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滇南地区的地貌条件及其对自然景观形成与演变的影响




  1 引 言

  本文所指滇南地区系云南省红河哈尼族彝族自治州的南部,包括元江谷地及其以西的藤条江、李仙江等广大地区。这里正好在北回归线以南,受东南季风和西南季风的交互影响,是热带季风气候和亚热带季风气候的过渡地带。由于位处云南高原南部边缘,受大致平行往东南流的元江、藤条江、李仙江等及其支流的强烈侵蚀切割,区内云南高原面已遭受严重破坏和改变。河流深切,峡谷众多。

  本区的地形轮廓和地貌发育过程深刻地影响着自然景观的形成和演变。复杂而崎岖的地形使得综合自然条件在各处有着极大的差异。往往百步之间或一个丘陵的南北两坡其自然景观即可迥然不同。然而,区内的地貌形态和发育过程毕竟是有其特点和规律性的,因此这又使得本区自然景观的分布和变化亦具有着一定的特点和规律。正确地认识地貌条件和其形成过程,可以帮助瞭解本区综合自然条件的复杂多变性和探求自然景观变化与演进的趋势。这对于发展本区的农、林业生产,特别是为开发本区的热带、亚热带生物资源是有着一定的意义的。

  2 地貌特征

  本区在地质构造上包括西北—东南向的哀牢山结晶变质岩带和其东北侧的个旧凹陷与西南侧的金平凹陷。不同的地质构造单元有着不同的岩石组成。哀牢山结晶变质岩带由各种古老的片麻岩、结晶片岩和岩浆杂岩组成;金平凹陷以泥盆纪至下二迭纪的板岩、砂岩和砂页岩沉积为主,在凹陷边缘有下二迭纪的玄武岩喷发和大量侵入的基性、超基性岩,如三家河、金水河一带所见;个旧凹陷则以三迭纪的灰岩为主,并有燕山期花岗岩侵入。由于受哀牢山隆起带的控制,本区构造线的方向均呈西北—东南向[1]。

  本区地貌条件有下面三个明显的特点:

  1)主要有三条西北—东南向平行纵列的山脉,这就是元江以北的大围山(2000~2400m)、元江与藤条江间的哀牢山脉(2000~2500m)以及藤条江与李仙江间的黄莲山脉(1700~2300m)。区内主要的河流,都作东南流,河谷深切,如元江、李仙江的河谷,海拔均在100~400m间,最低处在河口则还不及100m,为云南全省海拔最低的地方。因此,本区高山夹峙,河谷幽深,地势起伏极大。

  元江南北的地形有着很大的不同。其北山原面保存得很完整,个旧以南海拔2000m的高原夷平面受轻微的破坏与分割,高度齐一的馒头状岗丘呈微波起伏。石灰岩组成的山原上石芽鳞露。因受断层纵横交错的影响,山原间产生了许多大大小小的构造盆地。如个旧、田心、乍甸等盆地。它们的海拔高度均在l300~1500m间。元江以南,受平行东南流的元江、藤条江、李仙江以及它们的支流五拉河、茨通坝河、蹅蚂河、小黑江等的强烈侵蚀切割,除哀牢山西北段还保存有较宽的山原面外,哀牢山东南段以及藤条江以南的广大地区,山原面已遭受很大程度的破坏,形成了数列平行的西北—东南走向的陡峻中山。其海拔在2000m左右,相对高度达700~1000m。有些地方如黄莲山脉,残余的山原面已很窄,宽度仅在1km左右。

  2)本区有许多大大小小的盆地或平坝。按其分布高度的一致性可分为两类:一是高度在海拔1000~1100m以上的盆地或平坝,如金水河双金桥以上的金平(1200~1300m)、思南江上游的緑春地区以及元江南岸的猛平(1100m)等。这些盆地或平坝有侵蚀成因的(如金平),也有构造成因的(如猛平)。盆地中河流为曲流,河谷甚开敞,谷坡呈凹形;另一类是高度在500~700m的河流侵蚀宽谷盆地,如茨通坝(550m)、骑马坝(600m)以及元江两岸支流上的许多圆形的盆地。这里河曲蜿蜒,侧蚀作用盛行,并有堆积阶地和河漫滩冲积平原。上述两类高度不同的盆地有深切的峡谷将它们相串连。后一类盆地的河流在500~550m以下呈峡谷,甚至呈悬谷状倾泻入元江或李仙江等主干河流。因此,元江、李仙江与藤条江的各支流纵剖面呈阶梯状,主要有l000~l100m与500~550m两个裂点,裂点上下的河谷地貌极不协调。

