青藏高原自然地帶性分異規(guī)律的初步研究

青藏高原自然地帶性分異規(guī)律的初步研究

近幾百萬年來，青藏高原的強(qiáng)烈崛起對中國西部自然環(huán)境的區(qū)域劃分產(chǎn)生了重大影響。它強(qiáng)化了自第三紀(jì)以來西北地區(qū)的干旱化,藏東南水汽通道與橫斷山區(qū)干旱河谷并存,高原山地垂直帶譜類型的分布模式揭示了其自然景觀的地帶分異,形成獨(dú)特的自然地域格局。1干旱區(qū)垂直帶的特征青藏高原北緣的一系列高大山系,西起帕米爾,向東依次為喀喇昆侖山、昆侖山、阿爾金山和祁連山。這些高大山系加強(qiáng)了高原季風(fēng),帶來了較多降水,高山帶的年降水量可高達(dá)400~500mm以上,與平原盆地僅50~100mm上下的年降水量形成鮮明的對照,成為干旱區(qū)的山地濕島和徑流形成區(qū)。這對西北干旱區(qū)綠洲農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的維持和發(fā)展至關(guān)重要,是得天獨(dú)厚的有利條件。干旱區(qū)綠洲的存在與一定的地貌、水文、土壤等自然條件相聯(lián)系,具有獨(dú)特的地理分布特征和規(guī)律。按照不同的地貌部位,可將綠洲分為沿河綠洲、扇形地綠洲、沖積平原綠洲和干三角洲綠洲等。西北干旱區(qū)山前綠洲是人類活動的集中地區(qū),其形成、演化、退縮和消亡不僅是一種自然過程,更受到人類活動的深刻影響。在極端干旱條件下,沙漠化與綠洲化在一定階段并存是普遍現(xiàn)象。西北干旱區(qū)的山地垂直帶具有大陸性帶譜特征。受高原夏季風(fēng)的惠澤,位于向風(fēng)坡的西昆侖山北坡和東祁連山東段降水較多,有山地森林帶分布;中昆侖山、阿爾金山和西祁連山則缺失山地森林帶。干旱區(qū)山地的生物多樣性相對豐富,是森林和草場資源的主要分布區(qū),與毗鄰山前低地綠洲有著緊密的聯(lián)系和相互作用。西北干旱區(qū)的發(fā)展在很大程度上得益于盆緣山地的外部效應(yīng)和山地河流的下游效應(yīng)。因而山地環(huán)境和生態(tài)的退化和破壞都將威脅其山前和下游的平原和盆地,影響著干旱區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。在關(guān)于亞洲高地的研究中,H.vonWissmann所闡明的極干旱區(qū)域位于昆侖山與喀喇昆侖山之間。C.Troll在亞洲中部和南美干旱上限的比較研究中引入亞洲高地的干旱核心一詞,指帕米爾東部和青藏高原西部的亞洲高地,用于泛指這一地區(qū)的干旱以及完全缺失森林植被的高地?，F(xiàn)根據(jù)近期的考察研究,對亞洲干旱核心作進(jìn)一步的討論。高原西北部的喀喇昆侖山—昆侖山屬于高山/山地荒漠、半荒漠地區(qū),與亞洲腹地極端干旱的暖溫帶低地荒漠相連。行星西風(fēng)所攜帶水汽在翻越喀喇昆侖山后損失殆盡,使昆侖山和喀喇昆侖山之間的寬谷、盆地和高原面全年12個月都極為干旱。夏半年從東北方吹向昆侖山的高原季風(fēng)屬大陸氣團(tuán),所攜水汽很少,翻過昆侖山后水汽含量更少,使中昆侖山內(nèi)部腹地及南翼的高原面,年降水量僅約20~40mm。這里地勢坦蕩,海拔4700~5200m,最暖月均溫3°~6℃,干燥剝蝕及寒凍冰緣作用發(fā)達(dá),湖泊干涸退縮,湖水礦化度增大,多屬氯化物類鈉組水。以墊狀駝絨藜(Ceratoidescompacta)為代表的高山荒漠植被占優(yōu)勢,植被蓋度極為稀疏,僅1%~5%左右。從中昆侖山主脊的垂直自然帶譜看,屬于高寒極干旱結(jié)構(gòu)類型組,高山荒漠上界為海拔5300m,直接與亞冰雪帶相連,這和毗鄰高山上發(fā)育的極大陸型冰川正相吻合,互為佐證。從喀喇昆侖山中段北翼的河尾灘、阿克賽欽一帶向東延伸至中昆侖山南翼的黑石北湖、白戈壁和昂歌庫勒地區(qū),遠(yuǎn)離青藏高原兩條水汽輸送路徑,氣候寒冷干旱,為亞洲的寒旱核心區(qū)域。