全 文 ：长白山高山苔原研究的进展
———献给中华人民共和国建国 50周年
黄锡畴
(中国科学院长春地理研究所 长春 130021)
提 要 长白山高山苔原是我国唯一典型的极地自然景观类型。论述了 1959 年发现高山苔原的背景和依据。
对高山苔原生态系统各组成要素的物理 、生物 、化学特性和过程以及与国外若干苔原比较研究的进展 , 作了回顾和
综述。
关键词 长白山 高山苔原 研究进展
分类号 中图法 P901
我国著名的长白山 ,其主体是一座休眠火山 。
山体耸起 ,自然景观垂直分异极为明显。自然景观
垂直带结构具有代表性 ,但划分很不一致 ,特别是森
林界线以上高山带的自然景观类型 ,过去文献上名
称很为混乱。
作者(1959)通过考察研究 ,提出长白山自然景
观垂直带结构的新模式 ,将高山带自然景观类型命
名为高山苔原 ,做了首次报道[ 1] 。1960 年初在全国
地理学术会议上 ,作者宣读了有关论文[ 2] ,引起学术
界的关注和反响 。当时吉林省综合自然区划和部门
自然区划中都援引了这一新发现的自然景观类型 。
此后在学术界得到广泛支持和引证 ,逐步取得了共
识(表 1)[ 3] ,从表中看出 ,对高山苔原下界的确定 ,
以及关于是否划分亚带还存在不同看法 。
吴征镒主编的《中国植被》(1980 年)指出 ,
“1959年首次在长白山顶(海拔 2 100 m 以上)记录
的高山冻原……属于新发现[ 4] ”。1984 年《地理学
报》创刊五十周年时 ,载文分析 50年来学报所刊登
自然地理文章被引用情况 。首次报道长白山高山苔
原的论文 ,被列为引用率最高的 15篇文章之一。认
为 ,这些文章的作者“ ……对所研究地区自然现象的
发生 、发展和演变规律有科学的见解 ,或在理论方法
上有独到之处”[ 5] 。
我国地处中低纬度 ,不存在平原苔原 。在长白
山发现典型的高山苔原 ,为我国绚丽多姿的自然景
观 ,增添了极地自然景观类型 , 具有重要的科学意
义。
1 发现高山苔原的背景
全球范围的自然地理环境是一个整体 ,但是它
的各部分又存在着地域上的差异 。自然地理环境及
其组成各要素的分布 ,受地域分异规律所制约。地
域分异规律是自然地理学的基本规律 。
1)高山苔原的发现及其命名是以自然分异规
律及其在欧亚大陆自然分异格局中的地位作为理论
依据的 。
作者(1955 ～ 1958)通过高加索山地自然景观的
实地调查研究和对欧亚大陆温带有关山地自然景观
垂直带结构比较研究后 ,查明各山地自然景观是极
不相同的。山地自然景观垂直分异的各个带既各具
特色 ,又相互依存 ,垂直带谱构成整体 ,形成结构类
型 。在欧亚大陆不仅沿海和内陆的山地 ,其垂直带
结构极不相同 ,即使是沿海 ,在东西两岸也迥然不
同[ 6 , 7] 。关于欧亚大陆温带山地自然景观垂直带结
构类型 ,当时文献上只有沿海 、内陆之分;作者从沿
海型中区分出太平洋季风型 ,分为三个类型亚纲[ 6] ,
长白山处在西伯利亚反气旋和北太平洋季风气候影
响范围内 ,其自然景观垂直带结构模式从属太平洋
沿岸季风型 。
2)山地自然景观垂直带结构类型从属于三维
地带性。不仅其基带受这种规律的制约 ,而且高山
带自然景观作为整体的部分也受其影响和制约 。山
地达到一定海拔高度 ,出现森林界限 ,在林线以上不
生长树木 ,为无林景观 。作者将欧亚大陆温带山地
第 1 9卷第 1期
1 9 9 9 年 2 月 地 理 科 学SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA Vol.19 No.1Feb., 1 9 9 9
