书城科普读物科学探究丛书-湖泊
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第3章 中国的湖泊(1)

形态与分布

湖泊的外部形态特征是千差万别的。大型湖泊可达数万到数十万平方公里,小型湖泊只有几公顷。有深达千余米的深湖,也有水深仅几厘米的近于干涸的湖泊。

湖泊几何形态上的变化,在很大程度上取决于湖盆的起源,不同成因的湖泊其轮廓是不同的。一般地讲,河成湖、堰塞湖保留了原有河床的某些形态特征;发育在构造凹陷盆地基础上的或是火山口积水而成的湖泊,其外形略呈圆形或椭圆形;而发育在地堑谷地中的湖泊,则多呈狭长形等等。现在的湖泊,除沿袭古湖泊的某些形态特征外,还在外界条件的影响下,使湖泊形态发生了改变。例如,入湖河流所携带的泥沙,起着改造湖泊沿岸的地形与填平湖底起伏的作用;风浪能使沿岸带的泥沙重新移动和沉积,使迎风岸侵蚀加剧,而背风岸沉积增多。也有因气候变化而引起湖面的收缩或扩大。沿岸带水生植物和底栖生物的滋生,不仅可引起湖泊形态的改变,还会加速湖泊的消亡。此外,新构造运动也会改变湖泊的形态。沉降型的湖泊,除湖水加深外,还使沿岸的港汊得到发育,湖岸的岬湾曲折交错;掀升型的湖泊,湖水逐渐变浅,湖岸发育顺直。所以,一个湖泊的形态发育是错综复杂的,它可以是单因素的,也可以是多因素作用的产物。特别是人类的经济活动,直接、间接地参与了湖泊形态的改造,如建闸蓄水,固岸工程,滩地围垦等等,都可促进湖泊形态的变化。因此,中国目前湖泊的形态是自然与人共同作用的结果,而不是湖泊形成初期的自然形态。

通过对全国1平方公里以上湖泊的分类统计,得知中国现有湖泊(包括1平方公里)近2600个,面积合计为74277平方公里。

中国湖泊的分布,大致以大兴安岭-阴山-贺兰山-祁连山-昆仑山-唐古拉山-冈底斯山一线为界。此线东南为外流湖区,以淡水湖为主,湖泊大多直接或间接与海洋相通,成为河流水系的组成部分,属吞吐性湖泊。此线西北为内流湖区,湖泊处于封闭或半封闭的内陆盆地之中,与海洋隔绝,自成一小流域,为盆地水系的尾闾,以咸水湖或盐湖为主。

在中国的天然湖泊中,由于各种原因,还发育了一些特殊的湖泊。例如地处世界屋脊——青藏高原上的纳木错,湖面海拔4718米,面积1940平方公里,是地球上海拔最高的大型湖泊;位于吐鲁番盆地中的艾丁湖,湖面在海平面以下154米,是世界上海拔最低的湖泊之一。

中国湖泊高低悬殊之大,为世界所罕见。此外,在西藏羊八井附近,发现了一个面积达7300平方米,最大水深超过16米的热水湖,水温变化在46℃~57℃之间,每当晴空无云之际,巨大的气柱从湖面冉冉升起,景色十分壮观。云南丘北六郎洞内还有一个巨大的地下湖,湖水从溶洞溢出的流量达26立方米/秒,现已成功地用以发电,是中国第一座地下湖发电站。

中国的湖泊由于分布在不同的自然地带,所以它们的特性差异较大。

全国湖泊比较集中地分布在五大湖区。

1.东部平原湖区。系指长江及淮河中、下游,黄河、海河下游及大运河沿岸所分布的大小湖泊,这些湖泊大多是由构造运动、水流冲积作用或古潟湖演变而成的外流湖。湖泊总面积为21847平方公里,约占全国湖泊总面积的29.4%,是中国湖泊密度最大的湖区。我国著名的五大淡水湖——鄱阳湖、洞庭湖、太湖、洪泽湖和巢湖都分布在这里。

由于本区濒临海洋,地处东亚季风带,气候温暖湿润,湖泊水利资源比较丰沛,河湖关系十分密切。湖泊水位的年变幅较大,并具有从上游到下游逐渐变小的趋势。通江的湖泊洪水期湖水汪洋一片,枯水期港汊交织,洲滩显露;湖盆浅平,多数湖泊的平均水深不足2米,属浅水型湖泊。

