏松多孔，酥绵，保肥保水能力强。加之所处地形平坦，灌溉方便，适种作物广泛，产量较高，一般亩产小麦在400公斤左右。灌耕土又分为绿洲灌耕土和盐化灌耕土两个亚类。
1、绿洲灌耕土亚类是灌耕土中较好的土壤，具有灌耕土的一切特性，全县共37.5989万亩，占灌耕土面积的98.4％，分布在村庄、道路旁边，有利于耕种、管理和施肥。耕种年代长，土壤肥沃，适宜各类作物生长。绿洲灌耕土又分为厚灌耕土和薄灌耕土两个土属。
2、盐化灌耕土亚类面积6111亩，占灌耕土面积的1.6％，零星分布在东乐乡的大寨、大桥、静安村和清泉乡的十号、祁家店等村。土壤母质含盐，质地僵硬。
二、栗钙土 主要分布在大马营盆地及大黄山北麓，是半干旱草原向干旱草原过渡的地带性土壤。面积184.4285万亩，占总面积的22.76％。海拔2600—2800米，成土母质是黄土状冲积——洪积物，或第四纪砾石层土覆盖的黄土状冰水沉积物。植物以丛生禾草，针茅为主。腐植层30—45厘米，粒状结构。
三、灰钙土（农民叫做黄土、黄绵土） 广泛分布在马营、霍城、老军乡的丘陵地带及丰城堡、花草滩、青羊口、马莲井等处，是荒漠草原植被下的地带性土壤，面积为258.8154万亩，占总面积的31.94％。成土母质主要是第四纪砾石层上覆盖的黄土状物质，也有风积黄土，地下水不参与成土过程。分灰钙土、淡灰钙土两个亚类。
四、灰漠土 也称荒漠灰钙土，它是在荒漠植被下，黄土母质上形成的土壤。面积82.0169万亩，占总面积的10.1％。零散分布在龙首山南麓灰钙土与灰棕漠土的过渡地带。成土母质是黄土状冲积——洪积物。植被属荒漠类型，主要有珍珠、红沙柴、猪毛菜等旱生小灌木，覆盖度15—25％。有机质含量0.57—1％。土壤有效土层薄，结构不良，土质差，侵蚀严重，低山丘陵呈沟壑地貌，部分石质山，岩石裸露，土层极薄，只能作为放牧区。分灰漠土和薄层灰漠土两个亚类。
五、灰棕漠土 是境内主要荒漠土壤类型，面积111.1814万亩，占总面积的13.72％。主要分布在东乐乡的南北滩、石岗墩滩、锯条山梁，清泉乡的野猫山及红寺湖和位奇乡的新开等地的荒漠草原地带。成土母质为粗骨性砂砾洪积物和洪积——冲积物，在低山和剥蚀残丘上为花岗岩、片麻岩等分化的粗骨性的残积物或坡积——残积物，黄土母质甚缺。分为4个亚类：灰棕漠土、石膏灰棕漠土、耕灌灰棕漠土、粗骨灰棕漠土。
六、草甸土 面积3.8693万亩，占总面积0.48％。有两种类型：一是平川草甸化类型，分布在平川河流旁泉水溢出地带及水库周围，面积2.565万亩，是优良的放牧之地。二是亚高山草甸化类型，分布在草甸区中地形较高之处，面积1.3043万亩。植被以稀疏的灌丛为主。春天泛浆时，地表面出现积水，有盐霜或薄的盐结皮。共同性状是：土壤发育层构型是草皮层——腐殖层——过渡层——母质层，总厚度约80—100厘米。
七、沼泽土 面积2907亩，占总面积0.04％。主要分布在霍城乡的泉头、东湖湾，马营乡的蔡家湖等泉水溢出地带。植被以马蔺、萎陵菜、赖草、荆三棱为主。水草茂盛，土壤有机质较多，含量高达50％。其剖面形态是：草皮层厚10—15厘米，泥炭层厚薄不等，一般30—70厘米。松软，层状结构，有霉菌物。
八、盐土 面积2.7034万亩，占总面积0.33％。有两个类型：一是草甸盐土，面积2．2655万亩，占总面积的0.28％。零星分布于白水泉积水洼地，马营、霍城、清泉泉水溢出地区和新开、川口河渠两侧有渗露淹漫的地带。其中有氯化物——硫酸盐土，盐分表积现象特别明显，地面有雪状盐霜或盐结皮。白水泉一带有1厘米结皮层，含盐28.2％，天然植被覆盖30％，生长盐蒿、沙柴、刺蓬。二是旱盐土，主要分布于红寺湖、新开、石井口、平坡等地，面积4379亩，占总面积0.05％。土层中含有大量的盐分，是母质形成时就含有的，地表不明显。土粒分散，物理性差，易板结，通透性不良，有碍作物正常生长。有的经深耕、施农家肥、种绿肥得以改良，大多被弃为荒地。
九、高山寒漠土 面积31.7922万亩，占总面积的3.92％。分布在海拔4000米以上的祁连山区，发育在板岩、千枚岩风化残积物上。植被不连片，覆盖度约10—15％，有稀疏的垫状植物蚤缀等。土壤发育不明显，棕褐色，屑粒状结构，微碱性反应。
十、山地草甸土 面积68.4722万亩，占总面积8.4％。分山地草甸土和山地灌丛草甸土两个土属。山地草甸土，24.4022万亩，分布在祁连山和大黄山区平缓的分水岭、梁峁顶部或森林植被带中的无林草地，植被以蒿草、金露梅、山居柳、鬼箭锦鸡儿为主，草皮层厚15—20厘米，细根盘结，不连片，腐植层厚15—26厘米，暗褐色。山地灌丛草甸土，44.07万亩，分布在祁连山、大黄山等植被带上，是灌丛草原，植物有金露梅、山居柳、杜鹃、锦鸡儿等灌木。土质粗骨性强，草皮层薄厚不等，一般厚15—30厘米，腐植层厚20—40厘米，褐色或黄褐色，粒状结构，有假菌丝体，有机质含量6—8％。
十一、山地黑土 面积22.2335万亩，占总面积的2.75％。分山地黑土和山地淋溶黑土两个土属。山地黑土，分布在军马场区内的森林带灌丛草原植被下，缓坡丘陵，黄土母质。面积为14.238万亩，植被以山居柳为主，覆盖度60％。丛间草本植物茂密，有蒿草，珠芽蓼等，草皮层厚20厘米，腐植层30厘米，有机质9.06％，过渡层厚30厘米，轻壤质，有粘粒结核。山地淋溶黑土，分布在军马场区内山地黑土中灌丛密度较大的地方，面积7.9955万亩。剖面形态与山地黑土无显著差别。
