福安市白云山自然保护区“冰臼”群探析

福安市白云山自然保护区“冰臼”群探析

摘要 介绍福安市白云山自然保护区“冰臼”群概况，以及专家对“冰臼”群的考察、考证及其争议内容，阐述“壶穴”和“冰臼”学理论，对福安市同时存在孑遗植物桫椤与“冰臼”群的现实进行考证分析。

关键词 白云山自然保护区；冰臼；壶穴；理论研究；福建福安

1 白云山自然保护区概况

白云山自然保护区1996年经福安市〔安政（1996）综446号〕批准成立，1997年经宁德市（行署）〔宁署（1997）综72号〕调整为地级自然保护区。2004年被列为福建省风景名胜区，2009年上升为国家地质公园和国家风景名胜区。2010年福安白云山、福鼎太姥山和屏南白水洋联合申报宁德世界地质公园，经联合国教科文组织评审，被正式列入联合国教科文组织世界地质公园名录。位于福安市西北部，地属晓阳镇、社口镇和穆云乡3个乡镇交界处，距福安市城区约43 km，东经119°22′57″～119°31′52″，北纬27°5′34″～27°13′27″之间，总面积为1 030 hm2。地处鹫峰山、太姥山脉和洞宫山脉之间，山体走向大致呈北东—南西展布，或呈北西—南东走向，位于福安市地形骨架的三大山脉之一的洞宫山南段，境内西南地势平缓，山顶浑圆，东北坡山势险峻，峭壁林立，山脊如削，沟壑阴深，海拔高度一般在1 000 m以上，主峰白云峰海拔1 448 m。登上可鸟瞰福安、周宁、寿宁3个县（市）。区内地质构造复杂，河流多沿断裂破碎带深切，地势陡峻，峭崖连绵。由于地质运动的影响和河流下切，造成区内高山深谷的险峻地势更加突出。气候属中亚热带海洋性季风气候，由于所处地理纬度低，濒临东海，受季风性环流影响明显，随冬夏环流转换和太阳照射的变化，带来四季不同的气候特征，区内温度低于市区6～8 ℃。

2 白云山自然保护区“冰臼”群概况

白云山自然保护区“冰臼”群由于上游兴建水电站蓄水，致使长期淹没水底的千古地质奇观得以渐出水面。 2004年发现这一奇特景观，当时正值白云山省级风景名胜区申报，将其认为是“壶穴”现象，由万年激流漩冲形成。2006年，白云山风景区旅游总规评价时，专家对其“是不是冰臼”提出疑义，并建议找权威专家考证，省内专家细研图片时，怀疑极有可能是冰川运动产生的冰臼。2007年，韩同林研究员同中国地质科学院陈尚平教授到福安进行考察后认为：”福安白云山地质奇观系距今约二、三百万年前第四纪冰川作用所产生的冰臼。其分布广泛，具有规模巨大、种类齐全、形态类型丰富多彩等特征，是我国低纬度地区和第四纪冰川遗迹中保存最多、最好和发育最典型的地区之一”。2007年底，许多专家学者再次进行深入考察，俞建长、施满堂等学者均认为有冰川侵蚀成因的各种证据，白云山存在数目巨大、类型繁多、特征显著的古冰川遗迹，进一步确认是冰川侵蚀作用的产物，而并非是常见岩洞的壶穴[1-3]。

