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      2. 關于作者

         中國科學院成都山地災害與環境研究所研究員,一九七○年畢業于蘭州大學,冰川專業,多來與冰川結伴,曾多次去南北極進行科學考察,與冰川結下了不解的情緣。

        風光別致的元謀土林

        張文敬
        2019年03月29日
        在《徐霞客游記》中有這樣的描述:“……涉枯澗,乃躡坡上,其坡突石,皆金沙燁燁,如云母堆疊,而黃映有光。時日漸開,躡其上,如身在祥云金粟中也?!毙煜伎驮谶@里所說的就是云南元謀土林景觀,如今已成為我國著名旅游景觀之一。 2010年1月中旬,我因到云南省元謀縣參加一個學術會議,有幸去了距縣城約30千米的物茂土林考察。雖然以前我也到過元謀,但只是路過,匆匆而來又匆匆而去,只知道這里屬于金沙江南岸一個比較干燥的盆地,而這次考察使我對元謀特別是元謀土林有了更多的認識和了解。 土林:特殊地質構造和氣候環境綜合作用的產物 元謀土林主要分布在金沙江南岸的元謀盆地,總面積大約為50平方千米,平均海拔1000米左右,包括新華土林、班果土林、虎跳灘土林、物茂土林等13座土林,其中景觀品位最佳的當數物茂土林,目前這里已成為外地游客來元謀參觀的主要景點。 在我國的土林景觀中,以云南的元謀盆地和西藏的阿里扎達盆地最為發育,此外,在云南的江川、南澗,四川的西昌、甘肅的天水和新疆的葉城等地也有土林分布,但就面積、觀賞性、典型性和密集程度看,它們都不能與元謀土林相比。土林作為一種獨特的流水侵蝕地貌,其形成是特殊的巖性組合、構造運動、風雨動力和生態環境等條件綜合作用的結果。元謀土林之所以能形成今天的規模和形態,與其特殊的地質和氣候環境背景有關。 元謀盆地的降雨量不足200毫米,而且雨、旱季分明,降水量集中在夏天的6、7、8三個月,降水次數少,但每次降水量集中、強度大、持續時間短。這種干燥少雨的氣候環境為元謀土林的形成和發育提供了有利條件,再加上第四紀以來元謀盆地多次間歇式的抬升、構造運動,使盆地中的沙土沉積在隆升停歇時期處于迭加富集狀態,同時形成一層密度較大,膠結尚好的“硬夾層”。正是這些硬夾層在后來的雨水侵蝕過程中對下層土柱或土塔起到了很好的保護功能,這也正是元謀土林得以形成今天這種規模和形態的主要原因之一。 任何一處土林景觀的形成和發育均離不開干燥少雨且雨量集中的氣候環境,土林中的土柱和土塔個體要想保護得更長久,那就必須要有石磧、石礫或膠結較好的硬夾層覆蓋在土柱和土塔的頂端,否則土柱和土塔便會在風吹雨打中逐漸變矮變小,直至倒塌折斷甚至被夷為平地。所以,無論是西藏的扎達、四川的西昌,還是云南的元謀,大凡形態完整、個體碩大的土柱和土塔,其頂蓋處必然托附著一塊石磧或保存有厚厚的硬質沙磧殼,它們是土林個體的天然的保護神。 土林:此消彼長、今非昔比的變化美 與另一種著名地質景觀——石林相比,土林的演替歷史周期要短暫得多。無論云南的路南石林、四川的興文石林,還是廣西的石灰巖峰叢峰林,除了某些構造作用之外,其外貌形態主要依靠在一定溫度條件下碳酸鈣和水彼此之間的化學反應而完成。對于大如房屋高似山的石林、石峰而言,這種化學反應的過程是十分緩慢的。據研究,在水解化學作用下,碳酸鈣質石林、峰林以及石鐘乳的消長速度大約為每年0.06毫米。這種變化速度是我們人類難以直接觀測到的,甚至在一個人的一生中也無法明顯感覺到。云南石林附近的居民大約生來就以為他們那些熟視無睹的石林精怪們就是那般模樣哩! 土林則不然,只要你留意觀察就會發現,每座土柱或土塔的個頭、粗細、模樣,以及它們的形態都經常處于變化之中的。