十二、森林灰褐色土 面积6.3508万亩，占总面积0.78％。分碳酸盐灰褐色土和淋溶灰褐色土两个土属。碳酸盐灰褐色土，分布在祁连山、大黄山及龙首山云杉林下，发育在岩石风化残积物或坡积物上，土层薄厚不一，土壤构型是：苔藓层，厚14厘米，黄绿色，覆盖度80％。腐殖层，厚16厘米，有机质6.42％，枯枝落叶层，厚20厘米，半腐烂状，有机质高达80％。过渡层，厚35厘米，淋溶灰褐色土，分布在军马场区内针叶云杉林下，面积1.311万亩，苔藓层，厚13厘米。枯枝落叶层，厚26厘米。腐殖层，厚32厘米，有机质6—12％。过渡层，厚32厘米，褐灰色，轻砾质。
第二节 植被
山丹地处蒙古高原南部，青藏高原北部边缘，在水平分布上，由南至北植被逐步荒漠化；在山区垂直分布上，由山麓到山顶，依次出现灌丛草原带、森林草原带、灌丛草甸带、高山草甸带。两者结合在一起组成了山丹自然植被。走廊平原多为灌木丛和稀疏乔木，或人工栽培的用材林、经济林、防护林。森林覆盖率为9.8％。此外，均属于人工栽培的农作物，自然生态系统已为农业生态系统所代替。绿洲外围，由于水分不足，多系荒漠化草原、山地草原、灌丛草甸草原等，植被稀疏，结构简单，覆盖率低，呈现出典型的荒漠植被特征。
一、天然森林区 主要分布在中部的大黄山、南部的祁连山和北部的龙首山，海拔2400—3100米之间，与亚高山灌丛草甸草原、低山草原相衔接，同时又与牧场、农田交错相间。大黄山是山丹最大的天然林区，是天然水源涵养林区之一，设大黄山林场，经营面积43.19万亩。其中森林面积20.9万亩（乔木林5.5万亩，灌木林15.31万亩）。乔木林树种以云杉为主，其次为圆柏、山白杨。灌木林以柳科为主。祁连山水源涵养林区，灌木林面积53.06万亩，乔木只有0.85万亩，树种有青海云杉、祁连圆柏和柳科等。龙首山残存的天然林面积少，乔木2300亩，灌木4580亩。长沟山一坡松有小片天然林地约75亩左右。
二、天然草原区 县内草原分布较广。南部的马营滩，草原面积大，牧草质量好，地势平缓，水草丰茂；大黄山植被较好；北山地区草原面积较大。根据草原自然植被、生境条件、植物群落以及利用方式的异同，归并成6个植被类型。
荒漠植被类 主要分布在石岗墩滩、山羊堡滩、东乐北部的冲积——洪积扇平原，红寺湖北部的平川地，山丹火车站至红石泉火车站铁路以北冲积平原，以及龙首山、瞭高山、野猫山一带，面积136.2316万亩，气候干燥，局部地区细粒砂土被风吹走，形成戈壁。自然条件严酷，植物种类极端贫乏、稀疏，由超生小灌木和半灌木构成。覆盖率15—20％。呈荒漠景观。
半荒漠植被类 面积105.7859万亩。主要分布在红石泉以东、青羊口以西兰新铁路两侧和白水泉滩、马莲井滩、柴胡子滩、丰城堡滩、黄草滩、王家滩的缓平原与低丘陵上。滩地植被多由短花针茅、小半灌木构成，以小半灌木为主，覆盖度49—52％。在雨季和润湿年份，一年生草较茂盛，有时甚至改变了群落的面貌。
草原植被类 面积75.3829万亩。主要分布在龙首山、独峰顶北侧，大黄山北麓、李桥、花寨、霍城、马营等乡的丘陵地上。植物以旱生小半灌木的蒿属和丛生禾草的针茅属为主，在阳坡伴生有豆科锦鸡儿属的灌木。覆盖度44—55％。分布在大青羊滩的1.8544万亩，植被较密而分布均匀，主要生长禾本科的针茅及菊科的驴驴蒿。
草甸草原植被类 面积13.412万亩。主要分布在大黄山林线以下和龙首山山腰中部的地带上，是草甸和草原的过渡带，以草原成份占主导地位，在龙首山、大黄山腰间，以莎草科的蒿草和丛生禾草为主，还有菊科和其它科的杂草，覆盖度86％。大黄山东北部山前倾斜平原上，植物以丛生禾草为主，伴有菊科小半灌木，覆盖度63％。白水泉东西，是残积盐土，芨芨草占优势，其次是赖草、蒿草和盐爪爪，覆盖度85％。
高山灌丛草甸植被类 主要分布在祁连山、大黄山、龙首山，面积3.0188万亩。地形大部都属山间缓坡与陡坡，上层多高山柳和木本萎陵菜等植物，下层多莎草科、蓼科植物。覆盖度67％。
高山草甸植被类 主要分布在大黄山、龙首山山顶，面积31.9988万亩。植物品类繁多，受高山气候影响，全部呈垫状生活型，耐牧性强，利用价值大。植物以莎草科为主，蓼科次之，覆盖度95％。
三、人工栽培植被区 广泛分布于全县十个乡的丘陵、河谷、平原地带。这些地方由于农耕历史久远，被覆地表主要是农作物与人造林。
人造林，分布在海拔1600米至2900米的河川平地，包括路旁、渠边、房屋前后林带及田间防护林网，镶嵌在绿洲农田外围，以阔叶杨占绝对优势。至1988年，全县人造林保存面积4.4202万亩，在抵御自然灾害，美化环境，净化空气，改善田间小气候方面起了一定作用。
四、植被退化 由于利用不当或人为破坏，全县植被退化严重。东乐乡北部倾斜平原和马头山一带，因滥打烧柴，挖黄茅头，103万亩地区出现沙化趋势。南起甘新公路，北至龙首山麓，东自马莲井，西至野猫山，面积45.7941万亩，植被破坏，引起水土流失、严重沙化。龙首山前冲积平原、山羊堡滩、石岗墩滩已为沙化草场。大小柳沟、绣花庙、长沟、龙首山北侧，放牧过重，植被稀疏，植物高度下降15厘米左右，牧草产量减少1/2，处于草场退化的初级阶段。
第六章 自然资源
第一节 土地资源
山丹县土地总面积5402.43平方公里，折合810.36万亩，除山丹军马场250.06万亩外，县辖面积3735.39平方公里，折合560.3万亩。可耕地85.71亩，占土地总面积的15.3％，其中水地30.24万亩，山滩旱地55.47万亩。园地0.23万亩，林业用地39.92万亩，疏林草地10.9万亩，草地、荒地365.83万亩，城乡住宅用地4.26万亩，工矿用地1.5万亩，交通用地3.09万亩，水域4.8万亩，其他用地0.26万亩，其他荒山、荒滩和裸岩、砾石滩利用地43.8万亩。
