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中国自然美景:多样地质构造的杰作

2017-04-26范晓

森林与人类 2016年11期
关键词:亚热带自然保护区森林

范晓

中国地处太平洋、欧亚、印度三大地质板块汇聚之处,又是世界上纬度跨越最大、海拔高度跨越最大的国家之一,因此具备了极其多样的地质地貌环境与自然生态系统。把中国的自然保护区放到地质地貌的大背景下观察,可以更好地理解中国自然生态系统的多样性和中国自然景观的丰富性。

地质遗迹是生物圈之母

也是保护区的重要保护对象

中国的自然保护区分为9种类型:森林生态、草原草甸、内陆湿地、荒漠生态、海洋海岸、野生动物、野生植物、古生物遗迹、地质遗迹。实际上,野生动植物都依存于前5类自然环境与生态系统中,野生动植物作为一些保护区的分类类型,只是为了强调保护某些旗舰物种的价值和意义。另外,古生物遗迹其实是地质遗迹的一种,从分类上它可归于地质遗迹之中。

地质遗迹作为地球演化过程中的自然遗存,它既是赏心悦目的自然景观,例如高山、大川、平原、海洋,也是地球表面生物圈赖以存在的基础,它还是人们得以认识地球演化过程的珍贵历史记录。因此,地质遗迹本身,也成为国家级自然保护区的重要类型和保护对象,它们包括了以下种类和案例。

典型地质剖面:天津蓟县的中上元界地层剖面,河北抚宁县柳江盆地的元古界-新生界的标准地层及典型地质构造剖面,河北蔚县-阳原县泥河湾的新生界地层剖面,浙江长兴县二叠-三叠系界线层型剖面以及长兴阶层型剖面。古生物遗迹:内蒙古鄂托克恐龙足迹化石,辽宁北票中生代晚期鸟化石等古生物化石群,福建晋江的海底古森林遗迹和古牡蛎海滩岩,山东即墨市马山的硅化木,山东临朐县山旺的古生物化石,河南南阳的恐龙蛋化石群,湖北郧县青龙山的恐龙蛋化石群。火山地貌:吉林省四平、伊通、辉南、靖宇、长白山等地的火山地貌,黑龙江五大连池的火山地貌。喀斯特地貌:辽宁大连金州成山头海滨喀斯特地貌。丹霞地貌:广东仁化县丹霞山的丹霞地貌,宁夏西吉县火石寨的丹霞地貌。

除了这些地质遗迹类型的国家级自然保护区外,其他类型的保护区实际上也包含了诸如火山、喀斯特、花岗岩、丹霞、砂岩峰林、冰川、古生物化石等许多典型的地质遗迹与景观。

纵横南北的浩瀚山脉,呈现变幻多姿的森林面貌

森林生态类型是中国数量最多的一种自然保护区类型。目前,中国已建立的446处国家级自然保护区中,森林生态类有206处,如果加上64处依存于森林生态系统的野生动物类、野生植物类保护区,那么与森林生态系统相关的保护区共有270处,占国家级自然保护区总数的61%。

与森林生态系统相关的保护区都有一个共同点,即它们都与中国众多的山脉唇齿相依。中国地处欧亚板块东南缘,它受到来自东边的太平洋板块以及来自南边的印度板块的碰撞挤压,在一二百万年以来的晚近新构造运动时期,便逐渐形成了现今中国地貌的基本格局。其最显著的特征,便是西部青藏高原的隆起,东部平原低地的沉陷,以及由西向东渐次降低的三级地形阶梯,而大致平行经向(南北走向)和纬向(东西走向)的诸多山脉,便构成了中国地形的基本骨架与脉络,也是森林植被的“基体”。其中不少山脉有古老的历史,但在新构造时期都产生了新的活动与抬升。

一些山脉尤其是南北走向的山脉,常常构成中国地形大阶梯的“阶坎”。例如,一级地形阶梯青藏高原向二级地形阶梯云贵高原、四川盆地过渡的横断山脉东部;二级地形阶梯蒙古高原、黄土高原、云贵高原向三级地形阶梯东北平原、华北平原、长江中下游平原过渡的大兴安岭、太行山、巫山、武陵山等等。因此,森林植被的变化,既可以因这些山脉穿过不同的气候带而产生,也可以因山脉的巨大高差而在垂直方向呈现。例如,作为内蒙古高原东缘界山的大兴安岭,其北段分布有中國最北端的寒温带针叶林与针阔叶混交林,向中南段过渡为中温带的以红松、东北红豆杉、蒙古栎林、黑桦林、紫椴林为特征的针阔叶混交林。

