丝绸之路经济带空间布局的河流水文基础探析

2023-10-08 09:16王伯礼
关键词:组群山脉绿洲

王伯礼

中国科学院新疆生态与地理研究所,乌鲁木齐 830011

引言

2013年9月7日,习近平主席提出了共建丝绸之路经济带倡议,得到沿线各国的积极响应。共建丝绸之路经济带已成为新世纪国际政治经济格局下国际合作的重要趋向与新增长点,丝绸之路经济带空间布局问题成为重要研究课题。众多研究者们从不同角度对丝绸之路经济带空间布局进行了研究和阐释[1-8]。总体而言,在已发表的就丝绸之路经济带空间布局所做的研究和阐释中,既有研究成果划分的相关丝绸之路经济带经济走廊还未与国内区域经济廊带体系相连接,未将中国国内区域经济廊带与相关国家区域经济廊带形成统一体系;尚未明确提出将西欧地区纳入丝绸之路经济带空间范围,所划分的廊带体系地域空间范围有待进一步扩大、层次有待进一步提高;对丝绸之路经济带中国国内段空间范围、空间形式、廊带走向等也还未予以明确。因此,丝绸之路经济带总体空间布局研究仍有待进一步补充和完善。

自2013年9月以来,笔者先后参与了新疆维吾尔自治区发展和改革委员会“丝绸之路经济带框架下促进新疆对外开放与经济发展专题研究”、国家发展和改革委员会“丝绸之路经济带发展战略研究”等课题项目研究工作。随着研究工作逐步深入,笔者先后提出:从性质上说,在一定历史时期内,丝绸之路经济带是跨国界的巨型发展廊带、巨型点轴系统、巨型交通经济带;从范围上说,丝绸之路经济带包括北带、中带、南带三条既相互区分又紧密联系的发展带,各带都是以古丝绸之路沿线已经形成或即将形成的运输通道为主轴(轴),以轴上或其吸引范围内的大中城市(点)为依托,向两侧延伸一定距离而形成的点轴面相结合的巨型带状经济区域和巨型点轴经济系统,以中带为主带,以北带、南带为两翼[9];并提出了全景式、系统化的丝绸之路经济带空间布局思路(详见表1)。本文试就丝绸之路经济带空间布局的河流水文基础进行初步研究和探讨。

表1 丝绸之路经济带成熟期北带、中带、南带及其支线交通-经济走廊[10]Table 1 Branch traffic-economic corridors and north belt, middle belt, south belt of the Silk Road Economic Belt at the maturation stage[10]

1 河流水文基础作用或影响体现

主要受地形地势及气候影响,亚欧大陆河流呈现在大陆四周以外流河为主、内陆以内流河为主、外流河顺地势呈放射状向大陆四周奔流入海、内流河顺地势沿东西向山脉东西延伸的总体排布特征。

而亚欧大陆中部区域绝大部分区域地处中纬度亚洲内陆干旱区,冰雪融水及山区降雨、露头潜水成为河流的主要补给水源,且大部分内流河支流或中小内流河干流呈“切山型”南北流向,如石羊河、黑河、三工河、玛纳斯河、奎屯河、迪那河、库车河、渭干河、安迪尔河、克里雅河、和田河、叶尔羌河、喀什噶尔河、昆都士河、巴尔赫河、穆加布尔河、捷詹河、卡拉季河等,并与东西向延伸的高大山脉在小区域上共同构成了山河垂直排布的山河体系;而汇水后的内流河干流多随东西走向的山脉呈“顺山型”东西流向,如疏勒河、塔里木河、伊犁河、锡尔河、阿姆河等,并与一系列东西向延伸的高大山脉在大区域上共同构成了山河并行排布的山河体系。而无论是北南流向的“切山型”中小内流河,还是东西流向的“顺山型”较大内流河,都为形成一条条东西向延伸的绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带提供了重要的河流水文条件,进而为丝绸之路经济带的形成和发育提供了河流水文支持条件,奠定了自然地理河流水文支持基础。

亚欧大陆中部区域依山而生、切山而成、顺山而盛的河流水文特征对于形成东西向延伸的绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带具有重要意义,主要体现在以下方面:

1.1 形成巨型东西向山前光热水耦合带

在亚欧大陆中部区域或中纬度亚洲内陆中部干旱区,河流是形成绿洲的光热水土诸要素中最重要的枢纽。干旱区河流及自东向西延伸的巨型径流带为形成单体绿洲及自东向西延伸的巨型绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带提供了水源及要素组合条件。