山丹县土地广阔，耕地、草地占80.59％，为发展农牧业生产提供了有利条件。但水资源不足，北部荒漠区，气候干燥缺水，植被稀疏，出现沙化趋势。
山丹荒地资源丰富，面积达94.5万亩，若有水灌溉，潜力很大。主要分布在：四坝滩、余定滩、高寨子滩、马寨子滩、孙家营滩，面积6.6万亩。北滩、绣花庙滩、马莲井滩，面积14.9万亩。花草滩18.8万亩，黄草滩7万亩，大青羊滩16.5万亩，红寺湖滩12.9万亩，西屯山羊堡滩10.3万亩，零星荒地6.5万亩。
第二节 动物资源
一、家畜家禽
山丹县畜禽品种多，数量大，分布广。但由于地理条件的差异，南部沿山地区霍城、马营、花寨、李桥等乡骡、马、牛较多，红寺湖、老军、陈户、位奇等乡羊只较多。
牛 有黄牛、牦牛、犏牛等。河西黄牛最为普遍，以役用为主，耐粗饲，体质结实，使役能力较强。牦牛来源于青藏高原，适应海拔2500米以上的高寒山区。肉乳兼用，在祁连山、大黄山、马营滩放牧。犏牛是黄牛与牦牛杂交品种，“有两种：以公黄牛和母牦牛杂交所产称真犏牛，以公牦牛和母黄牛杂交所生称假犏牛，”体力最大，耐寒冷，耐苦役，善爬山，寿命长，是沿山一带的耕畜之一。引进品种有秦川牛、三合牛、早胜牛、西门塔尔牛等。
马 分河西马、山丹马等。河西马体型中等，略显粗重，体质结实，使役能力较强，是山丹的主要耕畜。霍城乡最多，占总马数的22.3％，其次是大马营乡，占15.3％，引进马种有阿尔登马、弗拉吉米尔马、卡拉巴依马、顿河马。
山丹马是山丹军马场为适应军队驮马需要而培育成的一个新品种，以驮为主，挽乘兼用。1984年进行鉴定，命名为“山丹马”。
骡 有马骡和驴骡两种，生长发育快，耐粗饲，体质坚实，抗病力强，寿命长，使役性能好，使用范围广，是山丹主要役畜之一。
驴 地方品种为河西驴，体型小，耐粗饲，适应性强，抗逆性大，能拉善驮，性情温顺，是一个古老品种。山丹大部分农户饲养。
骆驼 县内均为双峰驼，主要分布在荒漠草原上，红寺湖乡最多。
猪 分河西猪和土种猪，以河西猪最多。引进品种有巴克夏、约克夏、内江、长白、杜洛克猪等。肉食主要靠生猪生产，农户普遍饲养。
羊 分山羊和绵羊两种。绵羊有蒙古羊、藏羊和卡拉库尔羊，藏羊分布在高寒山区，数量很少。蒙古羊又称伏羊，全县各乡都有，位奇乡最多。
山羊公母大部有角，公羊角粗大而长，向后弯曲，母羊角小而短细。
卡拉库尔羊 1975年引进卡拉库尔杂种羊改良繁殖，现已饲养1000只。卡拉库尔杂种羊毛黑而浓密，弯曲成花卷，或呈环型和半环型。羔皮价值高，供
出口。成年羊每只产毛4—5公斤。
鸡 有星杂288、京白鸡、来航鸡、九斤黄、土种鸡、罗斯鸡、狼山鸡等。产蛋较多的是星杂288和京白鸡，每只母鸡产蛋100—160枚。
兔 有土种兔、西德长毛兔等。
狗 有本地狗、哈巴狗和狼狗等。
猫 主要为本地猫。
鸭 城市居民零星饲养。
鸽 城乡居民零星饲养。
二、野兽野禽
狼 性凶暴，我县稀少，分布于沿山地区，皮可制裘革。
狐 嗅觉、听觉发达，行动敏捷，狡猾多疑。肉和内脏可入药，皮可制高级皮裘。
草兔 俗称野兔，广布全县，适应性强，繁殖率高，肉细嫩，皮可制皮衣。
旱獭 分布于祁连山、马营滩一带，肉可食，皮可制皮衣。
刺猬 皮肉均可入药，分布于山区。
黄鼠狼 分布于南部山丘和草坡地。
獾猪 分布于大黄山和马营滩一带，对农作物有危害。
黄羊 分布于大马营草滩和大黄山、龙首山中（为国家二类保护动物）。肉可食，皮可制褥。
青羊 （为国家二类保护动物）栖于高山林莽中，肉可吃，皮多制褥。
蝙蝠 喜群居于岸洞或庙宇中，昼伏夜出，吃蚊子等有害昆虫，粪是良好的中药，称夜明砂。
田鼠 分布极广，沿山地区最多，危害庄稼。有长爪沙土鼠、鸣声鼠、中华鼢鼠、草原黄鼠4种。此外还有室内害鼠。
鹿 甘肃马鹿（为国家二类保护动物），分布于大黄山和祁连山中，肉、血、骨均可入药，鹿茸是高级药料，经济价值高。
野禽有：啄木鸟 鸽子鹊 乌鸦麻雀 燕子老鹰 叼鱼郎 沙鸡布谷鸟斑鸠〓（俗名野鸡） 猫头鹰等。
三、昆虫、鱼
主要有蜘蛛 蜜蜂蚯蚓 蜈蚣蜻蜓蚊子苍蝇 蚂蚁蛇螳螂蝴蝶蝉蝌蚪青蛙；对农作物有危害的如蝗虫 松毛虫 地老虎 萤火虫
天牛 蚜虫 黄条跳䖬 豌豆夜蛾豌豆潜夜蝇 金龟䖬 麦穗夜蛾 麦杆蝇芜菁夜蜂草地螟等。鱼类，人工养的有草鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲢鱼等。
第三节 植物资源
一、农作物
①粮食作物共有11个栽培种，110个品种。栽培种有小麦青稞大麦 糜子谷子豌豆蚕豆扁豆 桃豆 玉米 洋芋等。
②油料作物共有3种，又分为18个品种。有甘兰型大油菜 白菜型小油菜 胡麻 芥菜 向日葵大麻等。
③瓜菜作物 有18种，50个品种。其中栽培的有韭菜菠菜 葱 芹菜包菜 白菜 茄子 辣椒 蔓菁芫荽 胡萝卜 大蒜 洋姜 白萝卜 西红柿 西瓜甜瓜黄瓜南瓜胡芦等。
二、林果木 ①林木共59种，其中栽培的乔木有二白杨小叶杨钻天杨新疆杨北京杨榆树槐树柳树等15种；野生乔木有青海云杉落叶松祁连圆柏 山白杨等8种。灌木有串地柏 金露梅 山柳 红柳 黑柴 柠条等20多种。
②果类共11种。有苹果 苹果梨楸子 杏子葡萄 沙枣 桃 山楂等。野生的有野酸果、野杏子等5种。
三、绿 肥共5种。有紫花苜蓿 草木樨 毛苕子箭舌豌豆等。野生的有野豌豆、苦豆子等3种。
四、种植牧草 有草木樨 苜蓿箭舌豌豆 老芒麦披碱草 沙打旺红豆草等。
五、药用植物 栽培的有红花菟丝子。野生的有甘草大黄麻黄黄芪 秦艽 枸杞 益母草 柴胡 羌活 防风 蒲公英 车前子 狼毒 马兰 紫苏 薄荷 王不留行等。