DOI :10.13249/j.cnki.sgs.1999.01.001
的高山带自然景观相应分高山草甸 、高山草原 、高山
荒漠 、高山苔原等类型[ 6] 。长白山高山带植被为无
林 ,由灌木 、小灌木 、多年生草本 、苔藓 、地衣组成地
毯式植被 ,其植物群落和植物生态等与极地苔原相
近 ,与高山草甸 、高山草原 、高山荒漠概念相去甚远 。
3)长白山高山带为苔原—高山型的生态气候
条件 ,其突出特点是严寒 、高湿 、风大 ,寒冻风化剧
烈。分布有多种冰缘地貌形态 ,存在多年冻土 ,苔原
型的成土过程和土壤类型等;生态环境与高山草甸 、
高山草原等都有所区别。
2 苔原的概念
苔原(Tundra)是冷湿型极地自然景观类型。在
欧亚大陆和北美大陆及附近岛屿环极地呈带状分布 ,
是地带性无林景观植被类型 ,为全球性三个自然景观
地带之一。苔原分平原苔原和山地苔原。山地苔原
主要分布在苔原地带 、森林苔原地带和泰加林地带的
山地上。分布在温带针阔叶混交林地带和阔叶林地
带山地森林界限以上高山带的则称高山苔原。
苔原一词原以为是出自俄文或芬兰文。实际上
它是北欧拉普兰德地区 ,拉普人(即萨米人)的语言 。
俄文也是从萨米语引入的 。作者 1986 年曾访问过
萨米人。这是一个以狩猎和放牧驯鹿为生的少数民
族 ,他们把当地低矮平缓的圆顶山丘称为 tunturi ,
山上不长树木 ,主要生长着由灌木 、小灌木 、多年生
草本 、苔藓 、地衣组成的地毯式植被 。在拉普兰德地
区一些山丘名称都冠有“ tunturi” ;一些典型的苔原
植物的俗名也缀有“ tunturi”[ 8] 。把南 、北半球低纬
地带高山森林线以上的植被和自然景观统称为高山
苔原是不恰当的[ 9 , 10] 。
Tundra一词 ,在我国地理学著述中通常都称苔
原;在植物地理学著述中则通常译为冻原。前者主
要寓意于其植被中苔藓植物发达;而后者则主要着
意于其生态环境的寒冷和存在冻土 。实际上两个译
名的寓意虽有侧重 ,但都不全面 。如有的沼泽多苔
藓 ,而非苔原;而高寒有冻土的地域也不一定是冻
原。全国自然地理名词词汇中确定两个名词为具有
同等涵义的词汇 。
① 成员有:朱颜明 、孟宪玺 、富德义 、李崇白高 ,佘中盛 、刘景双 、黄锡畴等。
3 高山苔原的综合研究
苔原作为自然景观的类型 ,它是一个自然综合
体 ,是由各组成要素相互制约相互作用形成的。苔
原也是一个生态系统。因此 ,应对其开展综合研究 ,
我们以综合观点从几个侧面对长白山高山苔原作了
研究。
对高山苔原的各组成自然要素的特点及其相互
制约 ,相互适应形成自然综合体作了分析;把高山苔
原作为生态系统对其生态环境(生态气候环境 、冰缘
地貌 、苔原土壤等)与生物群落特点相互关系及植物
群落的组成 、类型 ,分布和植物生态特征进行了研
究 。
1960年全国地理学术会议号召 ,对地理环境和
自然综合体不仅要研究其形成的物理 、生物 、化学的
因素 ,还要研究其组成 、结构和形成过程。基于这种
认识作为综合研究的一个侧面 ,我们课题组①又开
展了长白山生态系统和高山苔原中化学元素含量 、
组成 、结构 、迁移 、循环的探索和研究 ,对环境各要素
化学元素作了测定和计算 ,定性和定量相结合地阐
明了其各自相互关系。所取得的大量数据为《地学
基础数据手册》收录[ 11] 。
高山苔原在发生 、发展过程中受时空规律的制
约 ,在全球尺度范围内和在历史背景上 ,从综合研究
的又一个侧面对其发生 、演化和地域分异作了分析
比较的研究 。
上述系列研究成果 , 1988 年以《长白山高山苔
