基奈峡湾国家公园自然地理特征

大卫·卡尔·施耐德S 著；戴长雷，杨朝晖 译

(1.阿拉斯加大学 安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508； 2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

基奈峡湾国家公园自然地理特征

大卫·卡尔·施耐德1S 著；戴长雷2,3，杨朝晖1译

(1.阿拉斯加大学 安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508； 2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

国家公园生态系统是地貌研究的重要组成部分，通过研究公园地理特征有助于进一步了解中南阿拉斯加的地貌特征。在梳理公园所受地质作用以及气候等相关知识的前提下，对基奈峡湾国家公园自然地理特征进行了分析。指出：①整个公园由太平洋板块楔入阿拉斯加时洋底推挤起来的岩体组成。山地地形主导了公园的景观，高大的山脉使降雨和降雪量很大。来自海洋的湿润空气与高大的山体遭遇时促成的冰川现在正在消退，公园的整个海岸线也正在缓慢下陷。②基奈峡湾国家公园的气候主要是海洋性的，富含水汽的风以及从东亚流向阿拉斯加湾的太平洋洋流的相对温暖的水体一起作用，塑造出本公园温和、湿润的气象条件。③海洋、山脉、冰川以及上述三者不断的变化，将本公园变成一个丰富多彩的生态王国。由于绝大多数地方海拔较高，所以基奈峡湾国家公园的地理景观以冰川和苔原为主。

地质作用；气候；冰川；苔原；基奈峡湾国家公园

在中南阿拉斯加，基奈峡湾国家公园是仅次于德奈利国家公园的第二流行的旅游目的地，但是两个公园的地理景观却差别巨大。在本公园，从北太平洋的惊涛骇浪中耸立而起的高大山脉蕴有冰川和温带雨林。温暖的大洋为大量的野生动物提供了庇护所，鸟类和海洋哺乳动物沿着海岸繁盛起来。土地上冰川消退的流量、河流侵蚀、海岸线向波涛下沉积总是处于一种动态平衡。

1 地质作用

山地地形主导了公园的景观，而且与大多数山地外观有关。高大的山脉使降雨和降雪量很大，冰川也由此得到补充。冰川接着刮擦景观，形成这些缩进海岸线以里的美丽峡湾。降水也通过沿岸的淡水河流将营养物质带回大海，以使多种多样的海洋生物营养丰富。仅仅由淹水的山峰形成的孤立的岩岛为海鸟和海狮提供了庇护所。

山地的岩体属于楚加奇地体的瓦尔迪兹组合体。它们绝大部分由作为长条状的库拉板块俯冲带增生楔建造材料的沉积物组成。大部分岩体是由杂砂岩和泥岩组成的薄层状的理石，在这种情况下它们自大陆架向俯冲带流动的过程中形成浊流。绝大部分沉积物为细粒的，因为更重的物质会沉积在离大陆更近的地方[1]。

在晚白垩纪，俯冲带发生堵塞而进一步向远离大陆方向迁移。旧俯冲带被博德岭(博德瑞治)断层所代表。后续的俯冲带为科恩台科特断层所代表。原来的增生楔里的特质不再俯冲，而是被形成楚加奇山的构造作用推挤出海洋。

在始新世，存在于库拉板块和法拉隆板块之间的原来的扩张中心俯冲到基奈峡湾国家公园现在所在位置的下方。由于扩张中心周边地区的地壳非常薄，所以岩浆可以到达地表。在其他地区，岩浆不能到达地表，但是可以在理石体以内固结为花岗岩岩体。这些理石岩体和花岗岩体在地质力的作用下隆升并接受冰力营力的侵蚀。由于理石岩体较花岗岩体更易于侵蚀，所以公园里的许多半岛和岛屿就是由这种未侵蚀的花岗岩组成。

尽管不在公园的边界以内，但是来自于俯冲的扩张中心本身的玄武岩在西沃德对面的复活节半岛上显露出来。这形成了一套带有45°倾角的完整的蛇绿岩序列。

基奈峡湾国家公园最有意思的地质现象之一就是公园的整个海岸线正在缓慢下陷。因为太平洋板块在阿留申海沟处俯冲，所在太平洋板块不但向西北方向挤压地体形成楚加奇山，而且拖动北美板块的这一部分向下坳陷。因此，如果基奈半岛西面的楚加奇山看起来像是在向海洋滑动，这是因为它们就是那样的。对大部分地块来说，这并没有引起显著的地震，但是，如果太大的压力在地表以下累积起来的时候，偶尔也会触发一次地震。在过去的1万年，部分海岸线已经被向下拉陷数百英尺[2]。

