从而加强了山地植被类型的分化。低山带水流显著减少，东疆、南疆一些荒漠低山，仅于夏季降雨时形成临时流，并常带有泥石流的性质。及至山麓和山前平原，水流散失，多数河流消失于山前平原或大沙漠中，只有少数大河流，如玛纳斯河、叶尔羌河及和田河等能穿过大沙漠。因此，从发生观点而言，山区和平原属于完全不同的两个地区，即泾流形成区和散失区，至于盆地中心的大沙漠，东部的将军戈壁、诺明戈壁和嘎顺戈壁则是无流区。河流的这些不同补给类型和分布直接间接地约制着植物的供水条件，从而影响它们的生长与分布。河流的水化学性质也表现出明显的地带性，一般在高山、中山带的泾流形成区，河水矿化度低，属重碳酸盐型。流形成区以下和愈向下游，矿化度迅速增加，化学类型由重碳酸盐型过渡为硫酸盐型，以至氯化物型。这种更替现象从北向南，随着气候的荒漠性加强而愈渐明显。阿尔泰山、准噶尔西部山地及准噶尔平原北部的河流，河水矿化度低，约50毫克/升左右，分带不明显，主要是重碳酸盐型。但在天山及其山前平原则变化显著：河水矿化度在高山、中山带为80一250毫克/升，低山带为200--350毫克/升，有含盐层的第三纪前山带内达400一700毫克/升，或者更高，多属重碳酸盐型、硫酸盐型钙组。发源于前山带的临时性径流中以氯、钠为主，矿化度500010000毫克/升，或更高。昆仑山河流的化学性质复杂而矿化度高，达500一850毫克/升以上，包括重碳酸盐型、硫酸盐型及氯化物型钠组。盆地内河流的水化学性质变化比较复杂，但也服从上述的规律。河流水化学性质通过地下水和土壤的盐渍化而影响着植被类型和分布，因此在新疆平原地区各种盐生植物群落获得充分而广泛的开展。新疆的湖泊也很多，面积大于5平方公里的天然湖泊有50多个，还有许多人工湖或水库。较大的如布伦托海、玛纳斯湖、艾比湖、博斯腾湖、罗布泊。大多数湖泊分布于河流的尾间及封闭盆地内，成为内陆河流及地下水的归宿（图13）。虽然这些湖泊的成因是多种多样的，但是都表现出湖水有规律地增涨和萎缩，湖址游移不定，水面蒸发强烈而引起高度矿化等重要特征。这些湖泊大多是咸水湖。艾丁湖、罗布泊、台特马湖、艾比湖的湖水矿化度达5一80克/升，已成盐水湖。咸水湖湖滨土壤盐化强，但是还可以见到肉质盐生植物；盐水湖湖滨则大多是光裸的盐沼。淡水湖（如博斯腾湖）湖滨则多沼泽植被。(二）·地下水新疆平原地区及诸山山间盆地的疏松沉积层中，储存着丰富的地下水。在沉积层上部，往往形成统一的潜水层，可供给荒漠平原低地内植被所需的水分。潜水的分布和化学性质大致与地质地貌单元相符合，并随气候的水、热条件而呈有规律的变化。盆地边缘的砾质冲积洪积扇带，因河水渗漏潜水获得补给，并埋藏很深，扇形地的中上部大于30米，甚至达百余米，中下部较浅，为10一30米或5-10米，潜水化学成分仍保持河水的特征，矿化度小于0.5克/升。随着扇形地向下延伸，地下水沿着地表倾斜方向向盆地中部最低洼处汇集，至冲积洪积扇的边缘，地势平缓，潜水位升高，一般埋藏深度13米，亦有露出地表而形成溢出带的。溢出带向下过渡，潜水位则降低到35米，至广阔的古老冲积平原中部，更降低到5一10米或10米以下；矿化度也相应增加为3一510克/升，或者更高。沿河谷、湖泊周围及一些集水洼地，潜水深度仅1一3米，或者接近以31