原的发现及其特性研究》为题 ,获中国科学院科技进
步二等奖。
必须指出 ,学术界在对高山苔原这一自然景观
类型概念取得共识后 ,有关学科从各自领域对高山
苔原的研究 ,拓展了研究领域 ,取得新的进展和成
果 ,具有创新性或填补学科空白;丰富和深化了高山
苔原的认识 ,表明我国对苔原研究达到的高深水平。
4 高山苔原生态环境
4.1 地质条件
长白山主体白头山是一座巨大复式火山 ,经多
次喷发形成。长白山地区在老第三纪时 ,为微起伏
的准平原 。自第三纪末至第四纪初 ,受喜马拉雅运
动影响发生明显隆起和断裂 ,玄武岩浆沿断裂带大
量溢出 ,形成熔岩台地 。进入第四纪 ,白头山周围火
山活动停熄 ,转为中心式喷发阶段。经各阶段的喷
发和抬升 ,火山锥体形成 。火山锥体由白头山组碱
31 期 黄锡畴:长白山高山苔原研究的进展
性粗面岩类等构成[ 12] 。
在晚更新世后 ,火山活动趋于减弱 ,处于相对稳
定期 。研究表明 ,全新世以来先后曾发生过 6 次喷
发 ,其规模大小 、分布范围 、火山喷发物性质及其层
位都不相同。火山喷发造成大规模森林被毁 ,有 3
次重大林火灾害 ,尤以 1 000 a B.P.左右的奶头山
期最为严重[ 13] ,火山喷发也毁坏了苔原 。现代苔原
经历了多次的毁灭和复苏 。
4.2 生态气候条件
长白山位于大陆东部 ,属温带季风型大陆性气
候。山地气候垂直分异极为明显[ 14] ,高山带的气候
因素有利于苔原的生存 ,这里常年气温低 ,冬季严寒
漫长 ,春季寒冷 ,夏季凉温而短促 ,没有真正的夏天 。
全年湿度大 ,云多雾大;全年多风 ,且常有大风。雾
天和大风天都在 260 d a 以上 。降水季节分配不
均 ,多集中在夏季。上述因素综合形成苔原-冰缘型
生态气候。主要气候特征为:严寒 、高湿 、风大 。气
候条件决定了植被类型 。夏季由于日照长 ,紫外光
强 ,近地面和植被层的温度通常比气温高 ,有利于苔
原植物生长 。但也制约了植株的高度 ,后者与冬季
雪盖的厚度又有着密切的关系。近地层湿度大 ,水
汽凝结物丰富 ,则为植物生长发育创造了有利的水
分条件 ,促进植物根系发达。
4.3 苔原地貌综合体
高山苔原地貌由成因不同的火山地貌 、冰川地
貌和冰缘地貌等形成了地貌综合体 。白头山为一座
休眠火山 ,包括熔岩台地和复式火山锥体。在地貌
上分为熔岩台地 、山麓斜坡和火山锥体三个较大的
地貌单元[ 1] 。火山锥体的顶部则是一个为多次喷发
形成的巨大火山口 ,积水成湖 ,即是著名的天池 ,环
湖屹立有 10多座山峰。高山苔原位于火山锥体上
部 ,各种火山地貌形态突出[ 15 , 16] 。在整个火山地貌
背景上 ,由其他外营力作用形成的地貌类型 ,如古冰
川作用地貌形态 ,冰缘地貌形态 ,流水地貌等叠加在
其基础上 ,并在一定程度上改造了原有地形 ,从而形
成了特殊的地貌综合体。
关于古冰川遗迹 ,早在 30年代日人曾报道过火
山口内侧发育有 3个冰斗[ 17] ,近年研究表明 ,在火
山口内壁存在大小不等 5 ～ 6个冰斗[ 18] 。1986年施
雅风等在火山锥体北侧又发现有末次冰期的冰川终
碛垄[ 19] 。根据各种现象分析 ,在末次冰期最盛时 ,
在长白山顶部 , 存在过堵塞整个火山口的冰
帽[ 20 , 21] 。据推算 ,当时雪线 ,可能在现在的苔原带
下界附近[ 20 , 21 , 22] 。这对研究高山苔原的形成有重要
意义。
60年代初竺可桢副院长在部署各个地理所的
科研方向和任务时 ,曾提出东北地理所要研究东北
地区的冰缘现象[ 23] 。长白山和大兴安岭是我国东