2 冰川作用

好似是嫌基奈峡湾国家公园的地质作用还不够戏剧性，巨量冰川的残酷作用力也加入到公园地貌的塑造中来。在拿破汤(威斯康星)冰期的最大冰川范围内，除了最高峰以外的所有地区均为冰所覆盖。不仅如此，冰川还清晰地向海洋中的大陆架上拓展了100多英里。

基奈峡湾国家公园的冰川发源于哈丁冰原，哈丁冰原冰盖面积有700 m2，与茂宜岛(作者注：又称毛伊岛，为夏威夷第二大岛)面积相当。平均每年有30多英尺的白雪累积在这里。这些雪压实后变成冰，然后基于不同的冰川，以大约20英寸/天的速度缓慢流向山下。哈丁冰原共有38条下溢的冰川。

冰川的历史极短。在全新世就经历过数次冷期和暖期。最近的冷期是小冰期，从中世纪晚期延续到20世纪末。19世纪中期到达阿拉斯加的俄罗斯探险者看到的海岸线实际上与我们今天所见的是不一样的。许多峡湾中堆满了冰川。绝大多数冰川留下的终碛穿过峡湾，隐藏在海面下方几英尺的地方(图1)。

基奈峡湾国家公园以数条断层为边界，这些断层将东边较新的地质体与西边较老的地质体分开。整个公园由太平洋板块楔入阿拉斯加时洋底推挤起来的岩体组成。来自海洋的湿润空气与高大的山体遭遇时形成的巨量降水在最近的冰期中促成了大量的冰川，这些冰川现在正在消退。在最近数世纪的小冰期中冰川延展到当前的终碛所在的位置。图1 基奈峡湾国家公园的地貌特征和断层

水下冰碛物形成于冰川稳定的时期，且处于自我延续的循环中，对于潮水冰川的进一步稳定有作用。冰川所栖息的冰碛物可使冰川免受波浪和洋流的侵蚀，并使冰川驻留在原地。但是一旦冰川开始消退，潮水冰川离开下伏的冰碛物，它们会迅速融化。因为有更多的水与冰川接触，消融加速，冰川总体上向后移动的速度较之于仅仅融化的冰川要快。麦卡锡冰川在100 a间已经消退了15英里。与之形成对比的是，陆基的伊格雷特冰川在175 a间仅消退了2英里[3]。

我之所以能够确定这些冰川膨胀和收缩的时间，是因为扩展的冰川常常会掩埋小冰期之前就存在的大量的森林。找到树木残骸，就可以采用碳测年技术确定出相当精确的时间。

基奈峡湾国家公园的峡湾与其他的峡湾形成模式一样；冰川的侵蚀可将一个V型谷拓展成一个U型谷，冰川的重量压在地面上。但是在基奈峡湾，另一种作用力也在起作用；板块的局部下陷。尽管根据地壳均衡回弹理论，峡湾会慢慢的回弹上升，直至露出海面，但是由于构造的原因，这些峡湾随着时间的推移却是在变得越来越深。末次冰川运动以来的海平面上升也有助于这些峡湾保持在水面以下。同样地，这些现象都有助于在许多公园的半岛上产生淹没的冰斗(图2)。

这张非常复杂的图件显示出许多能够影响当前海岸线位置的因素。在这种情况下，基奈峡湾国家公园之艾阿利克湾淹没的冰斗提供了一个很好的例子。在末次冰期，由于气候冷、雪线高程低，所以海水位较低，山谷突出的地方可以发育出冰川(以及冰斗)。随着气候变暖，海平面和雪线都在上升。冰斗中积累降雪，并且渐渐地沉到不断上升的海水之下。这时冰斗的下淹也与板块构造活动下基奈半岛沿岸陆面的缓慢下陷有关。冰川活动后也会发生地壳均衡回弹，但是它的影响不及其他因素。图2 基奈峡湾国家公园的冰川活动、板块构造和海水位

3 气象与天气

基奈峡湾国家公园的气候主要是海洋性的，这往往意味着气候温和。天气既不非常冷也不非常热。富含水汽的风塑造了公园里的主要天气模式。这些风以及从东亚流向阿拉斯加湾的太平洋洋流的相对温暖的水体一起作用，塑造出本公园温和、湿润的气象条件。

形成于阿留申群岛上空的低压系统在向东推移的过程中，当急流不规律的时候，常常向南或向北偏移。一旦这些低压系统到达阿拉斯加湾，当地的逆时针气旋风就会迫使它湿润的空气转向西方，在西方它们又会遭遇楚加奇山。这些气团随之抬升并冷却，在整个地区形成大量的地形雨(雪)。夏天的降水造就了沿海郁郁葱葱的温带森林。冬天的降雪慢慢累积起来，形成我们今日所见之壮美的冰川[4]。