在阿爾金山金雁山山口附近降水罕少,山地荒漠占優(yōu)勢,屬極干旱型垂直帶結(jié)構(gòu)類型組。由此向東北延伸,可與新疆東部極其干旱的嘎順戈壁一帶相連,形成亞洲中部腹地的干旱核心區(qū)域。2干旱河谷帶的景觀類型及其植被類型由西而東橫亙在高原南部的雅魯藏布江于東喜馬拉雅山脈東端的南迦巴瓦峰陡然折轉(zhuǎn)成近南北向,形成幾百公里長的大峽彎,呈向南展開的巨大喇叭口,直瀉印度阿薩姆平原,為印度洋的暖濕氣流進(jìn)入高原內(nèi)部,提供有利的地形背景。作為最主要的水汽通道,其水汽輸送方向是從雅魯藏布江下游向北,再自其大峽彎處折向西北方向輸送直達(dá)念青唐古拉山南翼,成為青藏高原海洋性冰川的發(fā)育中心,分布著我國最長的海洋性冰川——卡欽冰川(長35km)。這里頻繁出現(xiàn)的災(zāi)害性地質(zhì)地貌現(xiàn)象,如山崩、滑坡、泥石流等也多與水汽通道有一定的聯(lián)系,且往往成為冰雪融水型、暴雨型泥石流發(fā)育中心。許多物種沿通道上溯分布,北方的一些物種也沿山地南移。地勢懸殊的高山峽谷對生物的隔離作用十分顯著,有利于當(dāng)?shù)匚锓N的分化和變異。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),雅魯藏布江下游峽谷區(qū)有維管束植物3768種,分屬210科、1106屬,是中國喜馬拉雅植物區(qū)系成分最集中的區(qū)域。水汽通道是東喜馬拉雅山脈最濕潤的地段,發(fā)育著獨(dú)特完整的濕潤類型的垂直自然帶譜,具有熱帶北緣的特征。熱帶森林溯江而上進(jìn)入低山帶,可達(dá)29°N。從水平自然地帶來看,它遠(yuǎn)超出其他大陸熱帶所在的緯度界限。同時(shí),熱帶森林的上界可達(dá)海拔1100m,比東部季風(fēng)區(qū)20°N以南的海南島熱帶森林海拔800m的上限還要高。山地常綠闊葉林帶上部與山地最大降水帶大體相當(dāng),具有苔蘚林的特征;往上則以喜陰濕的云南鐵杉(Tsugadumosa)林和冷杉(Abiesspp.)林占優(yōu)勢組成山地針葉林。高山草甸植被也與高原內(nèi)部由嵩草(Kobresiaspp.)為主組成的類型不同。由于氣候濕潤,垂直帶界線所在的海拔偏低,與念青唐古拉山南翼的山地森林上限相比較,竟降低600~800m。青藏高原自東緣的橫斷山脈經(jīng)南緣的喜馬拉雅山至西緣的喀喇昆侖山,許多深切谷地的下部普遍出現(xiàn)干旱河谷灌叢景觀,是引人矚目的、獨(dú)特的地生態(tài)現(xiàn)象。從自然地理角度看,干旱河谷與其周圍地區(qū)濕潤、半濕潤的景觀不協(xié)調(diào)。因此,“干旱河谷”是通稱,具有相對的涵義,它并不按氣候?qū)W上依水分狀況劃分干旱類型的絕對指標(biāo)來衡量,更不能表明它具有干旱的荒漠或荒漠草原的植被及相應(yīng)的土壤類型。然而,干旱河谷地帶及其上山地森林帶間的界線,即森林下限在一定程度上受到水分因子的明顯制約。高原東南部分布著不同類型的干旱河谷,其中以橫斷山脈中段,即大約在28°~30°N間的怒江、瀾滄江和金沙江峽谷段的干旱河谷為典型。這些河段中的干旱河谷大多具有明顯的特定景觀,有獨(dú)特的優(yōu)勢植被類型——耐旱灌叢及稀樹灌木草叢。它們分別由旱中生小葉落葉具刺灌木或肉質(zhì)具刺灌木及耐旱草本(禾草為主)植物所組成,通常具有生長稀疏、覆蓋度較低等特點(diǎn)。在上述植被類型下發(fā)育的土壤具有土體偏干、淋溶較弱,有碳酸鈣殘留,呈堿性反應(yīng)等旱成土的特征。橫斷山區(qū)山脈走向與濕潤氣流來向交角的大小對干旱河谷的形成有明顯的影響。由于峽谷段地處腹地,周圍崇山環(huán)繞,河谷深陷,地形閉塞,濕潤氣流難以進(jìn)入,具有形成局部干旱環(huán)境的前提。干旱河谷所處的地理位置和自然環(huán)境背景不一,其類型也有很大差異。