北两个现代冰缘区 。丁锡祉 、裘善文 、肖荣寰等最早
开展东北冰缘地貌的研究[ 24 , 25] 。研究表明 ,处在高
寒高湿环境条件下的高山苔原 ,在寒冻风化重力作
用 、冻胀作用 、雪蚀 重力作用 、冻融蠕流作用和热融
作用下 ,形成了各种冰缘地貌形态 ,分析探讨了其形
成过程和机理[ 18 , 20 , 21] ,各种不同的地貌过程构造了
各种微生态环境 ,制约苔原植物的生长 ,其群落的配
置和演替 ,直接影响苔原土壤的形成和分布 ,使苔原
景观镶嵌性更复杂 。
4.4 多年冻土和土壤
在极地苔原地带 ,广泛发育多年冻土 ,与此相类
似 ,在长白山高山苔原带 ,多年冻土和冻土分布很
广 ,甚至在岳桦林带和暗针叶林带的上部也都发现
有多年冻土。高山带严寒 、大风的气候条件和多年
冻土是林木生长的主要限制因素 。夏季时 ,冻土上
部融解形成的活动层则有利于小灌木等植物的生
长 ,其厚度随海拔高度增加而减小。长白山属于欧
亚大陆高海拔多年冻土岛状分布区[ 26] 。
在作者(1959)称高山苔原带的土壤为山地苔原
土之前 ,曾有过各种不同的名称。高山苔原土壤的
形成过程 ,不同于高山草甸带 ,不是生草化过程 ,而
是泥炭潜育化过程[ 1 , 2] , 其成土过程以物理作用为
主 ,化学作用和生物作用相当微弱。因此 ,它具有表
层泥炭化和腐殖质的累积 ,土体的潜育化;成土年龄
较短 ,土壤贫瘠 ,明显表现为粗骨性 、薄层性和分层
不明显的特点。中国科学院林业土壤研究所编著的
《中国东北土壤》(1980)将长白山高山带土壤归属于
山地苔原土;并分为山地原始苔原土和山地泥炭化
苔原土两个亚类[ 27] 。孟宪玺(1982)在论证这种土
壤时 ,认为它“既非沼泽土 ,也非草甸土 ,更区别于森
林土壤 ,而为苔原土的山地分布型 ,故称为山地苔原
土” ,他根据土壤剖面形态 、结构 、理化特性和发育特
点等而分为原始(石质)苔原土 、苔原土 、灌丛苔原土
三个亚类[ 28] 。陈鹏 、张一(1983)则划分为山地泥炭
化苔原土 、山地潜育化苔原土 、山地原始苔原土和山
地寒漠土 4种类型[ 29] 。钱宏(1992)则划分为 5个
亚类 ,即泥炭化高山冻原土 、草甸化高山冻原土 、潜
育化高山冻原土 、石质化高山冻原土和寒漠化高山
4 地 理 科 学 19 卷
冻原土[ 30] 。从上述看到 ,把高山苔原土称为别的名
称如棕毡土 ,很显然是不恰当的。
5 高山苔原植被的研究
长白山高山带生态环境严峻 ,不生长树木 ,只生
长有灌木 、小灌木 、多年生草木 、苔藓地衣等植物 ,组
成了地毯式苔原植被 。由于高山苔原在植物组成 、
植物群落结构 、植物生态和植物区系等方面与极地
苔原有着很多相同的特征 ,因而在植被外貌上表现
为高度的相似性 。
5.1 苔原植物组成
长白山高山苔原植被中 ,植物组成种类不多 ,据
有关科学工作者采集统计(表 2)。
表 2 长白山高山苔原植物种类统计
Table 2 S tatistics of apline tundra
plants in the Changbai Mountains
种 属 科 资料来源
维管植物
167 102 35 [ 38]
110 79 31 [ 32]
131 87 31 [ 30] [ 34]
苔藓 27 15 [ 32]
135 67 38 [ 31]
地衣 70 22 11 [ 34]
5.2 植物群落
高山苔原生态环境严峻 ,树木不能生长 ,主要生
长灌木 、小灌木 ,多年生草本和苔藓地衣。由此 ,植
株高度低矮 ,植物群落结构简单 ,层次少 ,通常只形