  3)红河和李仙江河谷沿深长的大断裂构造发育。其河谷底部为深切200余米、宽度仅在百余米至几百米的峡谷带,谷地十分狭窄;但在此高200m以上,谷地却豁然开旷,分布着数级具有较宽古剥蚀面的阶梯地形。

  以曼耗—龙膊间的元江谷地为例,这里元江两岸阶梯地形十分雄伟与清晰。自左右两侧的大围山(2000~2000m)和哀牢山(2000~2500m)向元江河谷都呈海拔1700~1800m、1100~l200m(高出元江河面800~900m)和600~700m(高出元江河面500m)等三大阶梯地形而级级下降,它们占了整个谷地宽度的4/5以上(参见图3);其谷底深切200 m的峡谷带宽度才不过200~300m。因此,行走于元江谷底中,给人有闭塞的感觉;而横过河谷,翻越各级阶梯地形,往上登临时,则给人以另具广阔天地的深刻印象。上述三大阶梯可能是新构造运动多次断块上升使云南高原夷平面移位而形成的。在河流的各次向源侵蚀至今还未到达的地方,各级阶梯地形的平坦古剥蚀面则被保存了下来,这就是在元江谷地所见到的呈岛状分布的各级平坝。如猛平(1l00m)和桥头(600m)等。

  依照黄培华的意见,云南准平原自燕山运动褶皱上升后,经过了长期的剥蚀夷平作用至中新世便告形成[2]。中新世以后,本区经历了多次的、间歇性的新构造运动的强烈抬升,使河流强烈下切形成峡谷。前述支流上的裂点便是新构造运动多次上升,河流几度深切,但支流的下切侵蚀落后于主流而产生的。从河流下切的深度可知,本区自中新世以来地面上升了二千余米,其中仅仅第四纪期间就上升了500m[3]。目前本区还在上升之中。显然,新构造运动的这种迅速而强烈的上升必然会对本区自然景观的形成和演进发生着深远的影响。

  3 地貌条件对自然景观形成和演变的影响

  本区山脉排列的方向,河流的流向,山岭上升的高度,河流下切的深度,地貌的形态和类型组合的特点以及山岭的各个不同坡向等等复杂多样的因素改变了气候条件。即复杂而崎岖的地形引起了热量和水分的重新分配,使不同的地形部位上水热状况有着很大的不同。由于地面上的水热状况正是确定自然环境形成过程以及有规律的自然地理景观多样性的首要因素,因此复杂的地形而引起的水热状况的差异性便导致了自然景观具有复杂多样性的特点。本区地形轮廓和发育过程对自然景观的影响归结起来表现在下列几方面:

  (1)对于西南季风和东南季风的不同影响:由于山脉呈西北—东南向排列,元江、藤条江、李仙江等深切往东南流,所以重重迭迭的山岭正与西南季风相垂直,阻碍了它的运行,当西南季风翻越山岭之后,在其背风坡的河流谷地下沉,发生絶热升温的现象,增强谷底的高温条件;然而,对东南季风气流来说,上述的地形结构为湿暖气流的溯江侵入创造了条件,使沿江谷地具有了热带自然景观。然而毕竟由于地形的机械障碍作用,湿暖气流在溯江侵入的过程中受地形截留的影响,它所含一定数量的水汽便不断地释放形成了降水,故愈往上游空气中所含水汽就愈少,因而降雨量就愈往上游愈少。河谷地带水分条件的这种变化,使循河流往上的热带自然景观发生了变化。这在元江谷地表现得相当清楚。

  元江谷地的年降雨量愈往上游愈稀少,如河口年降雨量为1776mm,緑水河为1200mm,元江仅1000mm;而热量却愈往上游愈丰富。如河口年均温为22.5℃、≥10℃的活动积温为8195℃,元江的年均温则达24.1℃、≥10℃的活动积温为8793℃。所以元江谷地愈往东南水热的配合愈见和谐。这种水热分配和变化的特点主要是在上述地形结构影响下形成的。也就是说,元江在曼耗以下受东南季风的影响大,溯江侵入的湿暖气流的水汽在这里大量地释放形成降水,而空气中水汽的丰盈,相对地使西南季风下沉气流的絶热增温影响隐而不显,故这里具有高温重湿的气候条件。曼耗以上东南季风影响微弱,溯江侵入的湿暖气流的水汽由于已大量释放的结果,至此已所存不多了,这里主要是受西南季风下沉气流的影响,即翻越哀牢山顶的西南季风下沉气流的焚风效应,能在此发生极显着的作用,因此水分的严重不足和热量的极为充足使这里特别的乾热。元江谷地水热状况的这种变化特点使自河口循江而上才不过百余公里长的距离内,河谷地带的热带自然景观便有从热带雨林砖红壤性土→热带季雨林砖红壤性土→热带稀树乾草原红褐土→热带乾草原红褐土迅速递变的景象。热带自然景观的这种变化应是一种大范围、长距离、水平地带(纬度地带)变化的规律 (就如在今日非洲所表现的那样),但现在却在元江谷地这样极短的距离内得以实现,足见由地形而引起的气候条件改变对自然景观的形成有着多么巨大的影响。