3 专家质疑的理论依据

其实早在1999—2004年韩同林研究员、吕洪波教授在中国华北地区和广东发现冰臼群的相关报道就引发地质专家、学者的热烈讨论，曾在《热带地理》等杂志上对冰臼的成因进行激烈交锋。对福安白云山发现冰臼群，福建师大研究员王绍鸿提出质疑，应当参考当时的气候和生物特征，才能准确判断某一种地貌特征是否为冰川遗迹。福建地区保有的中亚热带原生态系统，部分地区分布有喜暖植物红豆杉及水松林等。如果福建曾经形成冰川，则应当无法保存这些植物，因此认为其“冰臼”实际上应该是“壶穴”（河流冲刷形成）。许多理论观点支撑这一看法，福建地区海拔较低，冰期无法达到雪线，因此不具备冰川形成的条件。施雅风院士（我国现代冰川学创始人）也认为，福建缺乏古冰川出现的气候和地理条件。施雅风还在他的《中国第四纪冰川与环境》书中以大量的科学证据表明在中国东部海拔2 500 m以下的地区是不存在古冰川的。也有专家认为，只有冰川运动才会对地貌造成如此深刻的改变[4-6]。

4 壶穴学说理论

壶穴地貌是指现代河流挟沙水流—湍急的涡流冲磨基岩沟谷而成，壶穴除了最主要的气候学因素外，水动力也是一个有力的证据。所谓“壶穴”是指基岩河床上形成的近似壶形的直径大小不一的凹坑，几厘米至数米都有出现，是河底急流漩涡携带砂、砾石或岩块磨蚀基岩河床而成，主要集中在坡度较陡的急流河滩基岩面上或者河床跌水的岩坎下方，枯水期则出露，洪水期被淹没，以河道的主流线附近居多，是典型的“V”形河谷，下蚀作用强烈，它的形成年代应与现代河床和高河漫滩的发育时间相近[7-8]。

5 冰臼学说理论

冰川是长年积雪形成的冰体，在重力的作用下向前缓慢移动，它与河流的运动相似，因此被形象地称为“冰川”。冰臼是冰川在巨厚冰层覆盖下处于“封闭”和“半封闭”的状态，融水携带冰碎屑、岩屑物，沿冰川裂隙自上而下流动，在冰层中形成底部具有巨大压力并呈“圆柱体水钻”，向下强烈冲击、漩动和研磨基岩所形成的石坑，呈“U”形。冰臼的三大特征，即口小、肚大、底平。对于冰臼的成因，不同学者有着不同的观点。吕洪波认为，冰下融水夹带砾石，流动时受阻挡形成漩涡，不断以水流磨蚀川下的基岩，从而形成冰臼。而韩同林认为，冰臼是冰川融水垂直落下形成。

李四光先生认为：由于冰水冲刷地形比冰川铲刮所构成的地形更为明显，因此在冰与石头相接触的地方就比较容易融化，冰川流量也比较大，太阳照射较强的一面冰水较多，而微弱的一面水量较少，水量大的一面就越切越深，水就越流越多，因此两旁的水沟一般是不对称的。冰臼论者认为，冰臼群分布区河谷的发育经过了类似阶段，先是古河谷阶段，然后是“U”形谷阶段，再是“V”形谷阶段（现代河谷阶段）。其中第2阶段的河谷发育最为重要，剖面上明显地呈两侧陡峻、谷底平坦的“U”形，其切割深度大，发育规模巨大，谷底常有大量巨大的花岗岩冰川漂砾和平缓的基岩冰床分布。6 孑遗植物——桫椤与冰臼群同时存在的现实

6.1 从植物特征的观点来观察

孑遗植物，也称“活化石”植物，是指古生代之志留纪与泥盆纪之间（距今3亿～4亿年前）时期曾繁盛一时，形成种类繁多、分布广泛并在地球演化过程中没有绝灭侥幸延续繁衍至今仅有少数种类保存的植物，如典型的代表桫椤、水杉等。“壶穴”论者认为，如果发现喜暖孑遗植物的大量存在，即可表明福建未出现过冰川环境。因为如果寒冷的第四纪冰川来临，福建分布的桫椤等孑遗植物必然会全部冻死，不可能保存至今。但是，目前也有大量资料的研究表明，生物界会遵循着“生存竞争”和“适者生存”的自然法则，随着如冰川的来临等环境的改变，有的得到保存和发展，而不适者则被淘汰。据《中国大百科全书》记载，银杏能抵御-32.9 ℃的极端严寒，在冰川时期也有可能存活。还有的生物在冰川期逐渐迁移，冰川过后，重新回迁，以此方式而得以保存，并且继续生长发育。如桫椤植物，其孢子可随风进行远距离的飘扬，因此可以实现迅速迁移[9-10]。