成小灌木草本层和苔藓地衣层。植物群落生活型 ,
以多年生植物占优势 ,地面芽植物种类最丰富 ,地上
芽次之。对植物群落类型有各种不同的划分 。作者
与李崇白高(1984)根据海拔高度 、坡向 、地貌特征 、土
壤条件 , 把植物群落划分为 5 个类型 , 15 个群
落[ 2 , 31 , 32] 。陈大珂 、冯宗炜(1985)分为小灌木冻原 ,
石质冻原 、草甸冻原 3个类型[ 33] 。钱宏(1992)历经
3年在整个苔原带深入调查后 ,用传统的植被分类
方法与数量分类方法相结合 ,把高山苔原植被分为
5个植被型 、36个群系 , 59 个群丛 ,其中有 40 个群
丛为他首次报道[ 30 , 34] 。周以良对长白山高山苔原
植被早期就划分为小灌木 、藓类高山冻原和草类 、藓
类高山冻原[ 35] 。最近在《中国东北植被地理》
(1997)一书中 ,把长白山高山冻原划分为 4个植被
亚型 、21个群系组和 28 个群系。他没有把高山苔
原带的草甸列入高山冻原植被[ 36] 。
5.3 植物生态
高山苔原植物为适应生态环境 ,具有特殊的生
态 形态特征:(1)植株个体矮小 ,一些植物匍匐贴地
生长;这与近地层温度较高和雪盖厚度有关 ,同时也
增大抗风能力。(2)植物生长缓慢 ,小灌木木质年轮
狭窄紧密 ,据测定年增长率很小。(3)植物根系发
达 ,接近地表 ,形成网状 。(4)草本植物多呈丛生状 、
莲座状 。(5)典型植物具有旱生形态特征 ,一些植物
的叶片呈特化特征 ,这有利于减小植物水分的蒸腾。
(6)营养期短 ,植物开花期接近。(7)花朵大而色泽
鲜艳[ 2 , 32] 。钱宏(1990)研究了植物生态优势度 ,并
建立其与物种多样性的相关模型[ 37] 。
5.4 植物区系
长白山高山苔原植物区系是一个比较年轻的植
物区系。由于气候严寒 ,区系组成较贫乏 。前面所
列研究高山苔原植被的诸学者均简要地论及区系问
题 。研究表明 ,高山苔原植物区系的特征表现为具
有典型的温带性质 ,呈北极 高山间断分布型式的
属 、种较多 ,钱家驹等(1980)分析认为高山苔原植物
区系由五类地理要素组成[ 38] 。钱宏(1992)通过分
别对地衣植物区系 、苔藓植物区系和维管植物区系
的区系成分及其地理分布作了分析统计 ,并与欧亚
大陆 、北美大陆极地苔原和其它山地苔原进行了研
究比较 ,讨论了长白山高山苔原的起源 ,首次提出冰
期时苔原迁移问题[ 39 , 40] 。
6 高山苔原环境生态化学的研究
高山苔原作为一个独特生态系统 ,开展其化学
元素含量 、分布 、迁移 、循环的研究 ,具有重要的科学
意义 。我们课题组根据自然环境各要素相互联系 、
相互制约的观点开展了长白山高山苔原环境诸要素
包括岩石 、水体 、土壤 、植物 、土壤动物的化学元素组
成 、含量 、分布 、迁移 、循环规律的综合研究 。研究表
明 ,高山苔原不仅在气候 、植被上是独特的类型 ,在
生态环境中化学元素组成 、含量的特点 ,也表征为一
个独特的生物地球化学单元[ 41] 。
长白山天池是中朝两国界湖 ,是松花江水源 ,位
于苔原带 ,研究其水化学组成具有重要意义 。通过
几十种化学元素含量的测定 ,对其空间分布规律和
形成机理的研究 ,查明大多数重金属元素接近水圈
克拉克值 , 而有个别稀土元素含量高 , 属于异常
区[ 4 2] 。对天池水化学的研究 , “从分析项目和获得
51 期 黄锡畴:长白山高山苔原研究的进展
数据之多 , 以及研究程度之深来看 , 这还是第一
次[ 43]” 。研究表明 ,高山苔原带的岩石 K 、Na 含量
