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原始森林里的“汉中天坑群”

2020-08-19 10:11:59    来源: 中国自然资源报    作者:李淑淇 唐力

在陕西省汉中地区的一片原始森林之中,有着“二十一世纪地理大发现”美誉的汉中天坑群,在陕西省自然资源厅组织的“全国重要地质遗迹调查”项目中逐渐揭开了神秘面纱。作为汉中市自然资源局天坑科考队成员,笔者于2019年3月亲临天坑群开展相关调查工作。

汉中天坑群分布在汉中南部5019平方千米的岩溶区,以孕育出527处地质遗迹、形成54处天坑,成为全世界发育在岩溶台原上最大的、我国分布位置最北端的天坑群。汉中天坑群一经发现,便以其具备科学研究、科考探险、观光旅游等多种价值引起国内外广泛关注。

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汉中市自然资源局天坑科考团队。  

拥有独特生态环境和科考价值的世界级地质遗迹

陕西汉中素有秦岭之南、汉水之源之称,每年三四月份百万亩油菜花海镶嵌在麦苗及青山绿水间,吸引着众多游人。作为两汉三国汉文化的重要发祥地,这里既记录着历史的沧海桑田,也孕育着来自远古的天坑地河。

汉中天坑群的天坑,大多分布在人迹罕至的地方,基本未受到人为干扰和破坏。其拥有独特的生态环境、生物链以及不明物种,堪称原始程度高、科考价值大、开发前景好的世界级地质遗迹。

从地理空间分布上看,汉中天坑群分别以宁强地洞河天坑、南郑伯牛天坑、西乡双漩窝天坑、镇巴圈子崖天坑四个相对独立的天坑群为核心组成。经陕西地质专家研究发现,汉中境内天坑大约于68万年前初步发育,在18.9万~12.6万年前汉中天坑群基本形成,至今仍有部分天坑在持续发育。

目前,全世界发现并被确认的天坑为130个,我国有90多个,比较有名的是广西乐业天坑群和重庆小寨天坑群、武隆天坑群。汉中天坑群以54个天坑的数量跃居世界前列,其中镇巴县三元镇和南郑县小南海镇集中区天坑最为密集,岩溶地貌景观形态最为完整,分布有单体规模最大的圈子崖天坑、形态最典型的天悬天坑、坑底有丰盛原始森林的伯牛天坑。2019年10月底至今,陕西省地质调查院组织专家组在对前期汉中天坑群,镇巴县三元天坑群调查工作的基础上,开展了对镇巴县巴山林天坑最密集区的地层古生物化石调查,在南北向近5公里的范围内,首次发现了大量古生物化石,丰富程度也超过了其他西部地区。这些古生物化石被基本确定为海洋生物化石,为进一步科学研究汉中天坑群的前世今生提供了新的素材。

2020年,陕西省发改委将“汉中天坑群保护利用投资项目咨询策划”列入省级文化旅游发展工程重点项目计划,投资总额200亿元。这意味着,汉中天坑群的科学价值、文化旅游价值、生态价值以及经济价值在未来将得到进一步挖掘。

汉中天坑群增加了生物研究原始样本

天坑主要发育在古生代和中生代的碳酸盐岩地层中。地下河长期对碳酸盐岩侵蚀、溶蚀、搬运,逐渐形成洞穴,随着流水不断溶蚀,洞穴顶部岩层结构疏松而出现大范围崩塌,天坑应运而生。至柔至阴的水塑造了至阳至刚的天坑,水是创造天坑的“魔法师”,也是天坑形成的基本动力条件。而这些口径和深度大于百米、容积上百万立方米,四周或大部分陡崖环绕与地下河相通的天坑,便形成了地球上最奇特壮观的岩溶地貌。

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汉中天坑群喀斯特地貌中,大大小小的天坑和暗流涌动的地下河以及溶洞相互连通,溶洞中有着规模宏大的地下洞厅和千姿百态的洞穴沉积物。它们不仅具有景观价值,也对揭示本地区地表水流变迁与地下溶洞发育的关系、地下形态与地表形态相互转化的关系、汉中盆地断陷与洞穴峡谷形成的关系等具有重要研究意义。

2016年12月,中国科学院院士袁道先一行对汉中进行实地考察后认为,这是在北纬32°~33°范围首次发现的、我国岩溶台原面上发育数量最多的天坑群。这一发现将我国湿润热带—亚热带岩溶地貌区界线显著北移,对中国南北方乃至全球古地理环境及气候变化的对比分析具有重要科学价值。

近几年,汉中天坑群以其典型性、原始性、稀有性、完整性等资源禀赋,吸引了来自英、法、德、俄罗斯、捷克等国家的科学工作者和探险者。汉中天坑群的发现,填补了世界岩溶地质研究空白,增加了生物研究原始样本。对我国南北方乃至全球古地理环境以及气候变化的研究具有重要科学价值,当前对汉中天坑群的调查研究正向地理学、生物学、水文学、环境学、灾害学、景观学、旅游学等多学科深入发展。

