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1、解读自然- 云南三江并流地区地质奇观 与植被地理之谜,朱华 (中国科学院西双版纳热带植物园),在位于北纬2530至2900, 东经9800 至10030之间的云南西北部, 不同来源和流向的三条大江在这一地区奇妙的近距离并行流过, 形成了罕见的自然奇观, 俗称为三江并流地区。三江并流地区的地质地貌、景观生态和生物多样性等的独特和极端丰富性引起世界瞩目, 更令人惊讶的是地球演化历史在这里留下了活生生的印迹。,地理位置,由于地貌类型的多样性，三江并流地区具有从热带半荒漠到寒温性针叶林的各种生态系统类型，是世界上同纬度地区物种最丰富的区域，并且是中国三大特有物种中心之一。,三江并流地区的地形地貌,三江
2、并流地区曾经是地球上古南大陆与古北大陆的碰撞融合地带, 其生物种类在历史起源上具有古南大陆与古北大陆的成分融合的背景，在现代自然地理上又体现了热带东南亚与温带喜马拉雅成分的交汇。,三江并流地区的地质历史,I 地质历史印迹 II 独特生态 III自然之迷 IV 物种演化,I 地质历史印迹,枕状玄武岩, 这种熔岩是海底沿火山口喷出-溢流，一边流动一边冷凝、固结而形成。,石炭二叠纪冈瓦纳大陆边缘，海面飘浮若干冰山/冰筏（挟带大量泥砂飘砾）形成冰海相环境。当冰山/冰筏在飘浮过程中逐渐熔化，其中所含砂砾遂逐渐脱离冰体坠落，沉积到海相沉积物中，形成浮冰落石现象,枕状玄武岩-德钦白马雪山,冰海相浮冰落石沉积
3、现象-六库老窝河,海洋地壳的构成基岩-蛇绿岩, 这类岩石在三江并流地区的露出， 显示了该地区经历了板块碰撞，地壳隆升-白茫雪山丫口,深海沉积的红色放射虫硅质岩-德钦贡卡村,古特提斯洋壳“残片”蛇绿岩（变质橄榄岩）,二叠纪红色放射虫硅质岩，代表深海环境的沉积。在此它与“蛇绿岩”相伴出现，说明在二叠纪时（距今约270百万年前），这里曾经是深水海洋环境,古近纪晚始新世渐新世红色砂岩不整合覆于三叠纪灰岩、火山岩等地层之上，是区域地壳经历了强烈的喜马拉雅造山运动的重要证据。根据区域资料对比，该套地层应沉积在海拔约2000m的高度，现在却分布在白马雪山4200m以上的山上，说明自古近纪（距今约4500万年
4、）以来，该区地壳至少上升了2200m以上。,白茫雪山丫口附近的老第三纪红层-反映了该地区山体强烈抬升,奔子栏附近金沙江边二叠纪地层中的强烈挤压褶皱,古生代地层经受强烈挤压而形成的紧闭直立褶皱及直立岩层 -怒江贡山县丙中洛,德钦县云岭乡永支村东永支河峡谷中，中侏罗世陆相红色砂岩经喜马拉雅造山运动强烈挤压褶皱形成的直立岩层,德钦县沿澜沧江峡谷出露的侏罗纪红层，由于地层强烈褶皱变形，形成了一幅色彩斑斓的画卷,怒江第一湾,金沙江奔子栏月亮湾,低纬山岳冰川,德钦明永冰川,岩石上的古冰川擦痕,香格里拉尼汝古冰川浮冰飘砾,香格里拉尼汝古冰川大飘砾,白茫雪山冰蚀谷,德钦雨崩U形谷,香格里拉尼汝南宝冰蚀湖,丽江
5、老君山三才湖,丹霞地貌,丽江黎明丹霞地貌,丽江黎明千龟山丹霞地貌,II 独特生态,由于地貌类型的多样性，三江并流地区具有从热带-亚热带半荒漠到寒温性针叶林的各种生态系统类型，包括干暖河谷灌丛、半湿润常绿阔叶林、硬叶常绿阔叶林、中山湿性常绿阔叶林、落叶阔叶林、寒温性针叶林等, 相当欧亚大陆生态系统的缩影。 这在世界上是绝无仅有的奇观。,III 自然之迷, 古地中海植被的残余类型-马基植被,在澜沧江流域和金沙江流域的干暖河谷，由于深切下陷，地貌作用产生了强烈的焚风效应，气候异常干热。这些河谷海拔高度大多在2000米以上，却呈现一派热带半荒漠植被景观，与一般的自然地理规律极不相称。,在澜沧江燕门河岸