特别高 ,而 Ca、Mg 、Fe 、Mn含量则较低;微量元素的
Pb 、Zn 、Cd 、Mo 高 ,而 Ni、Sr 、Cu 、Cr、Co 低。岩石决
定土壤中元素的含量 。从土壤的微量元素看 , Ni 、
S r、Cu 、Cr的含量低于文献值 ,而 Pb 、Zn 、Mo 高。岩
石 、土壤 、植物三者化学元素含量相关性很紧密 ,植
物的化学成分 ,在很大程度上取决于土壤成分 ,但又
不是后者的重复 ,植物吸收了生命所必需的元素 ,其
积累程度取决于它对元素的吸收能力[ 41] 。在查明
土壤和植物中 14种微量元素含量基础上 ,推算出其
克拉克值 ,揭示出呈富集状态和分散状态的微量元
素 ,显示其在土壤和植物中的特点 ,建立起微量元素
地球化学谱 ,反映出高山苔原生物地球化学的特点 。
为了阐明植物对化学元素的迁移循环特点 ,在查明
其分布特征基础上 ,计算了植物微量元素吸收系数 ,
排列出生物吸收序列;查明了元素吸收强度与环境
的关系 ,通过对 19种元素植物生物吸收系数的研究
表明 ,同科植物其元素的吸收图谱 ,具有相当的一致
性 ,而不同植物对同一元素吸收聚积的能力变幅较
大。植物不同部位和不同器官 ,其富集化学元素的
能力差异很大[ 44 ～ 48] ,通过三个植物群落的生物量 、
枯枝落叶量 、分解量 、土壤淋溶量和冠径流量的测定
和计算 ,初步查明 ,元素的富集累积能力和迁移循环
的过程 ,表明大气降水和淋溶是系统物质输入和输
出的重要途径 , 同时两者处于一定的动态平
衡[ 49 , 50] 。上述各项研究“量化了生物与环境之间的
相互关系 ,为我国微量元素生物地球化学循环研究 ,
开辟了新的领域[ 51] ”。
7 高山苔原在时空关系上的研究
作者与我国学者通过对国外若干苔原的实地考
察 ,并与长白山苔原作了比较研究后 ,阐明了长白山
高山苔原在全球的位置 ,探讨了它在时间上发生和
发育的规律。
7.1 大雪山存在高山苔原
日本文献中对各山地 ,其中包括北海道诸山地
林线以上 ,雪线以下的无林带 ,在自然景观和植被上
不划分类型 ,泛称为高山带或高山植被 ,有的则称高
山草原 、草地或荒原 。
1982年作者论证了大雪山存在高山苔原和欧
亚大陆东部高山苔原的南缘[ 52] 。1990年孟宪玺 、李
崇白高通过实地考察再次确认大雪山高山带自然景
观类型是高山苔原 ,拍摄了大量图片为证 。
大雪山高山带生态环境与长白山高山苔原极为
相近 ,也具有严寒 、高湿 、风大和云多雾大的生态气
候条件和寒冻风化作用强烈 ,发育有各种冰缘地貌
等特点 。伊藤浩司把大雪山高山带植被分为 6个群
落类型[ 53] 。除长白山没有偃松群落 ,其他类型基本
上相应于我们对长白山高山苔原划分的 5个类型。
在植物群落结构 、种类组成 、生态特征 、分布规律和
区系来源等方面 ,两地极为相近。从自然景观和植
被类型看 ,我们认为 ,大雪山高山带应归属高山苔
原 。
据不完全统计 ,大雪山高山苔原维管植物达
230多种 ,比长白山多。其中小灌木达 30 多种 ,有
很多种在长白山没有;草本植物也类似 。在植物组
成中有的种属与长白山相同 ,有的则与北亚其他山
地相同 ,表明该地在地质时期曾与大陆相连并处于
过渡位置上 。特有种较丰富是由于与大陆分离和冰
川退缩后 ,在当地条件下长期发育形成的 ,因而大大
丰富了其植物组成[ 52] 。证实大雪山存在高山苔原 ,
从而进一步验证了作者早先提出关于欧亚大陆东岸
高山苔原分布南界的论断[ 1 , 2] 。
与此同时 ,作者把大雪山高山苔原归属于海岛
海洋型 ,而长白山高山苔原为大陆沿海型 。与 В.