6.2 从“两高”理论的观点来观察

在我国，冰臼学理论主要分为2派，一派认为，不仅北方经历过冰川时代，而且冰川还到了黄河、长江和北回归线以南。如地质学家李四光20世纪在华北太行山一带发现第四纪冰川遗迹时，认为在中国东部海拔低于2 500 m的地区有大规模第四纪冰川遗迹存在。另一派出观点认为，冰川形成至少需要高纬度、高海拔2个条件中的1个，福建无“两高”，因此东部地区没有经过第四纪冰川时代，所谓的冰臼都是水流冲击和风力侵蚀形成的壶穴。但是，当代的研究已经证明，我国东部的太行山、大别山、秦岭、庐山、黄山、天目山等都有第四纪冰川遗迹存在。白云山与天目山、庐山也只有一省界之隔，庐山的纬度只比白云山高出2 ℃，海拔也只有1 474 m。闽、浙、赣3个省都属于亚热带植物生长区，中国亚热带植物研究所的所在地浙江省富阳县，就在天目山下。这些都说明有古冰川活动的省份，仍然可能存在喜暖植物乃至古代孑遗植物。因此，不能排除低纬度或低海拔的地区存在第四纪冰川遗迹的可能性。

7 结语

学术界对这种岩穴产生的成因还在不断的探讨中，有以中国地质科学院韩同林研究员为代表的“冰川学”说，也有以一些学者为代表的“壶穴学”说，探讨其成因，目的是为研究地球气候、环境的演化，有利于预测和应对未来的气候变化。白云山冰臼群具有较高的观赏和科研、科普价值，对于研究福安古气候、古地貌具有极高的科研价值，现已成为宁德世界地质公园的重要组成部分。冰川学说属于地质学范畴，但与林学密切相关；笔者主要针对植物学的一些特性作了一些剖析，意在抛砖引玉，希望能为白云山自然保护区的“冰臼”群添上一笔。“冰臼”与“壶穴”的争论还没有永远结束，因而一切“结论”似乎还为时过早。正如中国地质科学院地质研究所研究员陈安泽所认为的：“这种学术上的争议，再过一百年也争论不出一个结论来。”

8 参考文献

[1] 李孟华，谢小康.“冰臼”与“壶穴”的鉴别[J].嘉应大学学报，2000（6）：71-74.

[2] 谢小康.“冰臼”与地质遗迹旅游开发问题的讨论[J].热带地理，2007（1）：92-96.

[3] 杨超群.冰臼与壶穴之争述评[J].热带地理，2001（1）：86-93，99.

[4] 韩同林，劳雄，郭克毅.关于南国冰臼群成因的商榷[J].热带地理，2000（1）：72-80.

[5] 韩同林，劳雄，郭克毅.关于南国冰臼群成因的商榷之二[J].热带地理，2001（2）：1-195.

[6] 施雅风.中国科学院院士施雅风谈“冰臼”与“壶穴”[J].热带地理，2002（3）：1-2.

[7] 丘世钧，陈华堂，黄山，等.与“冰臼论”再商榷[J].热带地理，2000（3）：243-246.

[8] 高建进，王志凌.学界激辩福安“冰臼”奇观——福建是否存在第四纪古冰川活动成争论焦点[N].光明日报，2007-08-03（005）.

[9] 来建强.福安发现规模罕见的冰臼群[N].中国矿业报，2007-07-19（A01）.

[10] 郑长灵.触摸宁德冰臼群.地质勘查导报[N].2007-07-24（007）.