大興安嶺的凍土沼澤

武海濤 楊萌堯

泥炭沼澤與凍土環(huán)境條件密切相關(guān)。大興安嶺是中國唯一的地帶性多年凍土分布區(qū)。是泥炭沼澤形成和發(fā)育的強(qiáng)盛地帶。

大興安嶺地區(qū)是中國高緯度地區(qū)重要的濕地分布區(qū)，具有泥炭地豐富、凍土發(fā)育、森林沼澤和蘚類沼澤廣泛分布等鮮明的特點(diǎn)。大興安嶺沼澤以泥炭沼澤為主，泥炭含量高，是重要的土壤碳庫。同時(shí)，凍土和泥炭、苔蘚等對氣候變化響應(yīng)敏感，因此大興安嶺也是對未來全球變化極為敏感的濕地分布區(qū)。

大興安嶺為何能形成泥炭沼澤

大興安嶺地貌屬于中山、低山，海拔高度1000-1700米，相對高度500-1000米。北段保存著寬廣而平坦的準(zhǔn)平原面，在嫩江上游及其支流有平頂山或玄武巖方山。山形渾同，坡度較緩，冰緣地貌發(fā)達(dá)，形成河流階地、熱融洼地、雪蝕洼地、雪蝕槽谷、寬平谷地和冰錐、冰丘等，河谷寬闊，谷底平坦。這些平坦低洼的地貌是沼澤發(fā)育的基礎(chǔ)。大興安嶺地區(qū)氣候?qū)儆跍貛Ш疁貛В昃鶞?5℃-5℃，年降水量300-500毫米。根河、伊勒呼里山以北地區(qū)年均氣溫-5℃以下，最低達(dá)-45℃以下，多年凍土發(fā)達(dá)，面積達(dá)80%以上伊勒呼里山以南、阿爾山以北地區(qū)，多年凍土呈島狀。

冷濕的氣候不利于植物殘?bào)w分解，這為泥炭沼澤形成提供了有利條件。凍土的冷生環(huán)境為泥炭沼澤的發(fā)育提供了良好基礎(chǔ)。沼澤地植被層和下覆泥炭層具有獨(dú)特的熱性質(zhì)，隔熱保水，使凍土處于穩(wěn)定或增生狀態(tài)。凍土的阻水特性則使土壤水入滲困難，造成地表過濕，促進(jìn)沼澤發(fā)育。凍土退化或消失反過來破壞沼澤存在的物質(zhì)基礎(chǔ)，導(dǎo)致沼澤退化或消失。沼澤濕地的多水及其結(jié)構(gòu)的熱物理特性，必然對其下伏的凍土產(chǎn)生重要影響，而凍土的融凍過程也對上部的沼澤施加作用。凍土與其上面的沼澤濕地具有一定的共生關(guān)系。

大興安嶺地區(qū)濕地分布具有明顯的地理區(qū)域性。沼澤濕地在大興安嶺北段比大興安嶺南段多，尤其在伊勒呼里山脈北坡面積大、類型多。近分水嶺附近的溝谷和河流上游的谷地較寬闊平坦，河流縱比降小，河曲發(fā)育，排水不暢。加上永凍土層普遍分布，形成不透水層，在平坦低洼的溝谷、河谷灘地和階地、熔巖臺地以及各種湖泊灘地上，沼澤分布廣泛。阿木爾河、呼瑪河、根河、甘河、南甕河、諾敏河、多布庫爾河中，片河、根河、呼瑪河、阿木爾河的沼澤面積大。

南段的濕地主要分布于阿爾山以北伊爾斯林業(yè)局管轄的興安林場，海拔1000米以上的熔巖臺地、火山口湖和熔巖堰塞湖乃至山地北坡。由于海拔較高、氣候冷濕，加之平坦低洼的玄武巖臺地透水性差、排水不良，有多年凍土層發(fā)育，形成了各種森林沼澤、草叢沼澤和淺水植物濕地。