Б.索恰瓦(1977)把北太平洋岛屿上的山地苔原称
为新太平洋型(Neo-pacific),大陆沿岸诸山地的山
地苔原称为亚太平洋型(sub-pacific),再向内陆则为
古太平洋型(paleo-pacific)[ 54] 的划分相近 ,均为“省
性”的一种表现。
7.2 拉普兰德山地苔原
作者与赵魁义(1986)通过各自对北欧拉普兰德
地区考察研究表明 ,苔原名称概念源出此地 。山地
苔原是当地主要的自然景观 植被类型 。其分布直
至北极圈以北与受大西洋暖流影响有关;而大陆东
岸向南推进到温带阔叶林地带的山地高山上 ,则与
受西伯利亚反气旋和北太平洋季风制约有关。两者
相差几乎达 30个纬度的跨度 ,欧亚大陆东西岸形成
鲜明对比。由于拉普兰德山地苔原分布于高纬地
带 ,山地垂直带结构简单 ,一般只有两个层带。两地
特点表明 ,山地苔原的分布在不同的地带和不同区
域存在差异 ,这是其分布的“省性”表现。
对比研究还表明 ,各地苔原的生态环境极为相
近 ,区别在于拉普兰德位于极圈内 ,生态气候条件更
为严酷 ,而白昼现象则有利于植物的生长 。当地的
6 地 理 科 学 19 卷
现代冰缘地貌是在古大陆冰川作用遗迹上叠加形成
的 ,因而其形态特征更为明显突出 ,其规模和范围都
是大雪山和长白山无法与之相比的 。
植被类型从整体外貌上两地完全一致 ,都为无
林的由小灌木等组成的地毯式植被 。植物群落的特
征和结构两地极为相似 ,但在其建群种和优势种和
区系则存在着一定差异 ,同种植物数量占总数的比
值 ,与北海道相比为小。山地苔原这种地区差异和
相邻地区间存在的过渡特点 ,反映了“省性”规律 。
我们把这种现象比喻为一个个环节 ,最后联成一支
链条 ,表现了苔原是一个环球性的自然景观类型[ 8] 。
7.3 与北美高山苔原的比较研究
祝廷成和 J.S.Row e(1987)以长白山高山苔原
96种维管植物与北美西北部和落基山北段的高山
苔原区系作了比较研究 ,认为长白山高山苔原维管
植物与阿拉斯加及其临近地区的共有种占 51%,与
加拿大西北地区共有种占 41%,与阿尔伯特省落基
山高山植物共有种占 33%。从而指出 ,从阿拉斯加
向南 ,经加拿大西北部 ,到落基山脉北段 ,越向南 ,亚
洲东北部与北美西北部距离越远 ,共有种的数量递
减[ 55] 。
7.4 关于苔原的发生问题
前苏联学者认为 ,现在广泛分布于欧亚大陆东
部的山地苔原几乎与平原同时形成于第三纪末和第
四纪初。其他学者也有类似或不同的观点。苔原景
观及其分布 ,受第四纪冰期和间冰期影响 ,经历多次
变迁和分化 。北极苔原在最后一次冰期时 ,向南迁
移达我国北纬 43°～ 42°[ 56] ,甚至 41°[ 34] 。
在长白山地区 ,当时顶部被小冰帽覆盖 ,雪线下
降至现今林线附近。冰缘苔原植被下限一直下降到
附近低山地带 。在长白山地区发现仙女木的化
石[ 57] ,表明这里存在过以仙女木植物群为特征的苔
原景观。随着冰后期气候回暖 ,纬度苔原带退缩
50°N 及其以北;长白山地区林线上升 ,苔原植被随
之由下向上迁移 ,形成“孤岛”状分布 ,由于生态环境
相宜而被保存下来 ,必须指出 ,长白山火山在地质史
上有过多次喷发 ,高山上的植被可能经历多次毁灭
和复苏。最近的 1597a A.D., 1669 a A.D.和 1702a
A.D.的三次喷发活动 ,致使苔原植被被破坏。通过
对岳桦林和苔原带发现的炭化木和苔原带土壤14 C
测年表明[ 58 , 59] 现代苔原景观是在最后一次火山喷
发后发育起来的。
研究长白山苔原 ,不仅对深入研究我国第四纪
冰期及其以后自然环境变迁有重要意义 ,而且对全
球气候变暖和海平面变化的研究 ,都具有极为重要
的科学参考价值。
80年代 ,长白山自然保护区对外开放以后 ,旅
游资源的开发给保护区的生态环境带来明显的负面
影响 ,高山苔原已遭到极大破坏 ,我们呼吁应珍惜和
加强保护我国唯一的典型的苔原景观 。全国人大资
源环境委员会和吉林省政府极为关注 ,对此 ,长春地
理所的科研人员又开展了长白山北坡区域环评工
作① ,从生态指标 、景观指标和环境感应指标角度探
讨旅游开发的生态环境影响 ,为自然保护区的环境
规划 ,特别是高山苔原的环境综合整治提供了重要
的科学依据[ 60] ②。
参 考 文 献
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8 地 理 科 学 19 卷
PROGRESSOF RESEARCHES ON ALPINE TUNDRA
IN CHANGBAI MOUNTAIN
Huang Xichou
(Changchun Insti tute of Geography , Chinese Academy of Sciences , Changchun , 130021)
ABSTRACT
