一、若尔盖湿地概述
若尔盖高原包括四川西北部和甘肃南部地区,位于青藏高原东北缘,海拔~m(朱耀军等,),是黄河上游的重要水源地(鲁瀚友等,)。若尔盖湿地是中国最大面积的高原泥炭沼泽地。若尔盖湿地隶属于青藏高寒湿地,位于青藏高寒湿地的东北缘若尔盖盆地内,是中国独有的内陆湿地和世界最大的高原泥炭沼泽分布区(高原沼泽湿地),沼泽面积曾达km2,现存仅km2,面积萎缩达52%,沼泽功能退化更为严重(黄茜等,;李志威等,)。
若尔盖湿地(沼泽)的位置与分布图(李志威等,)
若尔盖湿地面积km2,地处四川若尔盖、红原、阿坝和甘肃玛曲四县,而以若尔盖、红原两县面积最大。黄河水系的白河、黑河流经全境。河道蜿蜒迂回,湖群星罗棋布,海拔~m,为丘状高原地貌。年均气温0~6℃,年均降雨量~mm(张国钢等,)。这里有四川省最大的草原,面积近3万平方公里,由地势平坦的草甸草原和沼泽组成。红军二万五千里长征曾多次通过这里。
黄河第一湾--唐克(据张韶华等,)
黄河发源于青藏高原东北部的巴颜喀拉山脉约古宗列盆地,自扎陵湖、鄂陵湖黄河源区开始,受巴颜喀拉与阿尼玛卿山所挟WEE向迂回于宽谷之中,若尔盖以西绕阿尼玛卿山急转,切穿西秦岭诸山。黄河北东向穿流共和盆地,出龙羊峡后,近东西向流经贵德、化隆、循化、临夏等盆地,从积石峡口向兰州方向流出青藏高原,进入银川盆地。
黄河第一湾-若尔盖地形图(据谷歌地图)
二、若尔盖湿地地貌特征
若尔盖盆地东南西北四面分别为岷山、邛崃山、巴颜喀拉山、阿尼玛卿山和西倾山环绕,其东南方向的邛崃山脉和岷山山脉抬升更为强烈,不仅其主峰四姑娘山和雪宝顶高达米和米,而且还形成了岷江、涪江、嘉陵江源头的松潘高地。若尔盖是青藏高原在隆升过程中,形成的断陷盆地,由于地势相对低凹,成为黄河上游水系的汇流之处。
黄河第一湾-若尔盖卫星遥感图(据必应地图)
黄河发源于青藏高原东北部,青海南部巴颜喀拉山北麓海拔约m的约古宗列曲,经过黄河源星宿海、扎陵湖、鄂陵湖一带湖沼孕育,沿巴颜喀拉山和阿尼玛卿山所挟南东东向迂回于宽谷向东南奔流大约多公里,来到若尔盖湿地的核心部位—四川省若尔盖县唐克乡时,一百八十度的大转弯,突然掉头由东南流向西北。若尔盖以西绕阿尼玛卿山急转,先北西西向后近南北向切穿西秦岭诸山,西流进入青海共和盆地,形成黄河第一大转弯。一直到龙羊峡附近,才终于重新找到东流的机会,由此穿山过峡,走出了青藏高原。
黄河源与若尔盖高原的地理位置图(鲁瀚友等,)
三、若尔盖湿地的成因
由于海拔高且受西南季风和亚热带高气压影响,若尔盖高原形成寒冷湿润、冬季漫长、夏季短促气候,年均温0.6~1.2℃,多年平均降雨~mm,且集中在5—10月。
若尔盖县西南部黑河(上)和热曲(下)卫星遥感图(据谷歌地图)
黄河在此形成倾斜的“U”型大拐弯,黄河及其支流白河、黑河的频繁改道,加上三叠系砂岩与第三系黏土沉积,形成低渗透性基岩面,将山谷地面密封,与潮湿气候共同作用,高原泥炭沼泽得以发育。根据地貌类型分为闭流宽谷沼泽、伏流宽谷沼泽、湖滨洼地沼泽和阶地沼泽四类,以阶地沼泽的面积占比最大(朱耀军等,)。
若尔盖湿地景观分类(黄茜等,)
研究表明,近20年来,若尔盖高寒湿地景观斑块数总体减少,湿地景观面积呈不断萎缩态势,湿地景观多样性均衡化发展,各斑块类型面积差异较大,分布不均匀,景观格局趋于破碎化(黄茜等,)。
四、若尔盖湿地的地质特征
若尔盖盆地位于青藏高原的东部边缘,属于断陷盆地,受东昆仑断裂带和龙日坝断裂带等活动构造所围限的“若尔盖地块”。地块的基底比周围刚度大,稳定性强。新构造运动以来,随着青藏高原整体强隆升,盆地相对弱下沉,周缘断裂强烈活动(李建军等,)。
若尔盖湿地的水系提取及其活动断裂分布图(李建军等,)
MQF玛曲断裂;AWCF阿万仓断裂;LRQF龙日曲断裂;MRGF毛儿盖断裂;MJF岷江断裂;TZF塔藏断裂;DBF迭部白龙江断裂;HYK红原泥炭矿
若尔盖盆地处于青藏高原东缘松潘-甘孜褶皱带内,盆地基底时代为元古代,盆地沉积盖层主体由三叠系复理石层系和第四系构成。若尔盖盆地内的红参1井钻井剖面构造恢复结果揭示,所钻遇0余米的三叠系复理石层系实际上有46%的厚度是由构造重复所致(刘树根等,)。