大興安嶺的沼澤如此多彩

大興安嶺濕地中沼澤濕地面積最大，是濕地的主體。沼澤濕地面積占濕地總面積的90%以上，濕地型草本沼澤和森林沼澤占沼澤濕地總面積的70%以上。

該區(qū)沼澤類型多，有森林沼澤、灌叢沼澤、草叢沼澤、蘚類沼澤和淺水植物濕地等。森林沼澤類型多，有貧營養(yǎng)型、中營養(yǎng)型和富營養(yǎng)型沼澤。興安落葉松-偃松-泥炭蘚沼澤、必安落葉松-必安杜鵑-泥炭蘚沼澤、扇葉樺-苔草沼澤和沼柳一沼苔草-泥炭蘚冰丘沼澤是該區(qū)的特有類型。

大興安嶺不同地區(qū)的沼澤類型差異顯著。伊勒呼里山的北坡沼澤類型多、面積大。各類沼澤廣泛分布在分水嶺附近的溝谷和河流灘地。貧營養(yǎng)型興安落葉松一狹葉卡十香一中位泥炭蘚沼澤面積大、分布廣，如在盤古河上游的12-15支線問的溝谷，呼瑪河上游的呼源、呼中和紅鋒溝谷，老槽上游的槽滿，阿木爾河的圖強(qiáng)，而且常與中營養(yǎng)型興安落葉松-油樺一篤斯越橘一蘚類沼澤、富營養(yǎng)型興安落葉松-油樺-苔草沼澤呈帶狀沿溝谷或河谷有規(guī)律分布。

在盤古林場12支線的西克里河和11支線的別罕河、西瓦魯提河、伊里楚坎河等河流與盤古河匯合的河問灘地，分布有該區(qū)的凍脹丘沼澤。冬季丘高2-3米，夏季融化，形成冰水湖和洼地。在洼地和尚未融透的凍脹丘上，分布著沼柳一沼苔草一泥炭蘚群落，冰水湖中植物以沼委陵菜為主，伴生較多的水木賊和沼苔草等。

阿木爾河的青松林場、綠地林場及呼瑪河的碧水林場等地的高河灘上，分布有柴樺-苔草沼澤和苔草沼澤組成的復(fù)合沼澤，河邊常有柳叢。霍拉盆地分布有大面積柴樺一苔草群落，該沼澤有泥炭層110-120厘米，據(jù)碳14測年，該沼澤形成于約2400年前。在海拔900-1300米的山地溝坡緩坡上和局部低洼地段，有扇葉樺一苔草沼澤群沿坡面呈帶狀分布，鑲嵌在森林問。在塔河中游，河曲發(fā)達(dá)的河灘常分布有灰脈苔草一修氏苔草群落和小葉章-苔草群落組成的草叢沼澤。

伊勒呼里山的南坡，貧營養(yǎng)沼澤興安落葉松一泥炭蘚群落幣u泥炭蘚群落分布于激流河上游分水嶺附近的滿歸溝谷中。灌叢沼澤分布廣泛、面積大，占據(jù)根河河谷整個(gè)河灘和階地，形成灌叢沼澤優(yōu)勢景觀，常與苔草沼澤、興安落葉松一油樺一苔草沼澤沿河谷呈帶狀分布。

大興安嶺東坡甘河、南甕河、諾敏河和塔河下游的河灘中，分布有大面積苔草沼澤，有修氏苔草群落和灰脈苔草一修氏苔草群落以及小葉章一苔草群落，尤其甘河和南甕河整個(gè)河谷從上游到下游都分布有苔草沼澤。住苔草群落的外側(cè)地勢稍高、排水條件較好的季節(jié)性或臨時(shí)性積水地段，分布有小葉章-苔草群落，有時(shí)與苔草-雜草類五花草甸復(fù)域分布。在山前臺地的溪流邊過濕地段或局部積水小洼地中，常分布有小面積水蔥群落或羊胡子草群落。