本区入湖河流带来大量泥沙不断在湖内沉积,使湖盆日渐淤高,湖面日益缩小,日久使历史上的一些古湖泊淤为平陆。洞庭湖曾号称为“八百里洞庭”,是中国面积最大的一个淡水湖,然而在近数十年内,却变成为一个支离破碎的湖泊,面积已大大缩小。本区内还有不少湖泊已被泥沙淤积或为人类垦殖而消失,特别是近10余年来的盲目围垦,已使一些湖泊日益丧失其调节江河水量的作用,湖泊自然资源及其生态环境,受到不同程度的影响和破坏。

2.青藏高原湖区。青藏高原上的湖泊,总面积达37487平方公里,约占全国湖泊总面积的50.5%,它是地球上海拔最高,数量最多和面积最大的内陆高原湖群,也是中国湖泊分布密集的地区之一。这里的湖泊以咸水湖和盐湖为主,湖水深度一般较大,冬季结冰期亦长。湖泊大多集中分布在藏北高原和柴达木盆地与其周围干旱闭流的高原腹地,往往成为内陆水系的尾闾或汇水中心的内陆湖泊。这些湖泊大多发育在一些平行山脉间的大小不等的山间盆地和纵形谷地之中,一些大中型湖泊都是在构造断裂带的基础上发育而成的,湖泊往往沿构造方向呈带状排列,只有少数冰川湖或堰塞湖分布在山地或峡谷地区。由于青藏高原气候寒冷而干燥,湖泊受高山冰雪融水的补给,水量一般较少,湖泊沿岸带残留的多是古湖岸线遗迹,说明了近期湖泊的变迁是处在普遍退缩之中,由一些古代巨湖衍生出来的小湖,多以时令湖或盐湖的形式出现。由于入湖径流带来的盐分不断累积,使水质日趋盐化,湖水含盐量一般较高。据调查,本区约有20%~30%以上的湖泊已发展到盐湖或干盐湖的阶段。

在青海省南部的黄河上游,构造盆地宽阔平坦,有不少湖泊分布,其中有著名的札陵、鄂陵二湖,是青藏高原上最大的淡水湖,也是黄河流域仅有的两个大型湖泊。青藏高原东部的三江源地,由于地处中国大江大河的发源地,地面排水条件良好,是本区湖泊分布最少的地区。

3.蒙新高原湖区。蒙新高原湖泊的总面积为9106平方公里,约占全国湖泊总面积的12.2%,蒙新高原由于地处内陆,远离海洋,气候干旱,降水稀少,但河流与潜水易向江水洼地的中心积聚,所以亦能发育众多的湖泊。大型湖泊常常成为彼此孤立的内陆盆地水系的最后归宿,成为汇水中心或河流的尾闾。由于蒸发量超过湖水的补给量,湖水不断浓缩,遂发育成闭流性的咸水湖或盐湖。随着补给水量的增减,湖泊的水面时大时小,湖形亦多变。

发育在沙漠地区的风成湖,具有面积小、湖水浅、补给水量少、湖水易浓缩等特点,这些小型湖泊常随水源的多少而变化,雨季成湖,旱季干涸,而盛产盐、碱、芒硝和石膏等化工原料。

4.东北平原-山地湖区。东北的湖泊总面积为3952平方公里,约占全国湖泊总面积的5.4%,湖区地处中国温带湿润、半湿润季风气候带,夏季短而凉爽,入湖水量比较丰富;冬季长而寒冷,湖水结冰期较长。由于湖底沉积物含有机质和腐殖质,湖水营养元素含量极为丰富。湖泊具有灌溉、航运、发电和发展水产等多种效益。

本区湖泊大多受火山活动的影响,如牡丹江上游的镜泊湖,德都县的五大连池和长白山地区的白头山天池等,都属于这一类型的湖泊。此外在大片沼泽湿地上,亦点缀着一些大小不等的湖泊,当地称为泡或咸泡子,如连环泡、龙虎泡、大麻苏泡和月亮泡等,此类湖泊均较浅,含盐量较高,但也有个别湖泊由于补给水源的中断,而变成时令湖或干涸消亡。