浏览一下地图就会发现，本公园的气候凉爽而不寒冷。即便在海拔较高的地区，年均气温也不是太低。冰川的出现并不是依赖于非常寒冷的气温，而是因为这里的山地气候凉爽且降水巨多。本公园唯一极端一些的气象条件就是降水多，特别是在最高的山脉处，湿润的海洋水汽爬升到最高处并在那里冷却的最多(图3)。

因为冰川上空的空气通常比周边陆地或者海洋上空的空气要冷，所以就形成了局部的小气候。这样在冰川上方就形成了相对高压。冰川上空的空气相对于陆地或者海洋上空的空气在下降，这样就形成了凉爽的冰川微风。除夏季的冰原以外，陆地加热的速度要快于海洋。这样就形成了用以将凉爽的海洋空气代替上升的陆地空气的海洋微风。

表1列出了西沃德一些气象统计资料。这些气象数据仅适用于滨海地区；高海拔地区的相关数据与它们有很大的不同。

随着西风而来的逆时针气旋风暴被楚加奇山所捕获。山区中部降下的最大的降水不断地补充着哈丁冰原。基奈半岛的西部显然处于楚加奇山的雨幕带上。靠近海洋的地理位置使得整个地区的气温不太极端，比较平稳。基奈半岛西部上空较为干燥的空气使得该地比公园区凉爽一些。图3 基奈峡湾国家公园降水与气温

最高平均气温/℉最低平均气温/℉平均降水量/in平均降雪量/in平均雪深/in一月303203611525二月328222577198三月3712533781327四月444318402572五月522389397030六月58545423000七月62350026300八月62049552700九月553437100600十月446345999170十一月359266697761十二月3152177552074全年平均45634268428332

4 生态地理特征

海洋、山脉、冰川以及上述三者不断的变化，将本公园变成一个丰富多彩的生态王国。从海底到山顶变化巨大的环境范围条件，使得在相对狭小的地区内形成了不计其数的包含成千上万种动物和植物物种的生态壁龛(系统)。有些物种不仅在一种或另一种生态群落中繁盛，而是在二者之间的边界上调和着。

从下沉的海岸线水体中矗立出来的山体为鸟类和海洋动物提供了一个安全的庇护所。海豹慵懒地躺在从冰川上碎下来的冰块上。熊潜行在山腰多样的垂向环境中，寻找蓝莓、山羊以及被波浪冲到岩滩上的食物等任何可吃的东西。

海洋中充满了营养物质，一些是由阿拉斯加的洋流(位于阿拉斯加湾的北太平洋洋流中的逆时针湍流)带到岸边的。另一些营养物质则由成千上万条由雨水和融雪水持续补充的淡水河流从陆地上带来。如果不是太陡的话，这些河流就可为三文鱼提供产卵地，那些产卵后死亡并腐烂的三文鱼进一步增加了流向海洋的河水中的营养物质。磷虾就是靠这种不断流入的营养物质为生，而鲸鱼则以磷虾为生。海獭依托丰富的贝类而茁壮成长。

由于公园里许多峡湾和山谷近期经历过冰川，所以这是一个研究生物演替非常有意思的地方。最近冰川活动过的地区比比皆是。这些地方，新来的地衣刚刚开始占据上风。过上一段时间，诸如苔藓、仙女木以及火草等植物就会在这里扎根。它们死亡以后会形成更多的土壤，诸如桤木一类的灌木就会在其上生长。桤木能够增加土壤中的氮，这会进一步有利于后续的植物成长。三叶杨(绵白杨)往往是这一地区最先成长起来的树木，西加云杉则在它的荫蔽之下成长。铁杉和云杉一起，渐渐形成我们今日所见之雨林[5]。

生物演替的路径并不总是这样的。由于山势陡峭，连续的雪崩使得树木无法生长。桤木就成了能够承受雪崩冲击的最大的植物。在某些峡湾地区，融化的冰体和从冰川吹出的冷风同样使得植物无法生长。附近的生物群落就主要由苔原组成。在最后一次冰川运动结束后，第一个向本地区移居的植物的移居过程也是非常缓慢的。1.4万年前，在公园里的许多地方冰川就已经消失了，但是直到过去的2000 a，铁杉和云杉森林才开始占据上风。