六、野生食用植 物发菜蘑菇黄葑地卷皮 沙棘蕨麻等。
七、观赏植物 有美人蕉（花入药） 吊兰夹竹桃（根、花入药）牵牛花（子入药） 菊花鸡冠花（花、根入药） 牡丹（皮入药） 芍药（根入药） 玫瑰（花、根入药） 月季花（花、叶、根入药） 仙人掌仙人球海棠风仙花（也称指甲草） 金丝莲绣球梅石榴 山丹花大丽花文竹君子兰等。
八、野生植物
与农作物混生的杂草有燕麦 百花子苦苦菜舌灰条节节菜谷莠子 扁蒿子小蓟（刺杆）等。此外，可供放牧的有隐子草垂穗披碱草赖草 本氏针茅 短花针茅 沙生针茅 疏花针茅 紫花针茅 异针茅野燕麦冠芒草紫花芨芨草老芒麦披碱草 扁穗冰草 苏丹苜蓿 紫花苜蓿 黄花苜蓿 杂种苜蓿 甘蒙锦鸡儿 西伯利亚锦鸡儿莳萝蒿 冷蒿 茵陈蒿木紫菀阿尔泰紫菀乳白香青高山紫菀盐爪爪合头草珍珠念念骆驼蓬 独竹菜 蒙古马康菜 田旋花 箭叶旋花 二裂萎陵菜 多裂萎陵菜 黄花木本萎陵菜珠芽蓼球花蓼细叶苔硬叶苔别氏蒿草多根葱蒙古葱 野韭菜 聚合草红沙等。
第四节 矿产资源
境内矿藏资源比较丰富，已经发现的有煤铁铜 硅石石灰岩耐火粘土 石英 石膏 铅锌等10多种。
一、煤矿 煤储藏量最多，有4亿吨。主要分布在东水泉 花草滩石湾子羊虎沟 柴胡子 王家湾前窑平坡长山子等地。
东水泉矿区 位于县城东46公里处。1958年至1970年，由原西北煤田地质局133队和145队先后进行了勘探工作，储量为7558.3万吨。东水泉条带，含煤两层，煤厚7.5米左右，位于上组，比较稳定。为中灰——高灰、低硫——中硫气煤类。
平坡、前窑矿区 位于县城西南14公里处，地形为丘陵平原。1955年至1973年，133队和145队对平坡、前窑1—6号井煤田进行了精查地质勘探工作，基本搞清了地层构造及含煤性，煤炭储量为6404.2万吨，主要煤层4层，厚2.71米，较稳定。上含煤组2—3层，煤层薄而不稳定，一般不可采。中含煤组2—3层，比较稳定，一般厚0.6—0.71米。为主要可采煤层。煤种牌号为中灰富硫的肥——焦煤类。
花草滩煤产区 位于县城东约45公里处，1971年145队对花草滩矿区进行过详查勘探工作，煤系地层上石炭统，主要煤层3层，厚度6.72米，比较稳定，煤层各级储量为1.03885亿吨。煤系地层厚160米，煤质好，储量大，需进一步勘探后建井开发。
新河煤产区 位于县城东南20公里处。1956年133队对新河矿区进行了普查勘探，对浅部的构造和含煤性进行了初步的了解，煤系地层为上石炭统，主要煤2层，厚度1.14米，获得储量为656.6万吨，可供地方小煤矿生产。
羊户沟矿区 位于县城东南52公里处。1972年由145队对羊虎沟矿区进行了精查和勘探工作，基本上查清了构造形态及含煤性，划分了井田，获得各级储量1046.88万吨。
长山子矿区 位于县城东南80公里处，有军马场经营煤矿一处。1956年145队进行普查，1961年192队发现长山子区隐伏煤系含厚煤（一层达20.59米）。1968年145队在长山子区钻探2366.29米，1977年探明区内煤系分布点有窑坡、长山子等地。经历年物探及钻探，长山子煤矿储量为1.7066亿吨。其中可靠储量8042万吨。含煤性好，赋存深度适宜，含煤4—8层，可采3—4层，为弱粘煤，煤厚8米，煤系地层为上石炭统。煤质好，为山丹之冠，原煤灰份16.18％，精煤7.63％，发热量达7747卡／克。
二、铁矿 储藏量80.34万吨。主要分布在黑山头、三岔口、猫狐洞、大口子、深沟井、独峰顶等地，矿石以赤铁矿为主，其次是磁铁矿和褐铁矿。
黑山头磁铁矿 位于县城北18.2公里，畅通汽车。1960年甘肃省冶金地质局勘探队探测，矿区西为第四系覆盖，南与下白垩统矿红色粗砂岩为断层接触。含矿围岩为前震旦系北大山群上岩组，含铁石英片岩、绢云绿泥石英片岩、黑云柘榴石英片岩、阳起透闪石花钙质石英片岩、透辉石大理岩。近矿上、下盘见少量透辉石、柘榴石矽卡岩。
黑山头矿区，地处祁吕山字型构造西翼之龙首山褶带北坡，河西系成员三岔——黑山头扭性断层之西盘上。矿区次级构造复杂，以280°及340°的走向压性及扭性断层较多，北东向扭性断层次之。岩层受断裂构造的切割，产状较乱，以280°＜70°—80°较多，褶皱也较复杂。总体看为一背斜构造，南翼被断层所切而破坏。断裂构造与矿产的关系对似层状矿体说，北西向断层起了破坏作用，而北东向断裂则成了海西晚期含铁热液的有力成矿通道。
该矿床分上下两个含铁层位，按东西两矿段分述如下：
①西矿段 为上部矿层，呈似层状。由断层割裂呈4个矿体产出，全长650米，厚7.72米。矿石类型：主要为致密块状磁铁矿，含锰磁铁矿，次为含锰赤铁矿、假象赤铁矿。此外含有赤铁矿、褐铁矿、水锰矿、硬锰矿、磁黄铁矿等。矽卡岩及变质矿物有透石辉、阳起石、夕线石、透闪石、柘榴石、磷灰石、绿泥石。脉面矿物由石英、方解石、水镁石、石棉等21种矿物组成。品位TFe20—47％，平均34.81％，个别达50％。
②东矿段 下部矿层，由两个矿带（体）组成，呈似层状、透镜状、脉状产出。矿石类型，主要为致密块状赤铁褐铁矿石，也见有块状磁铁矿及含锰磁铁矿石。组成矿物含有水锰矿、软锰矿、锰矿、硫铁锑矿、黝铁矿。局部也见有矽卡岩矿物，透辉石、透闪石、柘榴石。脉石矿物以石英为主及少量方解石等15种矿物组成，品位TFe20—40％，平均36％。
③储量 东西两矿段共计80.09万吨的小型矿床。