绿洲文明本质上仍然是一种河流文明,或者说是大河文明的微缩版,而水源则是决定绿洲存亡兴衰的最重要因素。从绿洲生态学角度来看,绿洲是来源于不同界面的光热水土要素的经典组合,在某种程度上甚至可以说是大自然“奇迹的集合”,而河流则是这种组合中最灵动、最生动的枢纽。如前所述,亚欧大陆中部区域巨型盆地链上覆的巨型东西向大陆性干旱气候系统,造就了该区域盆地荒漠地带优越的光热组合条件;亚欧大陆中部区域巨型山链上覆的巨型东西向高山气候系统及其降水相对较多带,则造就了该区域山岳地带相对充分的降水条件;也就是说,该区域两大气候系统为绿洲的形成与兴盛分别准备了潜在的光热组合条件和水源条件。

但即便如此,在绝大部分情形下存在显著海拔高度差异的上述两个气候系统,也不可能为绿洲的形成与兴盛提供现实的气候条件。也就是说,不可能在同一海拔高度的空气界面上,实现优越的光热组合条件与良好的降水条件的“第二次组合或耦合”,即盆地链上覆的巨型东西向大陆性干旱气候系统,与山链上覆的巨型东西向高山气候系统及其降水相对较多带呈现反向对立存在,降水条件相对充分的山岳地带光热条件却不充分,光热组合条件相对充分的盆地区域降水条件却不充分,其具体表现即为中纬度亚洲内陆干旱区年降水量分布格局与年平均气温分布格局相反。

而在特定空间范围内实现这一“第二次组合或耦合”的因素或者媒介,恰恰是亚欧大陆中部区域诸条河流,即正是亚欧大陆中部区域诸条河流,其以源头连接海拔高峻、气候特征冷湿的高大山地,以尾闾连接海拔低落、气候特征暖干的平缓盆地,把特定海拔高度的高山气候系统与在另一海拔高度的大陆性干旱气候系统连接在了一起,把高山气候系统的表现、成果之一——山岳地带局地相对充分的降水,经过山区径流形成区及汇集区汇集以后,以巨大地表径流或地下潜流形式带到盆地荒漠平原区(径流散失区)地表,在光热资源富集但由于降水稀少而本身不能产生地表径流的荒漠平原区地表,实现了在一定海拔高度的空气界面上无法实现的优越光热组合条件与局地相对充分降水条件的“第二次组合或耦合”和近距离巨量辐集,实现了干旱区两大特质相互对立的元素光热(相当于“火”)与水的“第二次组合或耦合”和近距离巨量辐集,为形成绿洲集聚了必要的“光热水”组合条件,在事实上成为连接高山气候系统与大陆性干旱气候系统的现实纽带。祁连山脉北南麓诸河、阿尔金山脉北麓诸河、昆仑山脉北麓诸河、天山山脉北南麓诸河、兴都库什山脉北南麓诸河、科佩特山脉北南麓诸河、厄尔布尔士山脉北南麓诸河,其补给水源均为东西向高大山地现代冰川融水或高山降水,其中下游均为光热资源富集的山前盆地平原荒漠地带,诸条河流都在事实上成为了连接发源地高山气候系统与径流消散地大陆性干旱气候系统的现实纽带,并在事实上形成了东起祁连山脉东段北南麓、中经阿尔金山脉北麓-昆仑山脉北麓-天山山脉北南麓-兴都库什山脉北南麓、西至厄尔布尔士山脉西端北南麓的巨型东西向径流带。

例如,中国西北干旱区的发源于各条东西向延伸高大山脉的河流年径流深值均相对较高。输入内陆盆地的巨大山区径流与干旱盆地优越的光热组合条件形成良好的耦合关系,共同组成了中国西北干旱区一系列东西向延伸高大山脉山前地带的优越光热水组合条件,共同在中国西北干旱区一系列东西向延伸高大山脉山前山盆耦合带形成了东西向光热水资源耦合带。中亚干旱区、阿富汗及伊朗北部地区一系列东西向延伸高大山脉山前山盆耦合带也形成了类似的东西向光热水资源耦合带。