为了更好地保护和利用汉中天坑群地质遗迹资源,国家自然科学基金、自然资源部中国地质调查局中央财政资金、陕西省人民政府公益性地质调查资金、汉中市地方财政资金,已经先后部署实施12个科研项目并投入了大量科研经费,加大对汉中天坑群的调查研究力度,进一步挖掘天坑群蕴藏的科学研究、科普教育和旅游观赏价值,推动汉中天坑群地质遗迹保护利用工作取得突破性进展。

在尊重自然的基础之上保护汉中天坑群

汉中拥有绝佳的生态环境和充沛的水资源,是国家南水北调中线工程的重要水源涵养地,也是朱鹮国家级自然保护区所在地,我国先后发现的6只棕色大熊猫也在汉中。而汉中天坑群由于近乎直立的陡峭崖壁使地形闭塞,形成一个相对独立的天然生态系统。这里由于难以和外部发生水热交换,所以容易形成比较稳定的自然生态环境,成为动植物生长繁衍的天堂。

在54处天坑中,宁强禅家岩地洞河天坑被国际著名探险家让·波塔西誉为“世界最美天坑”。2019年3月,笔者从300米高的陡崖绳降而下,进入这个被五彩斑斓的原始森林掩映着像宝石一样神秘的天坑。峭壁如刀劈斧凿,深不可测,但进到坑底就仿佛来到了桃花源,从未相识的多彩植物恣意生长,原始森林茂密,瀑布流水纯净。地洞河天坑是世界上唯一有三处水源形成瀑布从天而降的天坑,抬头看去,就仿佛自己站在世界最中心,而晶莹剔透的瀑布水珠就是银河撒落的星辰。还有一个“爱心”天坑——镇巴天悬天坑。随着四季变迁,它时而绿意盎然,时而五彩斑斓,时而红叶霜天,时而白雪皑皑,历经沧海桑田却不变不改“爱心”的存在,成为奇妙景观。

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“爱心”天坑——镇巴天悬天坑。

在天坑之下是变幻多姿的地下岩溶世界,犹如城市中规模庞大、完整有序的地下管网,蕴含大量清洁无污染的水资源,与大气降水和地表水构成一个完美的水循环系统。这些相对独立封闭的生态环境,隔绝了人为自然干扰,为动植物提供了绝佳的生命栖息地。目前,汉中天坑群中发现了舟山眼镜蛇、城口马兰、小果十大功劳等陕西新分布物种,以及东方剑齿象等古生物化石,被专家誉为“世界级自然博物馆”。

汉中天坑群及其附近区域野生维管束植物丰富,约有146科529属1033种,其中蕨类植物26科44属73种,裸子植物5科12属20种,被子植物115科473属940种。在地形地貌、气候、水文和植被等因素的影响下,区内脊椎动物物种多样性丰富。这里还有鱼类8种,两栖类11种,爬行类20种,鸟类97种,兽类61种,是现代动植物的“避难所”。

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天坑内菊科植物和菌类。郭垚鑫 摄   

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天坑内东方剑齿象化石。 张远海 摄    

汉中天坑群中有一位特殊的“原住民”——飞猫。它展开四肢凭借清风可以在天坑滑翔,胆小的性格和天坑特殊的地形,却让它难以重返地面。科考人员在天坑开展研究时多次偶遇并救助过它,这段特殊的缘分,让飞猫被赋予了汉中天坑群吉祥物的称号。除了飞猫,汉中天坑里的盲鱼、盲虾、盲鳅、中国壁虎、中华溪蟹、洞穴步甲等动物都属于天坑溶洞特有的物种。它们对栖息地要求严苛,一旦天坑生态环境受到破坏,就可能面临灭绝的危机。

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汉中天坑群吉祥物飞猫。陈立新 摄  

陕西省地质调查院汉中天坑群调查研究团队长期以来开展了大量富有成效的汉中地区地质遗迹调查研究、区域生态环境调查评价等,致力于提升项目研究成果的科学性与实用性,达到自然资源的合理利用,科学有效地保护生态环境,实现生态经济、生态社会与生态人文的可持续发展。专家们认为,秦巴山区丰富的自然资源和深厚的历史文化积淀,与汉中天坑群丰富的历史文化资源交相辉映。对汉中天坑群的保护利用必须在尊重自然的基础之上,以保护为主,按照多规合一、大空间规划的思路科学规划,借鉴国内外成功案例,打造有特色的地质小镇、地质文化村,实现人与自然和谐发展。

(作者单位:陕西省汉中市自然资源局,陕西省矿产地质调查中心)

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