三岔口赤铁褐铁矿点 位于县城北10.5公里处。地处上震旦统下岩组，由硅质灰岩、薄层灰岩、千枚岩、石英岩、安山凝灰岩组成。铁矿与破碎带有关，铁矿围岩以硅质条带灰岩及铁染千枚岩为主。矿点范围内，以北西向的走向高角度压性断层为主，见于已破裂的硅质条带灰岩内，破碎宽带8米断层而不平整。另见有次级小的羽毛状斜切断裂，规模较小，具清楚的磨刀石铁矿即与这些小构造密切有关系。矿化范围东西长900米。矿体集中在西段450米内，东段仅有零星矿体出露，矿化宽50米，区内矿体9个，长2—3米，宽0.5—2米。储量2.7万吨。
此外，还有独峰顶、猫狐洞、深沟井的赤铁、褐铁矿点以及清水沟脑的赤铁矿点等。
1958年大炼钢铁时，曾土法开采冶炼，铁质优良，但因矿石品位低，开采难度大，经济效益差，故暂停开采冶炼。
三、铜 矿主要分布在独峰顶车站北，位于县城东约13公里处，共有含铜石英脉156条，长1—30米不等，宽0.03—0.1米，品位一般为0.16—0.6％，最高2.62％，除个别较高，普遍均低。储量不清，未开采。
四、硅石 主要分布在龙首山、黑水沟一带，位于县城北。储藏量为5838万吨，山丹焦化厂、山丹农场、山丹农修厂建炉生产硅铁。
五、石灰岩 主要分布在县城东北8公里处白石头湾和离城10公里的青石头湾、三岔口以及直距14.45公里的破拉麻顶等地，储量为13811吨。近几年，清泉、东乐等乡、村在白石头湾、青石头湾以及三岔口开采利用。
破拉麻顶石灰岩 该矿床质量较好，储量大，多为质量较纯的结晶灰岩。长1.3公里，厚30—300米，是一个大的扁豆体。估计储量为1.3282亿吨，为一大型的石灰岩矿床。
六、耐火粘土 主要分布在东水泉、平坡老窑和前窑一带。储藏量2.9876亿吨，其中东水泉诸量为1276万吨，前窑为2.86亿吨。是发展山丹传统陶瓷事业的重要原料。
七、沙石是建筑业的良好原料，主要分布在黄蒿河和红沙河，储量约1700万立米。
八、石膏 主要蕴藏于县城北37.5公里的太兰泉，共3层，厚度8米，可开采厚度0.1—1米，主要是纤维石膏、透明石膏、雪花石膏。藏量尚未探明。
九、石英 主要分布在龙首山和三家盘道、悬山等地，储藏量1895万吨。长石质石英砂，储量50万吨，主要在红寺湖。
十、磷矿 主要分布在青井子一带，储量200多万吨。
十一、金矿 在大马营乡窑坡村东大黄山中曹家口子一带，未经勘探，储量不清。
第七章 自然灾害
山丹县自然灾害有旱灾、洪灾、风灾、雹灾、冻灾、病虫害和地震等，其中以旱灾为最多。
第一节 旱灾
山丹气候干燥，旱灾类型有冬旱、春旱、春末夏初旱、伏秋旱等，尤其春末夏初旱对农业生产影响最为严重。自清初至建国前的300年间文献记载的旱灾达23年。其中民国时期38年中，发生旱灾就有12年。中华人民共和国成立至1988年的39年中，干旱就达11年，其中大旱7年。明代以来史料记载的主要旱灾有：
明崇祯十四年（1641年），大旱致灾，民饥。
清康熙二十九年（1690年），大旱。
五十二年（1713年）夏秋大旱，发仓粮贷贫民。本年赋税俱缓征。又出粟平仰市价，赈济贫民。
雍正七年（1729年），大旱致灾。应征粮草豁免。
十三年（1735年）入夏以来，旱灾，禾歉收，民饥。
乾隆十七年（1752年），旱灾偏重，禾少收，减免赋额。
三十年（1765年），旱灾，民饥。
三十三年（1768年），旱灾，歉收。
四十年（1775年），遭旱致灾，民大饥。
嘉庆六年（1801年），夏秋均旱，成灾，禾麦歉收，民饥甚。
道光十八年（1838年）旱，民大饥，道殣相望。
同治七年（1868年）大旱，饿殍载道，人相食，状极惨悯。
十三年（1874年），大旱，民饥。
宣统元年（1909年）大旱，民大饥。
民国5年（1916年）大旱，三至六月，滴雨未落，草木枯黄。
13年（1924年），旱灾。
14年（1925年），旱涝成灾，禾歉收。
15年（1926年）大旱后复雹成灾，民大饥困。
17年（1928年），空前大旱，春不能下种，夏复亢旱，寸草不生，秋又遭雹成灾，禾苗枯萎，全年无收。
18年（1929年），旱灾严重，民饥，树皮草根吃尽，卖儿鬻女，四散逃荒，人死无数，尸横梗道，臭不可近，有掘尸碾骨者。
21年（1932年）旱灾奇重。
23年（1934年），天道亢旱，禾多枯死，收成大减，民大饥。
24年（1935年）大旱，灾情严重，农业歉收，民不聊生，四散逃荒。山丹县第二区高寨、四坝、十里堡村有102户逃流外地；仙堤乡外逃200余户；全县有灾民3.5万余人，占全县人口2/3。
25年（1936年），春夏大旱，民多失种，逃亡谋生者众。有施舍炒面者，每日每人4两，情极惨悯。
26年（1937年），旱灾严重，田禾伤惨重。民大饥，国民党政府拨款救济，但经办官绅，互相勾结，逐层中饱，饥民所得无几。
28年（1939年）旱灾，民多饥。
30年（1941年），大旱。
32年（1943年），入夏以来，雨泽悠期，旱情严重，去冬无雪，今春亢旱，夏田不能下种，民饥。
中华人民共和国成立后，开展农田基本建设，兴修水利，改良土壤，耕制改革等措施，干旱的危害大为降低。
1957年全县大旱，少种3.1474万亩，减产584万公斤。
1962年全县大旱。从1961年秋至1962年8月未落过一场透雨，全县水流量由6.29秒立方下降为5.09秒立方。春播只完成22.0151万亩，占计划的60.7％。受旱灾面积16.1925万亩，山滩旱地基本无收，粮食总产量仅902.5万公斤，人民严重缺粮，采集刺蓬科、麦秸等，大搞代食品，维持生活，出现浮肿、干瘦病人2942人，人口外流1651人。
1963年旱灾，受旱面积11.9193万亩，老军、双寨、花寨、静安4个公社23个生产队，因灾减产831.87万斤。
1966年全县大旱，成灾面积24.9645万亩，减产1625万公斤，政府拨救灾款24.6202万元，回销粮食2690万公斤。