大必安嶺南段，阿爾山伊爾斯林業(yè)局的興安林場和天池林場的玄武巖臺地、熔巖堰塞湖和火山口湖乃至山地陰部都分布有沼澤。興安林場的摩天嶺海拔1710米，坡度陡峻，其北坡1500-1690米問分布著興安落葉松-偃松-尖葉泥炭蘚沼澤。海拔1300-1500米的坡地地表過濕，分布著興安落葉松-興安杜鵑-粗葉泥炭蘚沼澤，土壤為泥炭沼澤土，泥炭層厚度小于50厘米。在熔巖臺地上，地表過濕、長年積水地段廣泛分布興安落葉松-狹葉卡十香-中位泥炭蘚沼澤，土壤為泥炭土，泥炭層厚1-1.2米。堰塞湖邊分布有苔草一泥炭蘚沼澤。在森林沼澤與苔草沼澤之間，常分布油樺一苔草沼澤灌叢。各種沼澤在不同地貌和水分狀況下有規(guī)律分布。

大興安嶺凍土濕地的變化

大興安嶺是中國唯一的地帶性多年凍土分布區(qū)。大興安嶺凍土區(qū)濕地是住高緯度或高海拔冷濕環(huán)境下形成的一種特殊的森林沼澤濕地類型，凍土與濕地存在密切的關(guān)系，凍土的消融與退化對濕地的形成發(fā)育和分布具有重要影響。大興安嶺多年凍土較薄，對氣溫升高和外界干擾極為敏感，生態(tài)系統(tǒng)非常脆弱。

多年凍土對全球變暖的響應(yīng)比較明顯，凍土退化是近期多年凍土變化的主要趨勢。東北多年凍土區(qū)位于歐亞大陸多年凍土區(qū)的東緣地帶。過去40年，大興安嶺多年凍土區(qū)多年凍土南界不斷北移。在大興安嶺北部阿木爾地區(qū)，濕地凍土區(qū)年均地溫升高了0.7℃-2.1℃，30年來活動層厚度加深了20-40厘米。凍土厚度變化的基本趨勢是自南向北、自東南向西北逐漸增厚。凍土類型也依次由島狀多年凍土經(jīng)島狀融區(qū)多年凍土向連續(xù)多年凍土過渡。

在大興安嶺地區(qū)，已經(jīng)發(fā)生和可預(yù)見的永久凍土解凍產(chǎn)生的負(fù)面影響包括：濕地沼澤大面積減少并向北縮退，森林火災(zāi)和森林病蟲害發(fā)生頻次增加，動植物（尤其是樹木，因?yàn)闃淠緣勖L且不能移動）所受生態(tài)壓力加大。大必安嶺生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)功能退化，將直接導(dǎo)致自然災(zāi)害頻發(fā)，如洪水、干旱、森林火災(zāi)和病蟲害等。永久凍土解凍將進(jìn)一步增加沼氣等溫室氣體的排放，還將直接對與之共存的濕地的固碳能力產(chǎn)生負(fù)面影響。

以大興安嶺為代表的凍土分布區(qū)沼澤濕地集中，也是中國國有林區(qū)和濕地碳匯的關(guān)鍵集中分布區(qū)，對保障森林和濕地碳匯功能、緩解全球氣候變化、實(shí)現(xiàn)中國生態(tài)義明建設(shè)的生態(tài)紅線保障目標(biāo)起到重要的后盾作用。在全國加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)、國家正式出臺濕地保護(hù)修復(fù)制度方案的大背景下，在阻止人類活動和無序開發(fā)破壞和占用濕地的同時(shí)，應(yīng)該高度重視凍土退化和凍土區(qū)濕地對全球氣候變化的適應(yīng)機(jī)制、響應(yīng)特征和管理策略及宏觀調(diào)控的研究。

責(zé)任編輯/楊晶 任重遠(yuǎn)