由此即在亚欧大陆中部区域已形成的东起祁连山脉东段、中经阿尔金山脉-昆仑山脉中西段山链、天山山链、兴都库什山链、西至厄尔布尔士山脉西端的巨型山盆耦合带基础上,形成东起祁连山脉东段、西至厄尔布尔士山脉西端的巨型山前光热水耦合带。这一东西向巨型山前光热水资源耦合带为在该区域内形成巨型东西向延伸的绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区提供了充分的光热水组合条件,进而为丝绸之路经济带形成与发育为东西向巨型交通经济带准备了充分的光热水组合条件。

库区入渗除查找出逸点是重要工作之外,逆向验证水流通道寻找入渗点不容忽视。本项目试验再次证明,绕坝渗流监测布置应包含全部坝体与岩体衔接的部分,此举对于判定坝肩水体来源意义重大。

1.2 形成巨型东西向山前光热水土耦合带

亚欧大陆中部区域河流是形成绿洲的光热水土诸要素中最重要的枢纽。干旱区河流及自东向西延伸的巨型径流带为形成单体绿洲及自东向西延伸的巨型绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带准备了成土母质条件及要素组合条件。

在绝大部分情形下,除了搬运来自山岳地带的巨量降水或冰雪融水以外,河流还以搬运沉积作用为主要作用形式,自一系列东西向延伸的高大山脉搬运巨量的风化剥蚀物,缔造了绿洲形成与发育的地质构造基础——河谷、沉积盆地及山前平坦地带;且以冲积物为主要物质形式,自一系列东西向延伸的高大山脉搬运巨量的河流洪积冲积物,带来了形成绿洲所必不可少的固体物质——细粒土状物质,即绿洲土壤的成土母质,并对干旱区山前带和盆地边缘洪积倾斜平原地带已经风力沉积作用堆积的黄土和黄土状岩石,进行再侵蚀和再堆积,将风力搬运而来的黄土和黄土状物质,与河流本身自山地搬运而来的细粒土状物质一起,依托洪积-冲积作用、湖积作用,以洪积-冲积、湖积土状物质为物质基础和填充沉积手段,在河流不同地段依地形分别形成洪积扇、冲积平原、干三角洲等细粒土状物质主要堆积地貌类型,并成为干旱区绿洲发育与占据的主要地貌类型。并且,由于干旱区盆地荒漠就地风化物在绝大多数情形下都不可能形成土状物质,因此,本来主要应由盆地荒漠在干旱气候条件下由物理风化作用经过漫长时间完成的地表物质细粒化过程,已由河流搬运作用中的碰撞、摩擦、分选过程完成[11]。经河流搬运、碰撞、摩擦、分选之后的土状物质作为现成地表物质,不仅在特性上迥异于盆地荒漠就地风化物,而且加速了盆地荒漠局部区域成土作用、成土过程;同时,这类土状物质包含大量的被侵蚀山地土壤,因而含有丰富的有机质和矿物营养成分,其已经具备土壤的某些特性;且这类土状物质层因其一般堆积于低洼平坦地带,因而其所在地段通常较易获得地表水、接近地下水,并可以因所处地段相对湿润、地表遭受风蚀程度较轻而继续成土作用、成土过程[12]。由此为干旱区绿洲的形成与发育准备了“土”这一物质基础条件。

至此,以干旱区河流为媒介和枢纽,最终辐集齐了缔造绿洲的主要自然要素——光、热、水、土。在以上四项自然要素中,光、热两项自然要素主要来自于太阳,由于亚欧大陆中部区域(或中纬度亚洲内陆干旱区)所处的特殊位置(北半球中纬度地带、距离大洋最远、属于亚欧大陆水汽供应最少的区域之一),使其具有优越的光热组合条件;而水、土自然要素主要来自于亚欧大陆中部区域一系列东西向延伸的高大山脉,是亚欧大陆中部区域一系列发源于山岳地带、注入盆地荒漠平原地带的河流,将山区降水及侵蚀冲刷物搬运至山区谷地、盆地荒漠平原地带,在山区谷地、盆地荒漠平原相对低洼平坦地带,实现外来的水土(来自中纬度地区东西向延伸的高大山脉)与外来的光热(来自太阳)之间的“第三次组合或耦合”,最终集齐了导致荒漠内部地域分异、绿洲形成与发育的四大自然要素,构建了一种有利于植物生长的特殊生境。即凡是河水、泉水、浅层地下水、细粒沉积物与光热组合条件充分结合的地段,植物即可利用光热组合条件、依靠相对潮湿且不乏营养成分的土壤成土状物质得以生长,而植物生长又能够加速土壤成土作用,改变大气下垫面,进而创造局部地域平均气温降低、相对湿度增大、变温幅度和风速减少的“小气候”,由此即能够在荒漠内部形成绿洲化过程,形成与发育天然绿洲[13]。据此,可以将以上四项自然要素归纳为“太阳光热是绿洲之父、地球山地水土是绿洲之母”,而河流则是绿洲之“脐带”。