若尔盖盆地钻孔红参1井钻井恢复构造图(刘树根等,)
绿色线段表示地层倾角
五、若尔盖盆地的地质演化历史
若尔盖地块分别在白垩纪中期(约Ma、约80Ma)经历两次快速的冷却事件,累计剥蚀厚度达5km,之后转入极其缓慢的冷却过程,进入高原化阶段。若尔盖地块新生代期间处于近乎“零”剥蚀状态,整个区域整体被动地抬升到现今高度。其实,青藏高原东缘在早新生代印度-欧亚大陆碰撞之前就已形成高原,称之为若尔盖古高原(刘树根等,)。
青藏高原东北部地质构造简图(刘树根等,)
松潘-甘孜褶皱带北部若尔盖地块近南北向构造剖面图(刘树根等,)
对比黄河上游不同发育地段阶地表明(李吉均等,;张智勇等,),伴随高原阶段隆升,黄河向上游阶段性溯源侵蚀发展,不断侵蚀山前盆地和山间盆地,使黄河向青藏高原上延伸。
黄河溯源侵蚀构成中,向上切穿了龙羊峡,才导致若尔盖的西来之水又反向归流于黄河。0.15Ma黄河干流溯源切穿龙羊峡,进入共和盆地玛曲—兴海深切河段,约0.03Ma最终切开贵南南山及西秦岭,并沟通若尔盖盆地抵达黄河源区(李吉均等,;张智勇等,)。
钻孔的C14年代学研究表明:黄河切穿若尔盖断陷古湖的时代为±aB.P.(王云飞等,)。沉积剖面证据也表明:湖泊沉积在(±)aB.P.为洪积-冲积物取代,38-35kaB.P.可作为黄河袭夺若尔盖古湖的沉积学依据。35kaBP到达若尔盖盆地,11~10ka,黄河切开玛多县多石峡进入源区,现代黄河始现(刘志杰等,;李志威等,)。
若尔盖盆地受区域构造活动影响缓慢隆起,加剧了黄河的溯源侵蚀作用,导致若尔盖古湖被黄河切穿而逐步消失。黄河以“U”型大拐弯穿越若尔盖盆地,黄河及其支流的改道和频繁自然裁弯,给流域内遗留星罗棋布的牛轭湖和废弃河道(李志威等,)。
若尔盖高原泥炭地约从年开始发育,发育高峰期集中在00—年和0—年。在全新世早期太阳辐射较大,高强度季风引起降雨增多,温湿环境更有益于植物生长,能够为泥炭累积提供大量底物,泥炭能够大量累积,泥炭地快速发育,泥炭地吸收更多大气CO2,增加地碳储量;另一方面,湿润多雨使泥炭地水位上升,厌氧层增厚,限制泥炭分解,减少泥炭中碳释放。若尔盖高原泥炭地在短时期内表现为微弱碳源,但整体而言,若尔盖高原地碳储量丰富,是青藏高原东部重要的陆地生态系统碳库和碳汇(刘利娟等,)。
年以来净碳平衡及累积碳平衡(刘利娟等,)
六、若尔盖湿地的发展变化
若尔盖盆地位于青藏高原的东部边缘,中国季风区和青藏高原区的交会地带,对气候变化敏感,构造活动也很强烈。晚更新世以来的沉积韵律主要受气候控制(李建军等,)。
-年,若尔盖湿地总面积共减少.10公顷;景观格局趋于复杂化,湿地景观退化严重;沼泽湿地面积减少及景观破碎化最为明显,湖泊湿地和河流湿地变化具有不确定性;经济因子对研究区湿地景观格局的影响最为强烈(丁鹏凯等,)。
若尔盖湿地景观格局的历史变化的遥感监测(-年)
(丁鹏凯等,)
年以来,若尔盖沼泽湿地的快速萎缩严重影响黄河上游水量补给和当地湿地生态系统。人工开渠作为强烈的人类活动干扰,是若尔盖沼泽快速萎缩的重要原因。自然水系的溯源侵蚀长期疏干沼泽、降低地下水水位和放射状地向沼泽内部切穿是沼泽萎缩的重要机制。人工开渠连通自然水系强化沼泽内河床下切和排水作用(李志威等,)。
对-年观测的水文数据研究表明(鲁瀚友等,),若尔盖高原的降水量微弱减少与蒸发量持续上升,使若尔盖高原径流量与储水量逐年降低,直接减少了若尔盖高原的湿地面积和对黄河上游径流量的补给。若尔盖高原的储水量减少一方面加剧其沼泽的地下水水位下降,加速了湿地萎缩与退化,另一方面使得若尔盖高原能够补给黄河源的潜在水资源量减少,加剧了黄河上游的水资源量短缺情势。若尔盖高原对于黄河上游水资源保障具有重要作用。
本文据(李江海,,《亚洲大地构造》(讲义))修改补充
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