1974年，夏旱，粮食比1973年减产821万公斤。
1981年全县大旱，干旱持续10个月之久，白石岸、后稍沟、瓷窑口等河断流，减少水2016万立方米。2.5551万亩山滩旱地墒情很差，不能下种；只完成播种面积34.4126万亩。4.2225万亩水地，未浇安种水。老军公社只完成1.9186万亩，占计划59.4％，实收96万公斤，减产179万公斤。全县成灾面积18.0437万亩，粮食减产2194万公斤，油料减产204.5万公斤。
1985年，大旱，山滩旱地面积较大的马营、老军、花寨子、霍城、李桥和缺水的东乐乡受灾严重，全县14.3667万亩受灾面积中，有2.9588万亩无收益，减产1434万公斤。大牲畜死亡660头，羊死亡8163只。马营乡、老军乡减产一半以上。
第二节 洪灾（含雹灾）
山丹县三面环山，中间低洼，每逢暴雨，则山洪倾泻，多泛滥成灾，洪灾以秋季最多，夏季次之。山丹大暴雨机率虽小，但降水多为阵性，间或有冰雹，强度大而集中。
我县常受山洪侵袭的地区主要是沿龙首山南坡兰新铁路、甘新公路一带、瞭高山北坡、大黄山北坡和西坡等。自1953年—1983年，共出现大、暴雨50次，其中暴雨6次。又以7、8月占多数，达34次，占大暴雨总数的68％。强度最大的一次暴雨是1979年7月26日，日降水量49.9毫米。一次连续最大的是1974年7月28日—30日，达65.2毫米。均造成不同程度的经济损失。史料记载的主要洪灾有：
汉安帝延光元年（122年）四月，大雨雹如斗，毁损禾苗。
元泰定帝泰定二年（1325年）二月，大雨，水漂没行帐孳畜。
清乾隆四年（1739年）雨雹，杀禾，歉收，民饥。
乾隆二十四年（1759年）大水冲毁南关城郭。
乾隆四十年（1775年）蠲水冲地亩粮草，粮486.81石，草12515束。
德宗光绪十年（1884年）七月初四日，雨雹，大如鸡卵，伤禾甚重，岁饥。
光绪十六年（1890年）六月十三日，骤雨一小时许，洪水冲城郭、农田、民房。
二十七年（1901年）秋七月初四日，大雨，平地水深尺许，粘滞如胶漆，味腥臭，伤禾重。
三十年（1904年），大雨雹，伤禾。
民国10年（1921年）河水大涨，冲没东乐各坝田苗。
11年（1922年）水灾。
13年（1924年）3月8日水灾。之前连降15天大雪，突然酷热，积雪融化，发洪水24小时。
28年（1939年），冰雹、洪水、灾重、民多饥。
30年（1941年）冰雹。
34年（1945年）冰雹、水灾，损失颇重。
1952年7月22日下午，一、二、四、五区均降暴雨，约2小时许，平地水深半尺以上，二区在1尺左右。山洪突发，大黄山寺沟河流泻洪水充溢于60余丈宽的河床中，深5尺左右，汇入县城附近沙河时，水头两丈多高，冲毁田禾9457亩，冲毁渠坝107处，树3000多棵。马营河流域22盘磨坝全部冲毁，冲断公路4处，冲毁路面20余公里，头坝泉地下水工程被淤报废，马营河五闸分水坝工程也被冲毁。淹死2人，窑塌压死3人，压伤1人。至东乐，汇入平坡、马头山洪水，势愈盛，冲毁二郎庙，淹死1人。
县党政领导带领干部、居民冒雨抢救，挖沟引洪，23日动员400多人抢修公路，并发贷款200万元。
1953年7月22日下午，夹河、花寨子、周家河湾、陈家河湾、下寨子一带，冰雹倾盆而下，大如杏核，约1小时，959.52亩庄稼受灾。
1955年8月4日、5日，下大雨35.8毫米，山洪冲断道路，小麦有损失。
1960年8月6日至7日，下大雨47.4毫米，山洪冲毁县城东门桥，南路交通中断3天，农田受损。
1963年8月13日降大雨，北山洪水猛发，静安公社祁店和二十里堡两个大队的10户房屋财产被冲走。
1964年8月8日，下暴雨30.5毫米，城北山洪冲断公路数百米，铁路桥一座，交通中断两天，淹没农田。
1965年7月31日，李桥、霍城、老军等公社雹灾。受灾6407亩。8月3日，清泉公社的城北、十号、郇庄和县城南街受水淹，倒塌房屋26间，淹没农田80亩。
1971年8月30日至9月3日连阴雨5天，雨量79.3毫米。庄稼发芽霉烂，损失严重。
1974年7月28日至30日，下大雨和暴雨65.2毫米，瞭高山、北山山洪齐发，清泉乡南湾村85户受灾重，倒房63间，淹麦田205亩，冲走粮食1.3795公斤。
1974年8月5日至6日，下大雨34.7毫米，水淹房168间，县城小东门桥冲断，南路交通中断数日。
1977年7月21日，下暴雨32.3毫米，全县各地受灾，冲淤苗地1.2862万亩，毁房865间，淹死1人，猪57口，毁坏公路8公里，建筑物16座，损失粮食81万公斤，油料10.5万公斤。
1978年6月25日至26日，下暴雨38.4毫米，局部受灾，冲倒房48间，围墙780米，毁田禾1222亩，渠道980米。
1979年7月26日，暴雨，日降水量49.9毫米，小麦、油料严重出芽霉烂，减产两成。
1984年6月13日，雹灾、洪水。老军乡峡口村秦会明养羊107只，死70只。
1984年6月30日，暴雨，冰雹。霍城乡死羊108只；陈户、位奇乡的620亩西瓜和霍城乡的2100亩油菜受雹灾。全县受灾面积达3840亩。
1984年7月3日霍城乡的东山、刘庄、西坡等地带，降暴雨1小时左右，起洪成灾，西关村农民吴某卷入洪流淹死。刘庄、甘泉村冲倒围墙40米，倒塌房屋两间，畜棚6间。
第三节 风灾
风灾，一年四季均可发生。春季大风，吹走肥土，地跑墒，影响播种和出苗；夏季大风，常使农作物倒伏，籽粒脱落，造成减产。
干热风常发生在6月下旬或7月下旬，俗称“火烧风”、“热东风”。此时，正是一、二类区小麦抽穗、灌浆期，所以影响最大。文字记载的风灾有：