6、发育较好的硬叶小叶灌丛,这里的半荒漠植被是一种由硬叶小叶植物构成的灌丛，与地中海沿岸的硬叶小叶灌丛非常相象, 称为马基植被， 是古地中海植被的残余类型。它们的存在与山上的硬叶常绿阔叶林遥相呼应，反映了澜沧江上游可能曾是古地中海边缘的一部分, 现在随喜马拉雅的隆起已上升为陆, 是海陆变迁的见证。,在干旱季节, 硬叶小叶灌丛呈风干状,澜沧江干暖河谷硬叶小叶灌丛, 海陆变迁的见证-地中海硬叶小叶林,澜沧江中上游河岸分布的硬叶小叶林,在澜沧江中上游的河谷两岸, 分布着以尖叶木犀榄和清香木为优势种的硬叶小叶林。 尖叶木犀榄林是典型的古地中海沿岸的硬叶小叶林的残余,古地中海残余植物-尖叶木犀榄,古地中海残
7、余植物清香木, 古地中海植被的衍生物 -硬叶常绿阔叶林,高山栎林,在三江并流地区的干暖河谷地带之上， 还广泛分布着一类以常绿栎属植物为主，具有硬叶、常绿、多毛等旱生植物特征的森林，称为硬叶常绿阔叶林。,这类森林与地中海沿岸的硬叶常绿阔叶林在生态外貌特征上非常相似, 被认为是与地中海硬叶常绿阔叶林有亲缘的一类特殊植被类型。他们的存在暗示了三江并流地区曾是古地中海沿岸的一部分，当印度板块与欧亚板块相碰撞，喜马拉雅山脉隆起，古地中海沿岸的常绿阔叶林随山脉的抬升，适应新的环境，演变成该地区的一个特殊植被类型-硬叶常绿阔叶林。,川滇高山栎,黄背栎林-丽江黎明, 独龙江地质板块旋转北移的暗示-高纬度亚热带
8、常绿阔叶林,在三江并流地区的怒江的一些支流及独龙江，有一类热带性很强的亚热带常绿阔叶林。它以热带植物区系成分为主要组成，它们是是云南亚热带常绿阔叶林分布的最北类型，是独龙江地质板块旋转北移的结果。,亚热带常绿阔叶林的外貌, 怒江,亚热带常绿阔叶林的树种马蹄荷,热带植物野芭蕉, 地形迅速抬升-中山湿性常绿阔叶林发育,在三江并流地区海拔1600-2500米的一些山地湿润沟谷，发育有一种在树杆枝丫挂满苔藓类附生植物的潮湿的常绿阔叶林，叫做中山湿性常绿阔叶林。中山湿性常绿阔叶林在植物组成上以热带亲缘成分为主，并有最多的中国喜马拉雅分布和中国特有及地区特有种。 该类森林具有热带起源背景， 但现今却分布在
9、温带气候条件下，这种分布格局亦暗示了横断山区近代的迅速抬升。,维西萨马阁中山湿性常绿阔叶林,中山湿性常绿阔叶林下的植物清香桂, 落叶阔叶林之迷,三江并流地区落叶阔叶林呈零星的块片状分布， 根据优势树种不同分为红桦林，白桦林， 山杨林, 柳树林, 枫树林等植被类型。世界上落叶阔叶林主要分布在常绿阔叶林带和针叶林带之间，成为一个明显的落叶阔叶林带。在三江并流地区，落叶阔叶林不形成一个带，这一现象一直是植物学家探讨的问题。 该地区落叶阔叶林虽不形成一个带，面积也较小， 但它含有丰富的落叶阔叶树种，远比北方的大面积落叶阔叶林树种多，并且有许多是还原始类型。因此，喜马拉雅、横断山区被一些科学家认为是东亚