由此,即在亚欧大陆中部区域已形成的东起祁连山脉东段、中经阿尔金山脉-昆仑山脉中西段山链、天山山链、兴都库什山链、西至厄尔布尔士山脉西端的巨型山盆耦合带基础上,形成东起祁连山脉东段、西至厄尔布尔士山脉西端的巨型山前光热水土耦合带。在这一过程中,河流主要起到了水体运移、搬运沉积作用。

1.3 形成巨型东西向绿洲带

亚欧大陆中部区域一系列河流大多以自身流向为大致中轴,沿着南北向延伸的径流方向,造就了一系列南北向展布的单体绿洲,且多为中小河流所造就的中小面积绿洲,个别为较大河流所造就的较大面积绿洲。如前述的祁连山脉北南麓山谷及山前诸绿洲、阿尔金山脉北麓山谷及山前诸绿洲、昆仑山脉北麓山谷及山前诸绿洲、天山山脉北南麓山谷及山前诸绿洲、兴都库什山脉北南麓山谷及山前诸绿洲、科佩特山脉北南麓山谷及山前诸绿洲、厄尔布尔士山脉北南麓山谷及山前诸绿洲,多为由中小径流所造就的一系列大致呈南北向展布的中小绿洲;在个别区域则由较大河流或多条中等规模河流共同冲积形成较大冲积平原,如由伊犁河冲积形成伊犁河下游冲积平原,由锡尔河、阿姆河分别冲积形成锡尔河、阿姆河中下游冲积平原,由克孜勒苏河、盖孜河等河流冲积形成喀什噶尔冲积平原,由赫尔曼德河冲积形成锡斯坦盆地冲积平原等。

由于亚欧大陆中部区域几乎每一条中小河流都拥有上游径流形成区(山区产流区)、中下游径流散失区、天然河道,几乎每一条较大河流都拥有上游径流形成区(山区产流区)、中下游径流散失区、天然河道、尾闾水体(或汇注河流)[14],因此导致绝大部分中小河流在其上中下游不同段落各自形成沿河两岸阶地型绿洲、扇形地型绿洲,绝大部分较大河流在其上中下游不同段落各自形成沿河两岸阶地型绿洲、扇形地型绿洲、冲积平原型绿洲、三角洲型绿洲[15]。而又由于亚欧大陆中部区域绝大部分山脉均为东西向延伸的高大山脉,发源于其上的绝大部分河流为南北向河流(仅个别较大汇流河流为东西向河流),因此,导致几乎绝大部分中小河流自上游沿河两岸阶地型绿洲至中下游扇形地型绿洲,形成一个南北向的较短单体绿洲链;绝大部分较大河流自上游沿河两岸阶地型绿洲、经中游扇形地型绿洲,至下游冲积平原型绿洲、三角洲型绿洲,形成一个南北向的较长单体绿洲链。但无论中小河流形成的南北向较短单体绿洲链,还是较大河流形成的南北向较长单体绿洲链,均由于河流在各种类型绿洲空间布局形态形成过程中的决定性作用,而呈现以河流为中轴南北向延伸、东西向大致对称展布的形态特征。