不說今非昨比,起碼幾場暴雨或大雨過后,土林們就會發生某些變化:個頭高了一些?身材瘦了一些?早春時還像一把直刺云天的寶劍,怎么秋后就變成了一位守城把關的武士?去年還是一只獨立雞群的鶴,今年如何變成了一只又小又瘦而且脫了毛的雞?自然,還有一些“體質”本來就過于“羸弱”的土林,幾場大雨過后便會頹然倒下……不過,你也不必去擔心土林們會在一夜之間消失,甚至也不用擔心它們會在幾年幾十年之后消失!就好比目前有人擔心喜馬拉雅山的冰川會在10年、20年后消失,南極冰蓋、格陵蘭冰蓋會在我們看得見的時間內消失一樣。這些都是杞人憂天! 尤其是土林。形成土林有一個不可忽視的基本常識:高差!從土林的頂部到土林區域的谷地出口處必須存在一定的地勢高差,通常把這個區域的谷地出口稱為“侵蝕基準面”。在這個基準面上,侵蝕、切割的作用是不會停止的。換句話說,即便某一個土柱倒下了,只要它沒有倒出溝谷之外,那么它倒塌之地將會變成新的切蝕地的起始點。如果這座土柱頂部也有一塊石礫,那么,若干年后,這塊石礫也許就會成為新生土柱的“保護帽”。 石林很美,尤其是它們那幾乎不變的優美姿態。土林也有土林的美,那就是隨時處在變動中的美,而且土林的此消彼長、今非昔比的更直觀的變化,更會讓人們去體會蘊含在土林中的大自然賦予的神奇和鬼斧神工的具象美。 土林:曾經郁郁蔥蔥的原始森林 這次考察還讓我對土林的河谷溯源侵蝕機理有了深刻的認識。 土林的河谷溯源侵蝕表現為:在同一流域中,在溝谷的中上游,土林的分布密集,而且不少土柱土塔的基底多是互為毗連的;在溝谷中下游,土林的數量逐漸稀少,但一些土柱土塔的發育程度比較完善;到溝谷下游,土柱、土塔不僅數量稀少,連個體也變小了。土林的這種特性自然是與它們經過的侵蝕時間、侵蝕強度密不可分的。在上游地區,土林的形成時代必然要新得多,也許它們剛剛才被雨水沖開,也許它們不久前才與源頭的土層彼此隔斷,也許它們的上部剛被隔斷,而下部還與母體保持著割舍不開的聯系;到中下游地區,土林已然經過了更多的歲月滄桑,經歷了一次又一次大雨或暴雨的滌蕩和磨練!須知,這浩瀚的宇宙中,只有時間才是永恒的主人,別的通通是匆匆過客而已,包括這土林! 除了雨水淋蝕的物理過程,應該還有化學作用。盡管化學過程在土林的形成中不起決定作用,但我相信某些現象是存在的,尤其當土壤中含有易水解的穩定性偏低的物質,比如碳酸鈣、碳酸鎂等。元謀氣溫高,地溫也不低,溫暖的雨水滲入土壤后一定會產生某些氧化、還原或置換反應的。 漫步在物茂土林中,不時還能發現粗大的硅化樹化石遺存。從其直徑不小于30厘米的規模來看,曾幾何時,元謀地區還是郁郁蔥蔥的原始森林呢!從石化程度來看,在這些壯碩的大樹生活的年代,元謀四周還沒有那么多的山,至少元謀還沒有被山脈所環繞。要知道,元謀干熱盆地和河谷氣候的形成正是與相對封閉的環山地形有關——當氣流經過元謀上空時,由于山體的阻擋而難以下沉,于是產生了導致盆地內少雨干旱的“焚風效應”。 我們的老祖宗——生活在170萬年以前的“元謀人”也許正是在這似錦繁華、水流潺潺、物賜天予的環境中生存繁衍。 各具特色的西藏阿里的扎達土林和四川西昌的黃聯關土林 除了元謀土林,我還考察過西藏阿里地區的扎達土林和四川西昌的黃聯關土林。 扎達土林分布在扎達縣象泉河(即朗欽藏布)流域。在扎達地區大大小小的支流谷地中都能見到地造天成的土林,總面積達到5600多平方千米,數以千萬計的土柱、土塔和土筍無時無刻不處在此消彼長的變幻過程中。數百萬年以前,扎達地區曾經是一片汪洋大海,隨著第三紀末第四紀初青藏高原的快速隆起,滄海桑田,海水退去,這里變成了世界屋脊的一部分。由于受喜馬拉雅山脈、岡底斯山脈等極高山脈的圍屏,這里的年降水量不足200毫米,而且降水分布極不均勻,一年的降水量幾乎全部集中在夏季僅有的幾次暴雨天氣中。 