山体垂直方向上的森林植被变化,则以横断山区的岷山、邛崃山、大雪山、云岭、高黎贡山,以及喜马拉雅山东段最为典型,这些高山、极高山不仅海拔极高,而且由于青藏高原边缘的断裂活动,地形切割也极大,高山深峡相伴,成为地球上地形高差最大的区域,可以见到由亚热带至寒带的完美自然垂直分带,在短距离内,即可出现极为丰富的森林植被群落的变化。

由于地球上的气候分区主要是按纬度变化划分的,因此,中国近东西走向的山脉,也常常成为中国南北地理与气候区域的分界。这种地理的区划界线,在自然界中并不是一条线,而往往是沿着山脉走向的一个过渡带,这就使南北两侧不同的生物物种交叉混生,在森林群落上,表现出另一种多样性和特殊性。例如,燕山以及太行山北段作为中温带与暖温带的分界;秦岭-伏牛山作为中温带与北亚热带的分界;米仓山-大巴山作为北亚热带与中亚热带的分界;南岭作为中亚热带与南亚热带的分界,等等。

在不同的气候条件下,相似的岩石构成,也会表现出不同的山地地貌形态,山岳与森林景观的美学特征也呈现出多样化。例如,东北的大兴安岭-小兴安岭-长白山,主要由古生代至中生代的花岗岩、中-新生代的火山岩构成,在中温带以冰雪融冻为主的物理风化作用下,形成以花岗岩石峰、石穹,火山堰塞湖及火山口湖,熔岩台丘等为主要特色的地貌景观,与中温带的针叶林、针阔叶混交林相映衬,自有一种苍凉、冷峻的意境。

在中国南方的幕阜山-九岭山-武功山-罗霄山、括苍山-雁荡山-戴云山,以及南岭诸山,不少山体也由花岗岩以及火山岩构成,在亚热带湿热风化及流水侵蚀为主的作用下,形成许多峭壁千仞、奇峰兀立的峰丛、峰林、石柱景观,与亚热带的常绿或落叶阔叶林相得益彰。

到了边缘热带的海南岛,由于更为强烈的湿热风化作用以及热带雨林的覆盖,以花岗岩为主体的五指山、黎母岭、雅加大岭,多呈现出峰岭虽陡峭,但山石藏而不露,植被郁闭度很高的山岳景观特征。

此外,在类似的气候条件下,由于不同山脉的岩石构成差异,也会呈现山地地貌形态以及景观美学的差异。例如,中国南方最具特色的山岳景观当属丹霞地貌、喀斯特地貌,它们在地貌景观组合与美学特征上都独树一帜。例如,丹霞地貌的赤壁丹崖、峰丛石柱、瓮谷悬瀑;喀斯特地貌的峰丛石林、峡谷地缝、溶洞天坑,等等。

另一方面,不同的岩石对于地形和土壤的影响、地质作用形成的特殊地貌,也会给森林的物种、群落结构、林相烙上不同的印记。例如,武夷山、南岭丹霞地貌区的亚热带常绿阔叶林;大娄山北坡川南、黔北、渝西南一带“赤水型”丹霞地貌区以竹林、桫欏为特色的森林植被;在黔南及广西境内的苗岭、凤凰山-九万大山-大瑶山、六诏山等地,常见有中亚热带至南亚热带的喀斯特森林,或称石灰岩的季风常绿阔叶林、山地苔藓常绿阔叶林、季雨林等,白头叶猴、黑叶猴是这类森林中的标志性物种。