就同一东西向延伸的高大山脉而言,亚欧大陆中部区域发源于同一东西向延伸的高大山脉的中小河流或较大河流上游河段或支流,所造就的一系列南北向展布的中小绿洲,又串联成了一个东西向展布、由各个南北向延伸的中小绿洲所组成的绿洲带。如上所述,一条中小河流或较大河流上游河段或支流形成一个相对独立的南北向单体绿洲(或绿洲链),而这些发源于同一东西向延伸的高大山脉的一系列中小河流或较大河流上游河段或支流,也因此而形成一个独具特色的河流群组,并相应缔造出一个独具特色的绿洲群组。通常来说,一系列中小河流或较大河流上游河段或支流所组成的河流群组中,单条河流本身的流向及流量规定了单个绿洲延伸的最大长度,并大致规定了单个绿洲的空间延展范围。各条高大山脉乃至于同一高大山脉的不同山文特征,也规定了不同河流组群、甚至同一河流组群不同河流的不同汛期特征,进而规定了相应绿洲组群或者单体绿洲的空间形态特征。这些中小河流群组在水汽拦截、降水形成等环节依托于同一高山气候系统,在径流生成、汇集等环节依赖于同一东西向延伸的高大山脉,在流向上大致垂直于同一东西向延伸的高大山脉,并向同一方向延伸流淌,缔造的绿洲呈现南北延伸、东西相邻平行、串珠状排布态势,且一般都具有大致相同的山地-绿洲-荒漠空间结构形态。如前述的祁连山脉北南麓诸河流、阿尔金山脉北麓诸河流、昆仑山脉北麓诸河流、天山山脉北南麓诸河流、兴都库什山脉北南麓诸河流、科佩特山脉北南麓诸河流、厄尔布尔士山脉北南麓诸河流,均在水汽拦截、降水形成等环节依托于同一高山气候系统,在径流生成、汇集等环节依赖于同一东西向延伸的高大山脉,均在流向上大致垂直于同一东西向延伸的高大山脉,均向同一方向南北方向或大致南北方向延伸流淌,所缔造的绿洲均大致呈现南北延伸、东西相邻平行、串珠状排布态势,且都具有大致相同的山地-绿洲-荒漠空间结构形态。

而东西向较大河流的汇集成型及早期东西向陆路交通线路的发育,则为这种可能性转化为现实性提供了具体依据,使由同一河流组群缔造的绿洲组群通过交通线路实现串珠状东西串联,甚至使由不同河流组群缔造的不同绿洲组群通过交通线路实现串珠状东西串联,进而形成东西向的绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带(部分河流本身即是交通线路)。如在古代丝绸之路存在时期及其以前,尤其是在古代丝绸之路形成早期,前述的疏勒河与塔里木河通过罗布泊的衔接,即使得祁连山脉北麓诸南北向延伸绿洲与天山山脉南麓诸南北向延伸绿洲相互衔接并形成东西向的绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带成为现实。阿克苏河、和田河、喀什噶尔河汇流形成塔里木河,使得天山山脉南麓诸南北向延伸绿洲相互衔接、并形成东西向的绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带成为可能;虽然在古代乃至近现代条件下,在天山山脉南麓事实上形成的古代驿道、近现代道路均选择布设在相对远离塔里木河主河道的山前地带,或者逐步由接近塔里木河干流地带向接近天山南麓地带退移,但塔里木河干流仍为在天山山脉南麓形成东西向的绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带提供了重要的保障条件。可见,中小河流组群为形成东西向的绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带准备了最初的水源、绿洲空间形态、单体绿洲等条件。在这一过程中,中小河流主要贡献了流向、流量、汛期等因子。

同时,亚欧大陆中部区域部分发源于同一东西向延伸的高大山脉的中小河流组群、甚至发源于不同的东西向延伸的高大山脉的多个中小河流组群进行汇流后,往往形成数量较少的数条东西向延伸的较大河流甚至巨大河流。如疏勒河、伊犁河、楚河、锡尔河、阿姆河和塔里木河等均属于此种情形。

这些与东西向延伸的高大山脉相并行的较大河流,或者直接以其本身为大致中轴线,缔造出较大的连片绿洲。如由发源于天山山脉南脉的朱瓦纳雷克河和科奇科尔河汇合而成的中亚较大河流楚河,即直接缔造了肥沃的楚河流域,该流域吉尔吉斯斯坦部分虽然只占该国国土面积的8%,却集中了该国35%左右的人口,成为中亚地区重要的东西向绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区。由发源于天山山脉南脉的纳伦河、卡拉达里亚河汇合而成的锡尔河,在费尔干纳盆地即直接缔造了东西向延伸的巨大肥沃连片绿洲——费尔干纳绿洲,该绿洲及其周围地区已经聚集了中亚地区20%以上的人口,已在事实上成为中亚地区人口最密集地带、中亚南部经济社会活动密集地带和古代时期东亚地区与中亚地区之间最重要的陆上交通孔道。

