研究区位于张家口地区沽源、赤城、张北、崇礼等四县的交界部分（图3-1），地理坐标东经115°15～116°00，北纬41°10～41°35，处于内蒙古高原南缘，面积约2400km2。区内大部分地区地势平缓，相对高差小，属高原丘陵地带。其中北部坝上高原呈波状，地势南高北低，一般海拔1400～1700m。坝顶为分水岭，走向基本为东西向。南部坝下低山丘陵，由一系列中山、丘陵和坝缘山地组成（图3-2）。坝上年均气温0～℃，年降水量为30C～420mm，无霜期小于110d，春季风沙严重，夏季短促凉爽，冬季寒冷漫长，呈寒温干旱型气候。坝下山区平均气温1～5℃，年降水量420～600mm，属寒温半湿润型气候。坝下低山盆地年均气温5～7℃，年降水量400mm左右，无霜冻天数130天。春季干旱多风，夏秋炎热多雨，属冷温半干旱型气候。总之，干旱、风大、寒冷是本区的基本气候特点。坝上植被主要为草原生长针茅、羊草、蒿类、缄蓬，种植物为莜麦、小麦、胡麻、马铃薯。坝下山区为乔木灌木植被区，乔木有桦、杨、松等；灌木多为刺玫、酸枣、荆条。盆地农作物有谷子、玉米、向日葵、马铃薯等。
研究区内地表河流极不发育，且多属内陆水系，仅有闪电河属于滦河水系流经沽源县境内，但水量不大。坝上土壤主要为栗钙土、草甸土、盐碱土、沙土和沼泽土，土壤母质为残坡积物、黄土和冲积物；坝下中低山间盆地则主要发育褐土及棕壤，土壤母质为残坡积物和冲积物（图3-2）。分布于分水岭两侧坡地上的黑色草甸土发育有较完整的理想土壤剖面。凋落层、耕作层、犁底层、母质层和基岩层发育齐全。
研究区属于全国和河北省的贫困区，经济相当落后，以半农半牧为主。居民以食用当地产的粮食和蔬菜为主，肉食较少，饮用浅层地下水，外源性食品较少，形成一个较封闭的食物链系统。
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