The alpine tundra discovered in Changbai Mountain in 1959 is a unique typical arct ic landscape type in
China.Thereafter , continuously integ rative researches on the natural environment , ecosystem components and
their physical , biological and chemical process of alpine tundra have been carried on and made mighty advances.
The ex si ting eco-environment of alpine tundra is described and analy sed integ ratively in this paper.First ,
climate conditions , that is , severe cold , high humidity and st rong w ind , result in vegetat ion type of alpine tun-
dra.Moreover , snow cover in w inter and near-surface mircoclimate in summer favor the g row th of shrub , sub-
shrub , perennial herb , moss and lichen.Second , the volcanic landform , glacial landform and periglacial land-
form on alpine zone , which not only form geomorphic complex but also const ruct various microhabitats , restrict
the formation and dist ribution of tundra vegetat ion and soil.
There are not many kinds of plants on alpine tundra zone.According to statist ics , there are 110-131 spe-
cies of vascular plants belonging to 31 families and 78-87 genera;135 species of moss belonging to 38 families
and 67 genera and 70 species of lichen under 11 families and 22 genera.As for the plant community , dif ferent
scholars have dif ferent dividing schemes.In view of the similarity of alpine tundra to arctic tundra , the appear-
ance , composi titon , f loristic elements and ecological characteristics are explained respect ively .
Because alpine tundra is regarded as a special biogeochemical uni t , the comprehensive researches on the
chemical elements in all environmental components , including elements composition , content , dist ribution , mi-
g ration and circulating laws etc., are discussed in this paper.
Since the author once investigated tundras in Lapland(Finland)and Daisetsu(Hokkaido , Japan), the com-
parative study w as accomplished , too.The result verif ied the scientif ic conclusion of the south boundary of
mountain tundra dist ribution in the east of Eurasia.
Key Words:Changbai Mountain;Alpine tundra;Prog ress of researches
91 期 黄锡畴:长白山高山苔原研究的进展