  (2)河谷两坡的水热变化大,景观呈镶嵌状分布的特点:本区山脉和河谷丘陵的不同坡向,特别是西南坡(向阳坡)和东北坡(背阳坡)的水热状况差别很大。由于前者承受太阳辐射热能多,坡面蒸发强,土壤中水分较少,不及后者那样阴湿,因而两坡的自然景观可有很大的不同。即使是一个低丘陵,其两坡的自然景观也可絶然两样。例如元江谷地,在由热带雨林向热带乾草原迅速演变的过程中,北岸(向阳坡)要比南岸(背阳坡)快得多(一般可以快十多公里)。在新街附近所见,元江南岸的山坡为热带季雨林;北岸低丘的西南坡为热带稀树乾草地,而东北坡则为热带雨林。又如哀牢山东北坡的热带植被大部分分布在500~600m,而西南坡的金平地区则可高至800~900m。因此,下垫面的破碎和崎岖,增加了自然景观的复杂性,使各种不同的自然景观具有镶嵌分布的特点。

  (3)生物气候的垂直分布:由于新构造运动的强烈上升,河流的深切,地形的起伏极大。山岭的同一高度和不同高度气候条件的多样性形成了气候垂直带。以哀牢山东北侧为例,金平分水老岭2500m至元江谷底200m高差达到 2300 m。其谷底乾热,山腰湿凉,山顶湿冷。因此,植被的垂直分布,自下而上有由热带植被(200~600m或700m)→准热带植被(700~1200m)→亚热带植被(1200~2500m)的变化。但是谷坡具有宽旷平台的阶梯地形影响水分条件的不均一性,使上述植被带的垂直变化更加多样化:这就是各级宽旷阶梯的平台,在夜间容易辐射冷却引起降温,产生层状的逆温,在各级阶梯斜坡的一定高度上形成了云雾带。在云雾经常缠绕弥漫的山坡上湿度特别大。这一影响在冬季特别明显和意义重大。因为冬季在云南地区为乾季,由于夜间各级阶梯平台上强烈辐射冷却所形成的浓雾在白天可以经久不散,从而大大地弥补了冬季水分的不足,使被云雾经常笼罩的山坡上能全年湿润而不受季节性乾旱的严重影响,故这里的植被每具有雨林结构的特点;相反,在冬季没有云雾缠绕的山坡上则显得很干爽,植被表现出季节性乾旱的性质。因上述原因造成的湿度条件的差异,使本区的准热带植被在山坡的不同部位上有准热带山地雨林和准热带季节性混交林的区别;同样,亚热带植被亦有亚热带山地雨林(即苔藓林)和季节性乾旱的亚热带常緑阔叶林之分。因此,本区强烈上升的山岭和阶梯地形的形成,使垂直生物气候带明显和具有多样性的特点,在哀牢山东北侧自下而上能形成热带稀树乾草原红褐土→热带季雨林砖红壤性土→准热带山地雨林和季节性混交林砖红壤性红壤→亚热带常緑阔叶林黄壤→亚热带山地苔藓林黄棕壤的垂直自然景观。

  (4)对于植被演变的影响:前已述及,新第三纪以来本区上升了2000m。新构造运动的这种强烈上升对自然景观的演变过程和趋势发生了深刻的影响。这一点我们可以从地形形成过程所引起的气候条件改变和今日区内植被分布、组成和结构的特点等多方面来探讨。  

  中新世末本区是一个低矮的准平原,当时季风系统尚未形成,生长着第三纪古热带雨林。这时由于地表坦平,没有起伏或起伏很微,故无自然景观的垂直变化可言。随着中新世以来地殻的强烈抬升,河流切割,地表的起伏加大,上升后的山岭,气候比以前温凉,热量条件远较以前为差;但是在河流切割新产生的河谷底部则具有瞭高温重湿的热带气候条件。地形变化所引起的气候条件的这种逐渐改变可能导致了自然景观有下面三个方向演变:  