5.云贵高原湖区。云贵高原湖泊的总面积为1077平方公里,约占全国湖泊总面积的1.4%,这些湖泊主要分布在滇中和滇西地区,以中小型淡水湖泊为主。云贵高原的湖泊湖水含盐量不高,湖深水清,冬季不结冰,并以风景秀丽而闻名。区内湖泊分属金沙江、南盘江和澜沧江水系。湖泊除蕴藏着丰富的水力资源外,还兼有灌溉、供水、航运和发展水产之利。

本区的湖泊多沿褶皱断裂构造方向排列,湖盆长轴与深大断裂带走向基本一致,多为构造湖。此外,碳酸盐类岩层经水的溶蚀后,对湖盆的发育也起着辅助作用。因此,位于喀斯特地貌发育地区的湖泊,湖水常靠地下暗河补给或排泄。云贵地区由于近期新构造运动仍较强烈,破坏性地震能促使一些湖盆加深;岸线抬升的现象在不少湖泊也颇为明显,反映出湖泊在近期具有西升东降的趋势。

成因与变迁

湖泊从形成到消亡这一漫长的演变过程中,由于所处的地理环境的不同,其变迁的历史也很不一样。初生期的湖泊,周围自然界对其影响较小,湖盆基本上保留了它的原始形态,岸线欠发育,湖水清澈,湖水的有机质含量低属贫营养型,湖里的生物种类不多,几乎没有大型水生植物分布。处于初生期的内陆湖或外流湖,多属淡水湖。当湖泊发展到壮年期,周围的环境因素参与了湖泊形态的改造,发育了入湖三角洲,湖盆淤浅,湖岸受到侵蚀等等;加上入湖径流携入的盐量不断增加,湖泊由贫营养型演变成中营养型,内陆湖往往发育成咸水湖。老年期的湖泊,基本上已濒临衰亡阶段,此时湖水极浅,湖面缩小,湖水多属富营养型,大型水生植物满湖丛生,湖泊日渐消亡。外流湖常演变为沼泽地,内陆湖演变为盐湖或干盐湖。

(一)成因类型。中国湖泊的成因是多种多样的。由于地壳运动引起的地壳断陷、凹陷、沉陷所形成的构造盆地,经储水而成为湖泊,通常称为构造湖。构造湖在中国的分布很广,一些大中型湖泊多属于这一类型。由于火山喷发,喷火口积水成湖,称为火山口湖,或因火山喷发的熔岩壅塞河床,抬高水位而成的湖泊,称为火山堰塞湖,此类湖泊在中国东北地区分布较多。由于冰川的挖蚀作用和冰砾泥的堆积堵塞作用而形成的湖泊,称为冰川湖,主要分布在中国西南、西北冰川比较发育的高海拔地区。由易溶性碳酸盐类岩层的溶蚀洼地积水而成的湖,叫喀斯特湖,在中国喀斯特地貌发育的西南地区比较常见。沙漠地区的沙丘受定向风吹蚀成的丘间洼地,被潜水汇聚成的风成湖,多以小型时令湖的形式出现,集中分布在中国沙漠或沙地地区。沿海平原洼地由于沿岸流所挟带的泥沙不断淤积,海湾被沙嘴封闭而形成的潟湖,多分布在中国沿海平原低地。此外亦有因河道的横向摆动而残留的河迹湖,或随河流天然堤而伴生的堤间湖等,这类湖泊大多分布在中国大江大河沿岸排水不良的低地。然而中国不少湖泊的成因具有混成的特点。例如长江中下游的五大淡水湖,其湖盆的形成与地质构造有关,但又与江河、海洋的作用有联系。这些湖泊之所以还保留一定的面积,还与新构造运动的活跃以及沿袭老构造运动的性质等分不开,否则,位于多沙性河流沿岸的湖泊早已变为历史的陈迹了。又如云南湖泊虽属构造类型,但碳酸盐类地层的溶蚀对湖泊的形成和发育也起着明显的作用。