按照最冷月均溫、最暖月均溫和日均溫穩(wěn)定超過10℃的天數(shù),并參考植被、土壤和農(nóng)作物生長等情況,可將橫斷山區(qū)的干旱河谷劃為干熱、干暖、干溫和干涼4個類型,干熱類型基本上分布在云南山原范圍內(nèi)。干旱河谷地帶居民相對集中,人口增長的壓力、農(nóng)村能源的缺乏引起樵采薪柴活動增加,導(dǎo)致森林和喬灌木植被的破壞與日益嚴(yán)重的土壤侵蝕。在漫長的歷史時(shí)期中,人類活動日益加劇,干旱河谷灌叢有繼續(xù)擴(kuò)展的趨勢。干旱河谷灌叢帶的上界隨地區(qū)不同而變化,大體上有自外緣向內(nèi)部升高、從南到北上升的趨勢。各河段干旱河谷的垂直幅度取決于干旱程度的強(qiáng)弱,偏干旱的河段垂直幅度較大。在八宿怒江橋附近的干旱河谷中,最大的垂直幅度可達(dá)1000m左右。3垂直自然帶譜按照垂直自然帶譜的基帶、類型組合、優(yōu)勢垂直帶以及溫度水分條件等特點(diǎn),可將青藏高原各山系的垂直自然帶劃分為大陸性和季風(fēng)性兩類性質(zhì)迥異的帶譜系統(tǒng),其下可按溫度、水分狀況及帶譜特征進(jìn)一步劃分為不同的結(jié)構(gòu)類型組。青藏高原山地垂直自然帶結(jié)構(gòu)類型的區(qū)域分異是明顯的。隨著所處位置的不同,形成條件的差異,垂直帶譜的基帶、分帶數(shù)目、帶內(nèi)類型及其組合,以及森林上限、現(xiàn)代雪線等都呈現(xiàn)規(guī)律性變化。根據(jù)各山系垂直自然帶的基帶、帶譜結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢垂直帶以及溫度水分條件特點(diǎn),建立了垂直帶結(jié)構(gòu)類型的分布模式。該模式揭示了青藏高原垂直自然帶的分布規(guī)律,從邊緣山地到高原內(nèi)部腹地,垂直自然帶譜不僅基帶不同,而且?guī)ёV結(jié)構(gòu)由繁及簡,分帶數(shù)目也相應(yīng)減少。從分布模式看出,在青藏高原上大陸性和季風(fēng)性兩類性質(zhì)迥異的垂直自然帶譜的對比十分鮮明。大陸性帶譜系統(tǒng)以荒漠和草原各分帶占優(yōu)勢,山地森林帶僅局部出現(xiàn),森林上限有自半干旱類型向干旱類型升高的趨勢,其上的高山灌叢草甸帶逐漸分異為高山草甸帶及高山草甸與座墊植被帶,亞冰雪帶的分布高度向高原腹地升高。季風(fēng)性帶譜系統(tǒng)在地域上則以東南部占優(yōu)勢,山地森林各分帶組成垂直帶譜的主體。隨著類型的不同,基帶出現(xiàn)分異,各分帶內(nèi)類型組合也有變化。各分帶的界線,特別是森林上限有自濕潤類型向半濕潤類型遞升的趨勢。高山灌叢草甸帶向高原內(nèi)部逐漸發(fā)展并分異出高山草甸帶,顯示出高原的特色。高山帶及其以上的亞冰雪帶和冰雪帶具有趨同的特點(diǎn)。冠以“高寒”的幾個結(jié)構(gòu)類型組分別以高山草甸、高山草原和高山荒漠為基帶。它們在高原腹地展布,反映出基帶的溫度、水分條件組合,體現(xiàn)出高原自然地帶的分異。高山帶以上的亞冰雪帶和冰雪帶是互相聯(lián)通的,并且不再按干濕狀況予以劃分。各垂直自然分帶界線大體上都指向高原腹地逐漸遞升,反映出高原熱力作用及巨大的山體效應(yīng)。作為垂直自然帶譜中區(qū)分高山和山地的一條重要界線,森林上限的分布高度隨區(qū)域不同而變化。通常在濕潤地區(qū)分布低,在半濕潤地區(qū)則較高;而偏北的緯度位置也使其分布高度呈下降的趨勢。整個青藏高原森林上限高差變幅大達(dá)1000~1200m(陰坡)。和全球高山地區(qū)相比較,高原東部山地森林上限居世界之冠,高達(dá)海拔4400m(陰坡)至4600m(陽坡),分別由川西云杉(Picealikiangensisvar.balfouriana)林和大果圓柏(Sabinatibetica)林組成。除了它所處亞熱帶的緯度位置(30°~31°N)外,還和高原上的熱力作用及與其相聯(lián)系的山體效應(yīng)有密切關(guān)系。