它们或者以其本身为纽带,实现发源于同一东西向延伸的高大山脉的中小河流、甚至较大河流组群及其绿洲组群相互链接,甚至实现发源于不同的东西向延伸的高大山脉的多个中小河流、甚至较大河流组群及多个绿洲组群相互链接,即对一系列南北向延伸的中小河流甚至较大河流组群及绿洲组群进行东西向链接,从而形成与一系列东西向延伸的高大山脉并行的、呈东西向延伸或串珠状展布的巨型绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带。如由发源于天山山脉、昆仑山脉、喀喇昆仑山脉的多条较大河流组群汇集而成的塔里木河,就实现了和田河、叶尔羌河、喀什噶尔河、托什干河等一系列南北向相对较大河流组群及绿洲组群,与库马拉、渭干河、库车河、迪那河、轮台河等一系列北南向延伸的中小河流或者较大河流组群及绿洲组群,在东西方向上的联结成为塔里木盆地北部与西部重要的巨型东西向绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区的重要依托。而由发源于兴都库什山脉北麓、呈大致东西流向的喷赤河,在汇集发源于天山山脉南脉南麓的北南向支流组群,汇集发源于兴都库什山脉北麓的南北向支流组群,汇流成为阿姆河后,又汇集发源于科佩特山脉北麓的南北向支流组群及绿洲组群,即实现了对一系列南北向、北南向延伸的中小河流组群及绿洲组群在形式上的东西向链接,从而在中亚南部形成一条与天山山脉南脉、兴都库什山脉、科佩特山脉大致并行、呈东西向延伸、串珠状展布的绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带——阿姆河上游河谷绿洲与阿姆河中下游冲积平原绿洲,并且是中亚南部最长的东西向绿洲带。

它们或者直接成为东西向交通干线重要的依托与支撑,为保障东西向交通干线提供水源和线路保障条件,甚至成为东西向交通干线存亡兴衰的决定性条件。如历史上同为东西向较大河流的疏勒河与塔里木河通过罗布泊的衔接,即使得祁连山脉北麓诸南北向延伸绿洲与天山山脉南麓诸北南向延伸绿洲相互衔接、并形成东西向绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带成为可能,并一度成为丝绸之路相关交通线路存亡兴衰的关键制约因素,甚至成为河西走廊与塔里木盆地联成一体进而成为中国国家早期版图重要组成部分的最关键自然地理支持因素。

以上无论何种情形,都表明亚欧大陆中部区域东西向较大河流对于形成与缔造东西向绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带具有重要意义。并由此在亚欧大陆中部区域已形成的东起祁连山脉东段、中经阿尔金山脉-昆仑山脉中西段山链、天山山链、兴都库什山链、西至厄尔布尔士山脉西端的巨型东西向山盆耦合带基础上,形成东起祁连山脉东段、西至厄尔布尔士山脉西端的巨型东西向山前绿洲带。这一巨型东西向山前绿洲带为在该区域内形成巨型东西向延伸的交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带准备了充分的绿洲支持条件,进而为丝绸之路经济带形成与发育为巨型东西向交通经济带准备了充分的绿洲支持条件。在这一过程中,河流主要贡献了水体运移、径流流向、水系特征、搬运沉积作用等因子。

2 河流水文作用成因探析

2.1 盆山耦合带是形成径流带的高差原因、降水汇水原因、动力条件和空间依托条件

依据前述,盆山耦合带是亚欧大陆中部区域最典型、最突出的地形地势地貌特征和地质构造运动成果,而其中盆山之间的相对高差尤其引人注目;且有相对高度值都是高大山脉经过漫长地质时期长期剥蚀、低落盆地平原经过漫长地质时期长期沉积之后的相对高度值,在未剥蚀、未沉积之前,二者之间的相对高度值更大。

从较小空间尺度范围而言,山区降水汇集后基于重力作用及冲刷作用通过侵蚀较软岩层并向低海拔盆地区域流动而形成河流,盆山之间如此巨大的相对高度值为河水自山地向盆地荒漠平原下泄并携带巨量的冲积物提供了充分的动力条件,即盆山在形成之初,巨大的相对高度值成为了亚欧大陆中部区域一系列河流形成的高差原因、降水汇水原因、动力条件;而从较大空间尺度范围而言,亚欧大陆中部区域呈东西向条带状延伸的盆山耦合型巨大地理格架,也为亚欧大陆中部区域一系列河流的形成与发育提供了空间依托条件,成为一系列河流形成与发育的宏阔地理单元背景;且亚欧大陆中部区域一系列山地与平原盆地南北相间排列的构造格局,也使源自较高海拔山区的径流能够作为稳定、优质的地表水和地下水补给来源,就近补给低海拔盆地平原。