1.构造湖。中国的构造湖,主要分布在下列地区:云南高原的湖泊,与地质构造的因素有关,除异龙湖和杞麓湖位于滇东山字型构造的弧顶,受东西向断裂控制,湖泊长轴作东西向延伸外,其余的湖泊大多受南北向断裂的影响,均呈南北向条带状分布。滇东的湖泊带,是由于地面断裂系统的强烈发育,形成了许多地堑式断陷盆地和断陷湖泊,如滇池、抚仙湖、阳宗海、杞麓湖和杨林湖等,都是在断陷盆地基础上发育成的构造湖。这些断陷湖泊都保留有明显的断层陡崖,附近常有涌泉或温泉出露,沿断层两侧的垂直差异运动至今未曾停息。在纵贯全区的大断裂系统上,曾发生过多次比较强烈的破坏性地震,新构造运动对湖盆的发育仍起着一定的影响。位于元江大断裂带附近的洱海、剑湖、茈碧湖等,新构造运动的迹象也颇明显,断层两盘间——苍山与洱海仍有相对的升降,形成地形上的强烈切割。金沙江以北的程海,川滇界上的泸沽湖和川西的邛海,也都是地壳断陷而成的湖泊。

分布在柴达木盆地中的众多湖泊,大多位于构造盆地的最低洼处,这些湖泊都是第三纪柴达木古巨泊的构造残留湖。盆地东缘的青海湖原是向斜构造,后因东部发生断块上升而成为内陆湖泊。札陵湖和鄂陵湖是因巴颜喀拉山褶皱隆起,并受到北东、北西和北向几组断裂的影响而形成的构造湖。

西藏高原盆地众多,湖泊星罗棋布,那些近东西向、北西向和北东向的纵形谷地的谷底洼地,每有纵向延伸的湖泊带分布。湖泊长轴走向与构造线基本吻合,说明湖盆的形成受区域构造线的控制比较明显。这些湖盆的起源可追溯到第三纪。它们都是在第三纪喜马拉雅运动中由构造断陷作用所形成的。如色林错就是在早第三纪始新世晚期(大约在5400万年前)第一期喜马拉雅运动活跃时形成,并延续至今的残留湖泊,因此湖盆有巨厚的下第三系、上第三系和第四系的沉积。而其余的湖盆目前只发现上新统(大约在900万年前)的沉积,可能是在中新世中晚期(大约在2600万年到900万年前)第二期喜马拉雅运动期间形成。此外,分布于滨湖的断层三角面,在一些湖泊中至今仍清晰可见。

内蒙古的呼伦池、岱海、黄旗海、安固里淖和查干诺尔均属于构造湖。

新疆的赛里木湖、艾比湖、乌伦古湖和博斯腾湖等,也都是在断陷盆地基础上发育而成的内陆湖泊。

长江中下游所分布的洞庭湖、鄱阳湖和巢湖等,因位于大地构造单元的转折地带,所以受构造差异运动和新构造运动的影响显著;但湖盆轮廓不及山间断陷盆地的湖泊明显,它往往是断层构造截断山系而形成的湖泊,一般与南北向断裂构造活动的关系密切。

此外,位于山西地台南缘、渭河地堑东段的运城解池,它是由中条山北麓及峨眉台地南缘两条平行断裂形成的地堑式构造湖。中俄国境上的兴凯湖,是远东最大的淡水湖,它亦是在第三纪地壳陷落基础上形成的湖泊。

2.火山口湖。在吉林省东南部中朝两国边境上,有一座风光绮丽的高大山体,矗立在广阔的熔岩高原上,这就是世界著名的长白山。长白山区是中国典型的火山地貌区域,在玄武岩高原与台地之上突起一座雄伟秀丽的休眠火山——白头山,在凹陷的火山锥顶部周围,环绕着16座高达2500米以上的山峰,其中形如盆状的火山口,已积水成湖,称为白头山天池。它是中国目前已知的第一深湖,是松花江支流二道白河的源头。湖水主要来自天然降水和湖周岩层的裂隙水,年水位常年无大变化,水温较低,湖水偏碱性。据历史记载,有史以来白头山火山口曾有过3次喷发(公元1597年、1668年和1702年),最终形成为今日如此规模巨大而雄伟的同心圆状火山锥地貌景观。