10、落叶阔叶林的发祥地。,落叶阔叶林与针叶林交错分布,落叶阔叶林的林内景观, 寒温性针叶林-古老植被的复苏?,寒温性针叶林-丽江老君山,寒温性针叶林分布于该地区海拔2700米以上的亚高山中上部, 主要由云杉、冷杉及落叶松等针叶树种组成，伴生有部分桦木、槭、花楸等落叶树种及杜鹃花属植物常绿树种。它是一种与北方寒温带针叶林在组成与结构上类似的在亚热带高山发育的典型山地垂直带上的森林类型。针叶林曾是2亿年前地球上的优势植被, 经第四纪冰期洗礼, 以它们顽强的生命力在三江并流地区亚高山再度焕发青春。然而，尽管这一地区寒温性针叶林的针叶树种多样性更丰富，但它们是北方寒温带针叶林的祖先类群还是反之，在学术界仍
11、存在争议。,白茫雪山的冷杉林,白茫雪山的落叶松林,亜高山灌丛和亜高山草甸: 人类活动的产物？,在海拔3500米以上的亚高山或高山上的寒温性针叶林带, 林间空地常有亜高山灌丛和亜高山草甸。亜高山灌丛主要由杜鹃属植物组成，亜高山草甸种类组成丰富，主要有报春花属、马先蒿属、绿绒篙属等植物组成。,这些灌丛和草甸据说是寒温性针叶林破坏后放牧自然形成，也有人人为是在亜高山寒冷多风、土层薄而多砾石的生境下形成的原生植被。,IV 物种演化,三江并流地区是世界上同纬度物种最丰富的区域。该地区不仅物种多样性极其丰富, 而且是许多植物类群的多样化或分化中心, 甚至是其起源地。 几大高山花卉植物,如杜鹃、报春花、龙胆
12、、绿绒蒿、马先蒿、鸢尾、百合等， 都以该地区为物种形成和多样化中心。有很多形态特征相近的亲缘物种生长在同一个生境, 这类同境物种形成是如何发生的一直是进化生物学家研究和探讨的热点问题。 三江并流地区既具有很多在进化上原始而古老的物种， 也有大量新近演化的物种，还是一个珍稀濒危植物和保护植物的集中分布地。, 种类丰富的杜鹃花科植物,三江并流地区记录有杜鹃花属植物160余种， 是世界上杜鹃花属植物的多样化中心， 很多杜鹃花属植物就是在喜马拉雅隆升过程中在该地区演化形成。 三江并流地区传统地被认为是杜鹃花属植物的起源地， 但新近的分子生物学证据似乎暗示了其另有来源， 故该地区杜鹃花属植物的起源仍是个
13、谜。, 花冠特别的马先蒿属植物,马先蒿属植物在该地区有150多个种类， 是亚高山草甸的常见成分，它们的花冠很特别，形态和色彩变化多端，与为其传粉的昆虫长期协同进化， 甚至形成一种花对应一种昆虫的专一关系。它们是当今传粉生物学研究的热门类群。, 亚高山草甸之王报春花属植物,报春花属植物是著名的高山花卉, 在三江并流地区记录有100多种, 它们主要分布在亚高山草甸, 不同花色、不同花形的多个种类常生长在一起， 是物种起源与进化研究的理想素材。, 芳香的唇形科植物,唇形科植物含有挥发性精油， 生态适应性很强， 几乎生长在该地区的所有生态系统， 从干暖河谷，森林到亚高山草甸都有分布。它们的花冠呈二唇形
14、，适应于昆虫传粉， 也是传粉生物学研究的重要类群。, 古老的毛茛科植物,毛茛科植物是一类较为原始的草本植物， 在三江并流地区种类很丰富， 花形和花色非常多样化。, 有毒的大戟属植物,亚高山草甸中有多个形态相似的大戟属植物种， 它们为有毒植物，又称狼毒。它们在亚高山草甸的演化与发展，与放牧、草场退化关系密切。,以狼毒为主的寒温性草甸,致谢: 该工作是在“三江并流”世界自然遗产管理局、美国大自然保护协会、云南省环境科学研究院等组织的野外考察基础上， 在中国科学院西双版纳热带植物园创新基地及亚行大湄公河次区域生物多样性保护廊道项目的支持下完成。蔡琳女士在图片处理上， 王义昭教授在地质学方面给予了很大帮助， 兹对以上单位和个人给予最诚挚的感谢。,