同时,亚欧大陆中部区域一系列高大山脉的较大宽度和一系列低落盆地的巨大面积,为发育一系列河流尤其是较大内陆河流提供了水源汇集条件与河流展布空间条件。如前所述,亚欧大陆中部区域一系列高大山脉平均宽度达到139~272公里,宽厚的山体形成巨大的径流汇集区,为山区降水与冰雪融水汇集创造了有利的空间条件;而亚欧大陆中部区域大部分低落盆地面积广阔,如河西走廊面积达到8.41×104km2, 准噶尔盆地面积达到38×104km2,塔里木盆地面积达到53×104km2。巨大的盆地面积为一系列河流出山后形成巨大的河流体系与广阔的流域面积提供了空间展布条件。典型者如古代历史时期由东侧发源于祁连山脉的古疏勒河与西侧发源于喀喇昆仑山脉的塔里木河(含上源)汇集所形成的罗布泊河湖体系,东西长约3516公里,为各大陆内陆河湖体系中所仅见。高大山脉较大宽度和低落盆地巨大面积对河流形成与展布的巨大贡献由此可见一斑。

甚至前人既有研究成果已经表明,中国西北干旱区大沙漠的前身应是河流湖泊体系,湖泊干涸后发育沙漠,而盆地中间大量的河湖相碎屑沉积则与周边山体的隆升有关,其是沙漠形成的重要物质基础。如腾格里沙漠地区20000~40000年前存在古大湖;3.55~3.1 Ma期间,腾格里沙漠地区形成大量的冲洪积沉积, 沉积速率达到21.89 cm/ka,说明周边的山体可能发生比较强烈的抬升;与此相对应,沙漠西南的祁连山脉在3.66 Ma以后快速隆起[16]。结合前述,表明该时期是包括石羊河在内的亚欧大陆中部区域内陆河形成与发育的主要时期,也表明包括祁连山脉在内的青藏高原周缘山脉的快速抬升(对应青藏运动B幕),是该时期该区域内陆河形成与发育的主要地质构造原因,也与前述的“盆山耦合地理结构是亚欧大陆中部区域河流带形成与发育的高差原因、降水汇水原因、动力条件和空间依托条件”观点相一致。

2.2 山地冰川带和山地降水相对较多带是形成径流带的主要水源条件

依据前述,在亚欧大陆中部区域,形成一条东起祁连山脉东段西至厄尔布尔士山脉西端的巨型东西向冰川带;并形成一条东起祁连山脉东段西至厄尔布尔士山脉西端的巨型东西向山地降水相对较多带。由于冰雪融水与山地降水构成亚欧大陆中部区域一系列河流的主要补给来源,因此,山地冰川带和山地降水相对较多带是形成亚欧大陆中部区域一系列径流带的主要水源条件。

既有研究成果表明,第四纪时青藏高原和周缘高山地区普遍发育三期或四期山岳冰川,该时期山岳冰川的发育和分布与青藏高原抬升高度增大具有密切关系[17]。由此可知,青藏高原及其周缘“复活山系”抬升既是亚欧大陆中部区域山地冰川带形成的地质构造原因,也是亚欧大陆中部区域地体形态及整体特征形成的地质构造原因,结合前述,其也是形成盆山分异及相对高差、造就河流形成动力条件的地质构造原因。

2.3 由地球行星轨道位置所决定的季节更替是径流带维持与运行的天候与季节原因

四季更替是由地球行星轨道位置所决定的自然节律,由于亚欧大陆中部区域处于北半球中纬度区域,因此成为北半球各个维度带中四季变化最显著、气候特征受地球行星轨道位置影响最大的区域,亦即冬夏季节差异最大的区域;而又由于亚欧大陆中部区域在行星风系位置中主要处于西风带影响范围之中,因此导致该区域绝大部分区域降水具有海洋性特征,即冬季降水多于夏季降水,属于典型的雨热不同期型气候组合。尤其是中亚地区,由于主要受两个全球性气候系统(西风带、西伯利亚-蒙古高压)的影响,水汽来源主要为西风环流流经的里海、地中海、大西洋等水域,降水具有以冬、春季为主的西风区特征,帕米尔高原及西天山山地年降水量可以达到1000 mm,费尔干纳山西南坡甚至可达2000 mm。以上两个方面相结合,即导致亚欧大陆中部区域绝大部分区域降水集中在冬季并以固体形式在山区储存起来,而在夏季高温炎热季节,存储的山区固体降水融化并形成径流,注入盆地荒漠平原区,滋养盆地荒漠平原绿洲,由此使得东起祁连山脉东段西至厄尔布尔士山脉西端的山地降水相对较多带成为亚欧大陆上的冬季固体降水主要存储带,并形成典型的“冬储夏融”降水-径流模式与河流存在运行模式,由此创造了盆地荒漠平原区夏季高温炎热季节径流存在运行的奇迹,并通过河流输送作用,将盆地荒漠平原区的“雨热不同期”型气候组合转化为事实上的“水热同期型”光热水组合利用模式,由此保障了盆地荒漠平原区绿洲在夏季高温炎热条件下的存在与运行。