元始祖中统元年（1260年）山丹耀碑谷大风，昼晦。
明世宗嘉靖二十六年（1547年），七月十六日，风霾昼晦，色赤复黄。
清乾隆十八年（1753年）七月，大风昼晦，逾三、四小时始止。
光绪二十二年（1896年）五月二日下午3时许，大风、暴雨、昼晦。
民国17年（1928年）4月，东乐，暴风扬尘，飞沙压没农田2100余亩，大损禾苗、蔬果。民国23年（1934年），狂风大作，飞沙走石，成灾甚重。
1952年4月9日下午4时，黑风由西北来，一霎时暗无天日，伸手不见五指，约50分钟左右。部分地区受灾，牧童堕岸落水的10人，损失耕牛33头，马19匹，驴3头，羊425只，刮倒房屋两间，风后下大雪。
1954年2月10日，半夜刮黑风，次日上午8时半，发生7.3级地震。
1977年4月22日傍晚，刮8级“黑风”。
1981年，刮8级以上的大风17次，比历年同期多7次，严重影响了作物生长。
第四节 冻灾
山丹无霜期短，容易发生霜冻。早霜冻川区最早出现在9月3日，山区最早是8月11日，晚霜冻在4月下旬到5月底终止。最晚的山区在6月下旬，川区最迟在6月上旬。历史记载的冻灾有：
清光绪十一年（1885年），秋七月，大雨雪，南山禾稼受灾重，歉收，洪水冲毁田亩。
光绪三十年（1904年）秋七月，大雨雹，禾冻秕。七月二十二日，东乐等地大风拔树，雪深数尺，禾苗尽偃。
民国24年（1935年）5月，黑霜成灾，二区各村灾情尤重。
1957年，川区5月26日晚霜冻，9月25日早霜冻，无霜期121天。山区晚霜冻6月22日，旱霜冻9月5日，无霜期为74天，农作物受损。
1968年9月4日，霜冻。南部沿山区的马营、霍城等乡尤为严重，无霜期只有96天，小麦和豌豆减产。
1972年9月1日中雨后猛转晴，次日凌晨，南部山区气温下降9.6℃，地面温度降至－5℃霜冻，粮、油受害面积达8万多亩。
1976年9月7日霜冻。大马营乡马营村粮食作物6557亩受冻，比上年减产15万公斤。
1979年9月1日和9月12日霜冻。全县受灾减产1079万公斤。大马营乡双泉村上泉生产队，粮食亩产由1978年的82公斤下降到65公斤，亩减17公斤。
1981年5月1日，寒流侵入，气温急剧下降。2日至4日气温突降到零下11.3度至16.7度，全县有9580亩已出土的甘兰型大油菜，200亩蔬菜，6亩胡麻，因严重受冻而重种。5月15日，再次受强霜冻。两次冻害受灾面积达15.6391万亩，成灾面积4.9036万亩，减产五成以上，其中甘兰型大油菜1.5384万亩，冻死幼苗八成以上的7070亩，五成以上的8314亩，受冻成灾的小麦3.2758万亩，灾情六成以上的1.65万亩，四至六成的1.6258万亩，豌豆、蔬菜894亩，全部冻死。陈户公社10个大队，受冻成灾的9个大队，播种各类作物4.1362万亩，受冻成灾面积2.6792万亩，占总播种面积的64％。冻害发生之后，全县出动6987人，趁雨后抢种粮食作物1215亩，油料1.8430万亩，改种9550亩。
第五节 病虫害
山丹县现有作物病害89种，其中粮食作物病害47种，油料病害8种，果树、蔬菜病害34种，各种虫害55种；鼠害5种；农田杂草31种。病虫害一般发生在大旱之年或之后。在不同的气候条件下，会产生不同的病虫害。如在公元1271年（宋末元初）以前，蝗虫较多，以后历史记载中，逐渐少见，证明山丹气候趋于干燥，植被减少，不适宜蝗虫生存。历史记载的病虫害有：
西汉武帝太初元年（公元前104年）夏天，蝗虫从关东飞到删丹等地。
西汉平帝元始二年（公元2年），秋，全境蝗害，食禾稼、麦歉收。
晋惠帝永兴元年（公元304年），夏五月，大蝗，草木、牛马毛鬣皆尽，民饥并疫。
西晋愍帝建兴四年（公元316年）七月，螽蝗食禾。
南朝宋顺帝升明二年（公元478年）蝗，食稼。
唐高宗永徽元年（公元650年），蝗害。
唐高宗永淳元年（公元682年）闰七月，蝗害。
五代后晋高祖天福四年（公元939年）七月，蝗害稼。
天福七年（公元942年）飞蝗害田，食草木皆尽，时蝗旱相继，人民流徙，饥者盈路。
南宋，孝宗淳熙三年（1176年）（西夏乾祐七年）蝗大起，食稼殆尽。
明崇祯十四年（1641年）蝗，成灾重。
清同治五年（1866年），鼠害严重，夏苗被啮。秋，麻雀啄食黍粒殆尽。
清同治七年（1868年），田鼠食苗，雀食粟殆尽。
清光绪三十三年（1907年）五月，峡口、老军寨诸处，蝗虫食禾稼殆尽，其蝻积地厚尺许。
民国35年至38年，全县小麦发生腥黑穗病。芦家堡等村尤为严重，病禾占60％。 1954年，全县发生小麦腥黑穗病，散黑穗病，发病率15—20％，通过药剂拌种，推广抗病良种等有效措施，到70年代初，发病率降低到0.1—0.3％。1982年又有回升，全县平均发病率为0.48％。
1954年至1955年，土蝗在霍城、李桥、马营等5个乡大发生，被害农田15万亩，草原20多万亩。霍城乡河西等村和李桥乡沿山小麦叶片被吃光，地边禾穗被咬掉。经省、地、县联合进行统一防治，基本消灭。
1956年至1958年，全县发生鼠害，面积达59万亩，每年被害农田30万亩左右，每年因鼠害损失粮食在100万公斤以上。鼠害主要有长沙土鼠、草原黄鼠、鸣声鼠、中华鼢鼠4种。
1960年，由于大旱，蚜虫大发生。据在清泉城北调查，每平方公尺有150—200头，最高的达1100头左右。全县发生蚜虫面积达5.8万亩。还发生红蜘蛛，危害面积达3.68万亩。
1962年，全县洋芋发生了环腐病、黑茎病等多种病害；1974年，又发生了病毒病，发病率为1—3％，使洋芋产量逐年降低，品质变劣，面积减少。1982年，县良种场和大马营、花寨乡洋芋发生环腐病、黑茎病混合发病率23％。