  1)植被为了适应不断上升的山岭的气候由湿热向温凉的逐渐变化,原古热带雨林就地演变成准热带山地雨林和准热带季节性混交林。这是因为今日的准热带植被,特别是准热带山地雨林中还保存着许多古热带植被的种属,群落的结构具有雨林的特点,如林内透光条件差,藤本、附生植物发达和林下蕨类十分繁茂等等。由于亚热带山地苔藓林中也有古第三纪的孑遗植物,如木莲(Manglietia Fordiana),柏那参(Brassaiopsis hispida)等[4],其结构亦具有雨林的特点,故它们可能是由准热带植被进一步演变而成。准热带和亚热带山地雨林具有强烈的继承性,它们“在群落结构,木本和中生附寄植物丰富程度以及其他特征方面较之低平地区的热带森林更接近于典型热带雨林”。此外,在亚热带苔藓林中有许多食肉类、啮齿类和有蹄类的野猪(Susacroa chillodonta)、印度麂(Muntiacus mantjak)等动物和本区热带雨林中所共有[5]。这表明在上述生物群落逐渐演替的情况下,一些动物也可以适应气候条件和生活环境的逐渐改变而在原地继续生存和发展。

  2)在地殻上升的影响下,河流强烈地下切向纵深发展,新形成的河谷底部具备了热带的气候条件。这时原古热带雨林除了一面适应气候条件的逐渐改变就地发生演变外,另一方面也不断向新形成的、具有热带气候条件的河谷底部迁移。今日区内沿河低谷地带和盆地内的热带雨林和季雨林植被便是由山岭上的原古热带雨林逐渐下迁过来的。这一点是不难理解的。但是,由于“喜马拉雅运动使古地中海消失和温暖海洋面积缩小,陆地面积增加,大陆性气候加强,同时建立起大陆与大洋的对比关系产生了季风的环流的形式。这种形式代替了老第三纪的行星风系的环流形式”。所以新第三纪以来,在季风环流的控制下,热带雨林“已开始变为热带季风雨林地带”[6]。因此,现在河谷低地的热带雨林为适应今日季风气候的特点已经不是典型的热带雨林了,而是逐渐以季雨林占优势。

  3)还有一个可能存在的方向就是:由于河流不断地进行向源侵蚀,河谷不断地加深,溯江侵入的湿暖气流可以更加深入,因而今日沿河谷地的热带植被分布也随之循河谷往上游不断伸入。本区骑马坝冲头河(它是在Q3~Q4才下切形成的)左岸谷坡上的植被可以作为这种动向的证明。这里分布着准热带雨林性的植被,但它是由于河谷不断下切加深,循蹅蚂河(李仙江的支流)侵入的湿暖气流更加深入(根据访问,骑马坝附近的气候近来此以前变热了),因而热带植被亦相应地随之循河谷进一步伸入,于是使这里的亚热带植被又开始向热带植被演变而形成的。所以现在谷坡上的植被虽然仍以亚热带殻斗科的种属为主,但林型结构已具有着雨林的某些特点,也有了一些热带树种的组成。它可能是一种与前述准热带山地雨林在成因上不同的准热带谷地雨林型植被。

  综上所述,在新第三纪以来地殻强烈上升和河流不断下切向纵深发展的影响下,使本区植被具有下面的演变过程和趋势:一方面古热带雨林逐渐就地演变成准热带和亚热带森林;另一方面则是热带雨林不断向河流谷底迁移(垂直方向)和向河谷上游深入(水平方向)。但是由于新构造运动上升后(云南准平原上升变成高原后)所引起的大区域气候向季风气候的转变,由这种原因而形成的热带雨林已不是过去原古热带雨林的面貌了,而是在向季雨林的方向变化着。