同时,由于受亚欧大陆中部区域处于北半球中纬度区域影响,受亚欧大陆中部区域在行星风系位置中主要处于西风带影响范围影响,受第四纪时期亚欧大陆中高纬度区域大规模发育冰川影响,如前所述,亚欧大陆中部区域形成一条东起祁连山脉东段西至厄尔布尔士山脉西端的冰川带,并形成典型的“古储夏融”冰川-径流模式与河流存在运行模式,也由此创造了盆地荒漠平原区夏季高温炎热季节径流存在与运行的奇迹,并通过河流输送作用,将盆地荒漠平原区的“雨热不同期”型气候组合转化为事实上的“水热同期型”光热水组合利用模式,也在一定程度上保障了盆地荒漠平原区绿洲在夏季高温炎热条件下的存在与运行,即所谓“绿洲命脉系于域外的水文单元”。

以上两个方面叠加,即成为亚欧大陆中部区域较大规模径流能够在盆地荒漠平原区及夏季高温炎热季节存在与运行的根本原因,并在事实上将盆地荒漠平原区的“雨热不同期”型气候组合转化成为了“水热同期型”光热水组合利用模式,由此成为盆地荒漠平原区绿洲在夏季高温炎热条件下依然能够存在与运行的主要原因。

3 结论

综合上述,亚欧大陆中部区域诸条河流是连接高山气候系统与大陆性干旱气候系统的现实纽带,并形成东起祁连山脉东段北南麓、西至厄尔布尔士山脉西端北南麓的巨型东西向径流带;以此为重要基础,在亚欧大陆中部区域形成东起祁连山脉东段北麓、西至厄尔布尔士山脉西端南麓的巨型东西向山前光热水耦合带、巨型东西向山前光热水土耦合带、巨型东西向绿洲带;巨型东西向径流带为亚欧大陆中部区域一系列山前平原绿洲、交通线路、生产活动、聚落的形成发育提供了充分的河流水文支持条件。追根溯源,由亚欧大陆一系列地质构造运动所造就的大陆中部区域盆山耦合带是形成巨型东西向径流带的高差原因、降水汇水原因、动力条件和空间依托条件;由亚欧大陆中部区域一系列东西向高大山脉与行星风系所制约的西风带共同造就的山地冰川带和山地降水相对较多带,是形成巨型东西向径流带的主要水源条件;由地球行星轨道位置所决定的季节更替是巨型东西向径流带维持与运行的天候与季节原因。从影响及效果上来看,东西向径流带所具有的巨型东西向条带状延伸特征,决定了亚欧大陆中部区域一系列山前平原绿洲、交通线路、生产活动、聚落的巨型东西向条带状延伸特征,并使其发育为数条巨型东西向延伸的绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带。而这一系列巨型东西向地理廊带的形成和发育,又为在该区域形成和发育古代商路(如丝绸之路)和现代交通经济带提供了支持条件,做出了限制性规定;因此,受其影响和制约,丝绸之路经济带作为穿越亚欧大陆中部区域的巨型经济廊带,必然采取以数条巨型东西向延伸绿洲带、交通主干道、经济活动密集带、人口集聚区带为依据和依托的巨型东西向交通经济带这一空间形式,必然形成和发育为巨型东西向交通经济带。因此说,亚欧大陆中部区域诸条河流依山而生、切山而成、顺山而盛的水文特征及形成的巨型东西向径流带,为丝绸之路经济带形成和发育为巨型东西向交通经济带提供了河流水文支持条件,奠定了自然地理河流水文支持基础,做出了必须采取数条巨型东西向交通经济带这一空间形式的限制性规定。以上即是丝绸之路经济带空间布局的河流水文基础,也是丝绸之路经济带之为东西向巨型交通经济带的河流水文基础。

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