如果我們把規模龐大的扎達土林比作“大家閨秀”,那么黃聯關土林就只能算作“小家碧玉”了,不過它的美麗瑰秀并不讓扎達土林。黃聯關土林分布面積僅4平方千米左右,直接呈現土林地貌景觀的區域更小,僅0.53平方千米。黃聯關土林土柱的母質可能來源于附近東北方向的螺髻山第四紀古冰川融退后的冰川沉積。一些發育完好的土柱土塔頂部多有石礫覆蓋其上,可能為當年的冰磧漂礫。 土林土柱與石磧、礫石的關系密切。如果在雨水對最初的地面沖蝕時正好遇到一塊石磧、礫石或膠結尚好的沙磧層,雨水自然便會“欺軟怕硬”,只對其四周的土層產生強烈的下蝕作用,而在石礫和堅硬的沙磧層保護下的土柱便會在四周不斷的雨蝕中越來越高。就地貌形態而言,“高度產生美”,無論是山脈,河谷還是溶洞、峰林、石林等地面景觀,一定是高差賦予了它們更多的奇麗異美。就一座山脈而言,高度越大,無論垂直自然帶還是氣候帶就會更豐富、更內斂、更多樣,其風光更令人目不暇接。土林中的土柱、土塔當然也概莫能外。文學家在形容山高景美時常用“高山仰止”、“景行行止”就是這個道理。 于是,我更加體會到了元謀土林的嬌麗風采了。 小鏈接? 土林形成的必備的氣候條件 氣候干燥,雨量集中,降水強度較大,降水時間短暫,這些都是形成土林的必備條件。試想,如果降水量大而且每次降水時間持續較長,那么雨水就不僅僅只對半膠結的土層有向下的沖、切蝕作用,而且還將對土層內部進行全方位的浸潤、淹泡,其結果必然是土體的整層流失;如果降水量不大,分布均勻,每次降水強度很小,那么其結果便是孱弱的雨水既無能力對土體進行沖、切蝕作用,也無法將數量極小的雨水浸入到土體內部產生浸潤、淹泡作用,也許雨水還來不及浸入土層或只有少許浸入地表,就被雨停之后干燥的空氣蒸發掉了。由此可知,只有一年中少數幾次來得快、去得也快,而且極具沖、切蝕能量的急暴雨過程才能夠深深地切開厚厚的土層而又不傷及遺留土體的“肌膚”。如此日復一日,年復一年,高低錯落的土林便形成了。 相關鏈接? “元謀人” 除了土林,元謀還以發現“元謀人”聞名世界。 1965年5月1日,為配合四川攀枝花地區的建設和成昆鐵路的勘察設計,中國地質科學院地質研究所26歲的青年學者錢方來到了元謀。錢方等人在元謀縣上那蟬村采集化石時,意外發現了兩顆石化程度很深的淺灰白色的門齒化石。憑借在大學里學到的一些基礎知識,他們現場初步認定,這是一對原始人類的門齒化石。為了進一步求證,他們將化石帶回北京,求教于中國地質博物館專家胡承志先生。胡錄志先生對北京猿人頭蓋骨化石極有研究,而且是北京猿人頭蓋骨化石失蹤前的最后見證者。胡教授在對化石進行分析研究后,將其確定為“中國境內早期直立人的上門齒”,并將此人種定為“直立元謀種”。 由于當時正值“文革”動亂年代,這一重大發現并未公開發表。直到1973年,這一成果才以《云南元謀發現的猿人牙齒化石》為題發表在《地質學報》上。1976年,經過對化石出土地進行地磁學年代測定,首次將元謀猿人的存在年代定為170±10萬年前,和50萬年以前的北京猿人以及100萬年前的陜西藍田猿人相比,整整將中國境內發現的古人類存在年代提前了將近100萬年! 為了使元謀人的年代更趨準確,錢方和他的同行們又用其他方法進行對比分析,其結果均在距今150萬年到170萬年之間,更有力地證明了在第四紀早期的早更新世時代,比北京人、藍田人更早的元謀人的的確確在環境更優越的元謀盆地生活、生存過! 元謀人一度還被冠以世界東方人類的祖先??墒请S著考古科學的不斷深入,有大量證據更有利于人類的共同祖先起源于非洲地區!
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