基奈峡湾国家公园的地理景观以冰川和苔原为主，其原因是这里绝大多数地方海拔较高，只有在下游河谷区和沿海狭长平原区才生长有极少量的森林。因为从冰原下吹来的风使这些地方的气温较低，所以大部分冰川峡湾的头部并没有森林。在某些地方，地衣群落或者灌木群落生长在森林群落之下。这种情况出现在冰川沿着谷底流过的地方，而不会出现在较高海拔的地区。如果当地的气候足够温暖，树木就会在冰川上方的山腰处开始生长。当冰川消退后，较低的山腰处只剩下荒芜的岩石，沿着这些地方，植物只能慢慢地重新填充。而较高一些的山腰处，植物填充过程已经提前一步开始了。

5 结 论

基奈峡湾国家公园蕴有冰川和温带雨林的高大山脉从北太平洋的惊涛骇浪中耸立而起。温暖的大洋为大量的野生动物提供了庇护所，土地上冰川消退的流量、河流侵蚀、海岸线向波涛下沉积总是处于一种动态平衡。

(1)山地地形主导了公园的景观，高大的山脉使降雨和降雪量很大。公园很大面积是由海相环境中生成的理石组成的。沿着公园的几个半岛还可以看见剥蚀出露的侵入理石的花岗岩体。从西沃德穿过复活湾出露了一套玄武岩蛇绿岩序列。基奈峡湾国家公园以数条断层为边界，这些断层将东边较新的地质体与西边较老的地质体分开。整个公园由太平洋板块楔入阿拉斯加时洋底推挤起来的岩体组成。来自海洋的湿润空气与高大的山体遭遇时形成的巨量降水在最近的冰期中促成了大量的冰川，这些冰川现在正在消退，公园的整个海岸线也正在缓慢下陷。

(2)基奈峡湾国家公园的气候主要是海洋性的，富含水汽的风以及从东亚流向阿拉斯加湾的太平洋洋流的相对温暖的水体一起作用，塑造出本公园温和、湿润的气象条件。

(3)海洋、山脉、冰川以及上述三者不断的变化，将本公园变成一个丰富多彩的生态王国。由于绝大地方海拔较高，所以基奈峡湾国家公园的地理景观以冰川和苔原为主。

[1] Pfeiffenberger, Jim. The Complete Guide to Kenai Fjords National Park[M]. Anchorage: Greatland Graphics, 1995.

[2] Wilson, Frederic H,Weber, et al. Prehistoric Alaska: The Land[J]. Alaska Geographic,1994,21(4):6-23.

[3] Pielou E C. After the Ice Age: The Return of Life to Glaciated North America[M]. Chicago: The University of Chicago Press, 1992.

[4] Mann, Daniel H, Crowell, et al. Holocene Geologic and Climatic History around the Gulf of Alaska[J]. Arctic Anthropology,1998,35(1):112-131.

[5] Viereck, Leslie A, Little, et al.Alaska Trees and Shrubs[M]. Fairbanks : University of Alaska Press, 2000.

Physical geographic characteristics of Kenai Fjords National ParkWritten by David K.Snyder1; Translated by DAI Changlei2,3, YANG Zhaohui1

(1.UniversityofAlaska-Anchorage,Anchorage99508,USA;

2.InstituteofGroundwaterinColdRegion,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China;3.SchoolofHydraulic&Electric-power,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China)

The ecological system of National Park is the important part of landscape research. Studying the geographic characteristics of park can help further understand its landscape views. The paper analyzes the physical geographic characteristics of Kenai Fjords National Park on the basis of combing the geologic forces and climate which affect the park under the premise of knowledge. It points out: ①The landscape is characterized by broad river valleys populated with taiga forest, steep mountains with tundradraped slopes and some of the highest peaks in North America; ②The climate of Kenai Fjords National Park is predominantly maritime. The Westerly winds, combined with the relatively warm water of the North Pacific Current that flows into the Gulf of Alaska from East Asia create the mild, wet conditions;③The ocean, the mountains, the glaciers and the constant changes that all three are undergoing have created a rich and diverse ecological realm in the park. Because most of the terrain in the park is at high elevation, ice and tundra dominate the landscape.

geologic forces; climate; glacier; tundra; Kenai Fjords National Park

中科院寒旱所冻土工程国家重点实验室开放基金项目(SKLFSE201310)；国家自然科学基金项目(1202171)

大卫·卡尔·施耐德(1969-)，男，美国阿拉斯加州安克雷奇市人，助理教授，主要从事自然地理及地理信息系统方向的科研和教学工作。

译者简介：戴长雷(1978-)，男，山东郓城人，教授，主要从事寒区地下水及国际河流方向的教学及科研工作。E-mail：daichanglei@126.com。

P54；P94

A

2096-0506(2017)04-0024-06