火山喷发形成的火山口,或者喀斯特溶蚀塌陷作用形成的天坑,会造就环状封闭的巨型凹坑。在中国,这些凹坑直径最大可达千米左右,最深可达600多米,因坑内气候温和湿润,蒸发量小,树木生长旺盛,且不易受人类干扰,常常繁衍出壮观的“地下森林”,生物多样性比地面的森林群落更为丰富。以广西雅长兰科植物国家级自然保护区附近的大石围天坑为例,天坑内的森林郁闭度远高于坑外,保持了原始森林的特性,植物与洞穴动物的种类极为丰富,有许多中国乃至东亚特有种。在趋光作用影响下,凹坑内树木的高生长也尤为突出,在黑龙江小北湖国家级自然保护区附近的镜泊湖火山口“地下森林”中,一般树高达50米以上,最高超过100米,远高于坑外地面上的树木。

从平原到高原,浩渺缤纷的湿地大观

湿地是中国另一个十分重要的自然保护区类型。被定为“内陆湿地”类型的国家级自然保护区有53处,如果加上36处包括在野生动物、海洋海岸、草原草甸、森林生态、荒漠生态、地质遗迹等类型中的湿地类保护区,含湿地保护的国家级自然保护区中共有89处,占国家级自然保护区总数的20%。

由于不同的地质地理成因与背景,中国国家级自然保护区中的湿地也呈现十分多样化的类型,笔者把它们分为以下几类:

寒温带-中温带的东北平原河流湖泊湿地;中温带的内蒙古高原东部湖泊湿地;中温带的阿尔泰山、天山山地湖沼湿地;中温带的西北干旱区荒漠-绿洲湿地;暖温带的华北平原河流湖泊湿地;北亚热带-中亚热带的长江中下游平原河流湖泊湿地;暖温带-北亚热带-中亚热带的海岸滩涂及河口湿地;南亚热带-边缘热带的红树林海岸湿地;高原暖温带-北亚热带-中亚热带的云贵高原湖泊湿地;高原温带-高原亚温带-高原亚寒带的青藏高原高寒湖沼湿地。

东北平原-华北平原-长江中下游平原,是欧亚板块东缘因与太平洋板块碰撞形成的一个大的沉降带。东北平原三面被山地围绕,地势低平,排水不畅,加上气温低、蒸发量小,以及冻土层的隔水作用,所以在松花江、嫩江、乌苏里江、黑龙江、辽河沿岸形成大面积湖沼,当地人称之为“泡子”。而新生代以来因板块碰撞发生的广泛火山喷发,常常堵塞河流,形成堰塞湖群,这也是东北平原大范围积水成沼的重要原因。在东北平原,这类湿地保护区达到29处,是中国国家级湿地自然保护区分布最密集的区域。

华北平原以前是渤海和黄海的一部分,由于黄河以及由太行山而出的漳河、滹沱河、唐河、拒马河、永定河、白河等带来的泥沙淤积,才成为今日之平原。其中黄河居功至伟,它造就了以河南郑州桃花峪为顶点的地球上最大的陆上三角洲。虽然在填海造陆的过程,潴积的不少湖淀现已干涸,但海河河口、黄河河口、海河水系的衡水湖以及河南境内的黄河沿岸,仍是目前华北平原的国家级湿地保护区所在地。

长江中下游平原历史上曾经被浩渺如海的“云梦大泽”那样的许多湖泊所占据,后虽因泥沙堆积以及人类活动影响,湖泊缩小分离,但这里仍保留了中国东部最大的淡水湖群,如今在洞庭湖、洪湖、龙感湖、鄱阳湖、洪泽湖以及长江口的九段沙,均建有湿地类的国家级自然保护区。

“地球第三极”青藏高原的隆起,是晚近地质时期对地球气候与环境产生重大影响的最重要的地质事件。由于成为许多大河的发源地,青藏高原也被称作亚洲“水塔”,而保障“水塔”供水的重要水源涵养地,便是青藏高原独具魅力的高寒草原-草甸-湿地生态系统。一方面是因为原来经剥蚀形成的低海拔平原被快速大幅抬升,保留了平缓的地形面,加上构造断陷,容易积水成湖;另一方面,大面积冻土表层的融冻作用,也极易形成积水洼地并沼泽化,进而扩展连接成大片湖沼湿地。四川、甘肃、青海、西藏境内的若尔盖、尕海、黄河首曲、隆宝滩、三江源、色林措等地,便是这类湿地及其保护区的典型。