垂直自然帶中另一條重要界線是作為冰雪帶下界的現(xiàn)代雪線,其分布高低主要取決于溫度和水分條件。青藏高原內(nèi)現(xiàn)代雪線分布高度相差達(dá)1600~2200m,大體上有從邊緣向內(nèi)部、自東南向西北升高的趨勢。4高原地域劃分關(guān)于青藏高原的自然地域分異有不同的觀點(diǎn)。有人主張高原上存在著水平地帶性,但被垂直帶性所掩蓋;有的認(rèn)為高原上的地帶僅能由垂直帶來辨認(rèn);有人指出,高原面起伏不大,南北伸展很寬,客觀上存在水平地帶的差異;也有的強(qiáng)調(diào)青藏高原非地帶性較顯著,不應(yīng)劃分為自然地帶等。意見分歧固然與科學(xué)資料較少,人們對高原缺乏全面了解有關(guān),也與研究者對地帶性的不同理解密切相聯(lián)。張經(jīng)煒等強(qiáng)調(diào)太陽輻射、光、熱條件的緯向變化對高原植被的影響,通過不同緯向地帶植被垂直帶的比較,提出以昆侖山—巴顏喀拉山—秦嶺一線作為溫帶與亞熱帶植被的分界線。李渤生認(rèn)為青藏高原的植被水平地帶朝向高原西北端的生態(tài)旱極遞變,稱為植被的極向地帶性。伍光和在綜述各家觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上,認(rèn)為高原地域分異規(guī)律的特殊表現(xiàn)形式是高原地帶的輻合,即高原的地帶更替不是單一指向,而是多向輻合的。作為緯向地帶性主要分異因素的太陽輻射在高原范圍內(nèi)雖仍顯示出其重要影響,表現(xiàn)為溫度從南到北遞減,垂直自然分帶界線的海拔高程也沿同一方向降低。但高原上輻射平衡與溫度等項(xiàng)要素以高原西北部為中心在空間上呈“同心弧狀”的分布態(tài)勢,則在更大程度上反映出地勢結(jié)構(gòu)和海拔等因素的作用,與一般的緯向地帶分異明顯有別。受大氣環(huán)流和高原地勢格局的制約,形成了溫度、水分條件地域組合的不同,呈現(xiàn)從東南暖熱濕潤向西北寒冷干旱遞變的趨勢。在自然景觀上表現(xiàn)為由山地森林—高山草甸—山地/高山草原—山地/高山荒漠的帶狀更迭,具有明顯的水平地帶分異特點(diǎn)。與我國溫帶相應(yīng)自然地帶相比較,它們在水分狀況特點(diǎn)上相似,而以溫度偏低表現(xiàn)出高原自身的特色。比較中國自然區(qū)劃的各種方案可以看出,大多數(shù)區(qū)劃方案都將青藏高原作為高級區(qū)域單位劃出。主要分歧在于柴達(dá)木盆地及阿爾金山、祁連山的歸屬。部分學(xué)者認(rèn)為柴達(dá)木盆地及其毗鄰山地氣候干旱,具有溫帶荒漠的自然景觀,將其劃歸西北干旱區(qū)。根據(jù)構(gòu)造地貌、海拔高度、溫度條件、土地利用、植物和植被類型以及山地垂直帶的分析,鄭度等從發(fā)生學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為,按照現(xiàn)代景觀特征,青藏高原北緣界線應(yīng)從北部山系外側(cè)暖溫帶/溫帶地帶性荒漠的上限通過,將柴達(dá)木盆地和阿爾金山、祁連山一起劃歸青藏高原。為了先使水平地帶性得到充分的反映,后再體現(xiàn)垂直地帶性的差異,需要對高原山地的各種地貌類型組合與基面的海拔高度進(jìn)行分析研究,按不同區(qū)域確定代表基面及其海拔高度范圍,使生物氣候的資料數(shù)據(jù)得以對照比較。例如,羌塘高原海拔4500~4800m,以廣闊的湖成平原和山麓平原為代表,為高寒草原地帶;而藏南則以海拔3500~4200m的寬谷盆地為代表部位,屬山地灌叢草原地帶。又如地勢起伏、高差懸殊的橫斷山區(qū)中北部占有優(yōu)勢地位的山地暗針葉林帶的幅度最寬,而人類聚居和主要生產(chǎn)活動則多集中在寬谷盆地中。因此,可將海拔2500~3500(4000)m的河谷盆地作為川西藏東山地針葉地帶