  (5)对土壤形成过程的影响:新构造运动的强烈抬升,古剥蚀面的形成以及河流深切峡谷众多的地形对于作为景观反映的土壤的形成和演变也是有着很大影响的。

  本区阶梯地形上的古剥蚀面曾遭受过相当长时间的剥蚀夷平作用,在平坦的地形条件之下,于第三纪末即已形成了相当深厚(一般在20m左右)的残积风化殻。其剖面自下而上逐渐过渡,依次是碎屑岩残积层带(在板岩、砂岩地区这一层可厚达10m)、构造残积层带、高岭土残积层带和土壤层。在河流和溪谷的溯源侵蚀至今还没有破坏的古剥蚀面上,这种残积风化殻保存完整。第三纪时,在当时的热带生物气候条件下,风化殻最上部的土壤层发育了砖红壤。这可以从哀牢山超基性岩侵入带的古夷平面上有风化殻矿物的存在得到证明。当时这一成土作用在云南地区是普遍存在的,所以在昆明附近也有古砖红壤的发现[4]。但是,随着以后地殻的抬升,生物气候条件的改变,温度的降低,土壤逐渐处于湿凉或湿冷的状态(如今日苔藓林下的黄棕壤土体特别湿冷)以及淋溶、水化作用的大大增强等成土条件的改变,土壤的原砖红壤性质便得到了改造。本区今日古剥蚀面上的发育在亚热带与准热带植被下的黄棕壤和红壤应该是砖红壤化学性质得到改变(主要是铁质的减少)后的产物。然而,复杂地形所引起的气候条件的多样性,使本区个别地区有可能由于影响土壤改造的水热状况至今改变不大或虽已有改变但时间不长,其砖红壤的化学性质还没有得到多大的改造。因此在本区某些地方的古剥蚀面上(如元江南岸元阳附近的1800m阶梯平台上),还能有古砖红壤的保存。以上所述土壤形成与演变趋向和古热带雨林植被的就地发生演变是属于同一个性质的。

  今日河谷地区的热带雨林和季雨林下的土壤并不是砖红壤。这是因为峡谷陡坡的地形不利于残积风化殻的形成与保存。这里大多都是薄层土壤和石质土,极易遭到冲刷,正如任美锷先生所指出的,它们多发育在坡积、淤积物上,成土年龄较幼,故目前不具有砖红壤的化学性质[4]。由此可见,本区今日河谷地区纵然有瞭高温重湿的热带生物气候条件,但没有形成风化殻的有利地形,真正的砖红壤仍难以在这里形成。

  4 结 语

  最后,扼要指出几点本区地貌条件及其与自然条件其它要素的关系对本区生产,特别是对开发本区热带与亚热带生物资源的意义。

  1)地形的复杂使自然景观在水平和垂直方向上的多样性为本区资源的开发与利用提供了丰富多彩的内容。在地形影响下垂直生物气候带的形成使我们可以利用热带和亚热带的各种生物资源。元江、李仙江河谷地带的各种热带自然景观为发展多种多样的热带作物,在自然条件方面,提供了保证。例如,热带雨林和季雨林地带可发展橡胶、咖啡、油棕等热带作物;热带稀树乾草原地带如果能充分利用本区丰富的水利资源,解决灌溉问题,也可以种植橡胶;热带乾草原地带可发展剑麻、香茅和棉花等耐旱作物。

  2)本区主干河流谷地的东南段,如元江的河口、藤条江的猛拉、李仙江坝溜以下的地区,因受东南季风的影响大,有高温重湿的热带气候,有较深土层和便于开垦的缓坡或中等坡度的丘陵等有利条件,故成为本区发展热带作物的基地。然而本区大多数的河谷地带则由于河流深切,形成峡谷陡坡的地形而不利于热带作物的发展;元江、李仙江谷地的600~700m阶梯地形以及他们支流上许多500~600m间的低盆地,由于具有热带自然景观,阶梯地形上的古剥蚀面土层深厚,盆地内有静风的环境和坡度不大的丘陵或阶地;因此这里亦是本区发展热带作物之主要所在。1000~1100m以上的高盆地和高海拔的阶梯地形,因热量条件较差,可以成为粮食生产的基地,是农业活动的中心。

  3)认识自然景观的分布特点和演变,把握自然条件变化的趋向,可以预测其向有利或不利方向发展的可能性。这对于充分利用有利自然条件和克服改造不利自然条件,从而为更好地开发与利用本区丰富的热带与亚热带资源是有所帮助的。

  末了应该提出的是:元江谷地热带自然景观的分布和变化是自然界少有的情况,它给地理工作者提供了丰富的研究课题。如果能在这里从生物地理群落、水分与热量平衡和化学地理等方面进行较长时间的定位观测,获得定性与定量的研究成果,彻底查明现象的本质,这在科学理论与生产实践上将有着重大的意义。

  

  参考文献:

  [1]吴樊德. 1960. 哀牢山变质带.地质学报,(40).

  [2]黄培华. 1960. 论云南之地貌发育问题.中国第四纪研究,3(1,2).

  [3]黄培华. 1959.云南新构造运动的特点与大地构造关系.南京大学学报(自然科学),(3).

  [4]任美锷. 1961.云南南部自然区划的一些问题.地理,(3).

  [5]张荣祖等.1958.云南东南缘兽类动物地理特征的初步考察,地理学报,24(2).

  [6]周延儒. 1960.中国第三纪以来地带性与非地带性的分化.北京师范大学学报(自然科学),(2).


  (原载:地理,1962,(1):16-20.)
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