比青藏高原外缘低一个“台阶”的云贵高原、内蒙古高原,也有许多高原湖泊湿地。在云南高原,它常常是沿着南北向断裂带发育的长条状深水湖;在贵州高原,往往是伴随着喀斯特及构造作用的溶蚀断陷湖;在内蒙古高原东部,常见为构造拗陷低地的汇水湖盆。云南的苍山洱海、贵州的威宁草海、内蒙古的达赉湖等国家级湿地自然保护区,可分别视为这些高原湖泊的代表。

值得人们高度关注的还有中国西北干旱区的荒漠-绿洲湿地,它主要分布在内蒙古西部、宁夏河套、甘肃河西走廊,以及新疆的塔里木和准噶尔盆地。在高山夹峙的这些干旱区断陷低地,虽然戈壁沙漠广布,但依赖于高山的冰雪融水,在山前的冲积扇上及沿河两岸形成了绿洲湿地,它是荒漠地带最富有生机的生态 “绿岛”。例如已建立国家级自然保护区的内蒙古额济纳、甘肃的张掖黑河、敦煌阳关,新疆的艾比湖等。

气候与地貌条件纷呈多样的湿地,也孕育了各具特色的植物群落与动物种群。例如,青海三江源的高寒草原-草甸-湿地生态系统,为青藏高原特有的、以藏羚羊、野牦牛、藏野驴、藏原羚等为代表的大中型食草类动物种群提供了良好的栖息环境,成为它们的大种群集中分布区,同时还为高原上的雪豹、狼等肉食动物种群的生存提供了食物来源。当然,最重要的也许是,湿地为众多鸟类提供了栖息地,而且由于中国地域辽阔,可作为同一类候鸟的夏季繁殖地与越冬地。例如,黑颈鹤在四川若尔盖、青海隆宝滩、青海湖的夏季繁殖地,在贵州威宁草海,云南昭通大山包、西藏雅鲁藏布江中游河谷的越冬地;丹顶鹤在黑龙江扎龙的夏季繁殖地,在江苏盐城的越冬地,等等。

从温带到热带,漫长的海岸线展示丰富多彩的海洋生态

中国大陆的海岸线长约18400公里,岛屿海岸线长约16900公里,二者相加约35300公里,而且中国的海岸线地跨温带、亚热带、热带多个气候区,因此海洋海岸的自然特征也极为丰富多彩。

上文提到华北平原、长江中下游平原都有由海变陆、由湖变陆的演化历史。在天津海河口的古海岸与湿地、河北昌黎黄金海岸、山东黄河口的滨州贝壳堤岛与湿地、福建晋江深沪湾海底古森林遗迹等地的国家级自然保护区,反映海陆变化的古海岸遗迹,都被记录在一道道古贝壳堤、古沙堤,或古牡蛎海滩岩中,它可以帮助人们阅读这种自然变化的历史书页。

需要着重提到的,是位于南亚热带-边缘热带的红树林海岸、珊瑚礁海岸,它们皆在北回归线以南,主要分布于福建、广东、广西、海南的大陆及岛屿海岸。在这里已建立国家级自然保护区的红树林海岸有福建的漳江口,广东的湛江,广西的合浦山口、防城北仑河口,海南的东寨港;已建立国家级自然保护区的珊瑚礁海岸有广东的徐闻,海南的三亚、文昌铜鼓岭。

红树林海岸与珊瑚礁海岸都被称为生物海岸,但其成因却与地质作用密切相关。红树林海岸主要是受地质断陷作用影响,海岸下沉,形成喇叭形海湾,又被称为溺谷。河流带来的泥沙大量堆积,形成低缓的滩涂,利于红树林生长。而珊瑚礁海岸是在相对抬升的岩石海岸上,因波浪侵蚀形成浅水平台,给珊瑚礁生长提供了良好场所。红树林海岸与珊瑚礁海岸都是生物多样性最突出的海岸段,而且它保护了海岸的稳定,也使海岸地貌呈现多样化。

海南岛由于全岛处于热带,加上有利的海岸地貌条件,因此成为中国红树林海岸与珊瑚礁海岸发育最好的地方,其红树林、珊瑚礁的规模与物种种类都远远超过大陆东南沿海和台湾岛。而且,琼北后水湾的邻昌礁、琼西洋浦湾的大铲礁,还是中国海域内仅有的两处堡礁。

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