1964年，全县小麦锈病大流行，造成麦粒秕瘦，严重受灾社队，减产10％以上。马营、霍城、李桥、花寨乡较严重。其中条锈病发生早，危害重。
1981年由于旱象持续发展，气温迅速上升，蚜虫、黄条跳䖬危害加剧；全县发生面积3万多亩。清泉公社十号四队麦四蚜株率达88.5％，百株有蚜1380头；蚕豆田蚜率达60％，百株有蚜705头。李桥、霍城、马营、清泉等公社，油菜地的黄条跳䖬为害也十分严重，30—50％叶片被蛀孔或蚀缺，个别严重地块叶片被吃光。农业部门防治面积2.324万亩，效果达87％。
1987年至1988年，大黄山林区发生了云杉阿扁叶蜂，危害面积达9468亩，占乔木林面积5.9228万亩的15.9％，严重的5264亩，占虫害面积的59.4％。1988年成立了大黄山林区云杉阿扁叶蜂防治领导小组，省、地拨防虫经费5万元，进行防治。
第六节 地震
在河西走廊地震带上，山丹是地震易发地区，具有发生强震的地质构造背景。是全省破坏震主要县份之一。历史上曾发生过多次强烈地震。自东汉顺帝汉安二年（143年）至1988年的1845年间，先后共发生大、小地震108次（内含仪器测量的轻微地震），其中破坏性大的大地震两次（1927年和1954年）。轻微破坏的9次，较重的5次。邻近地区大地震波及山丹也很严重。
东汉顺帝汉安二年（公元143年）地震，山谷折裂，破坏城寺，杀害民庶。
晋安帝隆安元年至三年（公元397—399年），张掖地震50余次，余震波及山丹县。
晋安帝义熙四年（公元408年）三月二十七日地震，山崩折水。
后魏宣武帝景明四年（公元503年）凉州郡地震，波及山丹。
北魏梁武帝大同十年（公元544年）冬十一月，地震陷，有火光出。
唐肃宗至德元年（公元756年）十一月，地震裂，有声，坏庐舍，至次年六月止。
唐宣宗大中三年（公元849年）十月地震，压死居民。
元武宗至大三、四年（公元1310—1311年）地震，大风，有声如雷。
明宪宗成化十三年（公元1477年）四月，地震有声，地裂中有白毛冰厚五尺，其间有杂沙，呈青、红、黄、黑色。
明孝宗弘治元年（公元1488年），八月十三日，地震有声。
明世宗嘉靖十九年（1540年）四月初九日，地震，有声。
嘉靖三十三年（公元1554年）四月初八月，地震。
嘉靖三十五年（1556年）十一月初二日，地三震，声如雷，城关多坏。
嘉靖三十九年（公元1560年）七月初六日，地震有声。
嘉靖四十年（公元1561年）二月初八日，地震有声，坏城堡，庐舍。
嘉靖四十一年（公元1562年）十月二十日，地震。
嘉靖四十五年（1566年）十月十四日，地震。
明申宗万历十九年（公元1591年）十月，地震，坏城垣。翌年修补，增筑南关城。
明庄烈帝崇祯七年（公元1634年）十二月东乐地震。
明崇祯十四年（公元1641年）五月十四日，东乐地震。
清圣祖康熙三十八年（公元1699年）地震，魁星楼摇倒，损坏房屋，压伤人畜无算。
清光绪二十二年（公元1896年），十二月初四日夜，地震有声，自西南而东北。
光绪二十八年（公元1902年），十月初九日戍时，地震，有声如雷。
民国9年（公元1920年）十一月初七日，东乐地震。
民国16年（公元1927年）四月二十三日（公历5月23日）上午5时20分，甘肃大地震，山丹、武威、古浪一带极为剧烈，震中烈度为11度，震级为8级。山丹波及村庄170余处，倒塌土窑50余处，民房5820间，压死居民880余人，牲畜1万余头。
1954年2月11日上午8时半，山丹发生7.3级地震，龙首山北红寺湖为震中，震中烈度10度，震中北纬38°50′，东经101°30′。大湖、高泉山、马莲井、亚马头一带普遍出现地面裂缝，山崩滑，民房倒塌；双窝铺及大湖一带，河槽和两岸田地里有顺河方向的大裂缝，河岸黄土普遍崩滑，沿河村庄民房，几乎全部震倒，湖滩裂缝有小泉涌出。草沟、三十里堡、东乐旧城、大佛寺、小寨子一带，建筑屋墙壁裂缝，倾斜或倒塌。全县压死人50名，压伤329人，并伤亡牲畜282头，倒塌房屋7277间，人民财产损失极大。
震前2月10日晚半夜刮黑风。震时有声如雷，门窗轧轧响，人摇晃不定，从2月11日至9月20日，余震达43次，其中4.5级至7.3级达7次。
甘肃省政府拨款5亿元（合今人民币5万元），进行救灾和恢复工作。同时派出卫生人员携带药械，为受伤群众免费治疗。
1955年3月3日，发生4.7级地震。5月4日发生5级地震。12月25日又发生4级地震。
1956年2月3日，地震。震级为4.6级。3月30日发生4.7级地震。5月4日又发生4级地震。
1960年4月27日5时27分，山丹县以东地震。震级为5级。震中位于北纬39°0′，东经104°4′。
1969年10月17日，地震。震级4级。
1974年9月22日，地震。震级4.3级。
1975年7月31日，地震。震级4.6级。
1978年8月16日，地震。震级5级，震中北纬38°17′，东经101°0′，震中裂度6度。震中区山丹县霍城公社的西坡、泉头及山丹军马三场一带。地震时响声很大，货架上商品倾倒，土坯墙普遍裂缝，不少房屋椽子震断，人惊醒，电灯及悬挂物摇动。
是年11月17日，山丹又发生4.1级地震。
1988年12月26日下午3时34分，山丹发生轻微地震，人有感觉，但无破坏。
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山丹县
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