至露出地表，为弱矿化水；但是在洼地、盐湖周围，潜水矿化度则增达30-50克/升以上，甚至会超过300克/升。潜水埋藏的深度及其矿化度，对于荒漠地带植被的分布发生十分显著的影响。在潜水接近地表或与植物根系所能利用的情况下，形成一系列隐域植被，并随潜水水位的变化而呈明显的带状或环状分布：在存在高矿化度潜水的情况下，则发生一系列的盐生植被。因而可利用植被对潜水的指示特性作为研究地下水的参考。就各个地区而言，其水文地质状况也有很大差异。准噶尔平原北部两河流域（额尔齐斯河与乌伦古河流域）地区，因第四纪冲积层微薄，潜水分布仅限于局部洼地，两河谷地及三角洲；主要是低矿化的HCO-Ca水，矿化度0.1一2.5克/升。天山北麓第四纪沉积层中普遍有潜水存在，最明显的特征是，因冲积洪积扇的规模相似，潜水深度及化学性质成明显的带状变化，扇缘带有泉水溢出而形成大片沼泽；潜水主要是弱一中度矿化的HCO3型、HCO-SO,型和SO.型。唯玛纳斯湖、艾比湖平原是水流汇集区，潜水位高，属高矿化的CI-Na型：只能生长各种典型的盐生植物。天山南麓的水文地质条件与北麓迥异。这里第三纪含盐地层组成前山带和山前凹地；较大的冲积扇间形成半封闭的平坦洼地—个个独特的水文地质单元。各地段溢出带的情况不一，有的潜水溢出形成小片沼泽，有的属隐蔽式；除大河三角洲外，一般矿化度均较高。如阿克苏一库车及库车一轮台一带形成集盐中心，潜水矿化度一般为10一50克/升或大于50克/升；主要属CI-Na型，并有不同程度的苏打聚集。这里的大面积盐生植被及光裸的盐地均与这种水文地质状况有密切的联系。昆仑山北麓又是另一种情况，最突出的特点是存在着与现代地表径流不相称的宽阔的古老冲积洪积扇，地表砾石层中存留着数十厘米以至11.5米厚的石育和盐盘层，潜水埋藏很深，矿化度1-3克/升以内。山前平原西段（民丰以西）的扇缘带，潜水一般埋深2-3米；策勒、于田间有沼泽式溢出，含少量苏打。民丰以东溢出带不明显，并且潜水矿化度高。两者都以CI-Na型为主。另一特点是山前冲积平原很窄，随着冲积洪积扇带的消失，很快地过渡到台特马湖-罗布泊平原，或直接与塔克拉玛干沙漠相接触。台特马湖-罗布泊平原是塔里木盆地地表、地下水最终汇集地区。台特马湖平原潜水埋深2-—4米，矿化度高达40克/升；因强烈蒸发，地表积有5一20厘米厚而坚实的矿质盐壳。这里除局部湿润地段及湖滨生长典型盐生植物外，几乎尽是赤裸的盐地。塔克拉玛干沙漠一向被认为是最干旱的地区，但是其中某些地段仍有潜水存在，甚至有泉水出露。如伸人沙漠南部的一些河流—克里雅河、尼雅河、安的尔河等—一的三角洲，潜水深2—4米，矿化度24克/升。所以大沙漠中的这些地段还是可以生长胡杨、怪柳、芦苇等植物。最后谈一下叶尔羌河、塔里木河、和田河及玛纳斯河等河谷平原的一般水文地质特征。各河流河水与两侧平原的地下水经常发生交换，使后者淡化；淡化带的宽度主要决定于河水流量。潜水深度及矿化度由河岸向外呈有规律的变化，般埋深1一3米，由淡水至弱矿化或中矿化度。河旁植被呈带状变化与这种潜水分布状况有不可分割的联系。随着河道变迁，地下水也随之迅速变化；最后也导致河谷植被发生演替。32
第三章新疆植被发展简史“在生产斗争和科学实验范围内，人类总是不断发展的，自然界也总是不断发展的，永远不会停止在一个水平上。”往古的新疆和现在并不相同，它不是象现在的那样主要为荒漠和草原所覆盖的区域。在自然历史的长河中，炎热而潮湿的古代蕨类森林，在这个区域曾经繁茂地生长。今天，天山巍巍，塔克拉玛干黄沙漫漫，回顾历史，这里的植被经历了多少沧桑！一、古生代末至中生代的植被早在古生代后期，在今天天山南坡的地方还是滨海地区。那里生长着二迭纪的轮叶(Annularia stellata Schlo、A.gracilescens Hall.）、东方栉羊齿(Pecopteris orientalis Schrenk）、科达（CordaitesprincipalisGerman.）等为代表的植物群（CHHHbIH，1958a）。在博格多山北麓发现丁菲羊齿（ThinnfeldiarhomboidalisEtt）、新芦木（NeocalamiteshoerensisHall.、N。merianiiKryst.）属于三迭纪的植物群（CamuOB，1956)，在这个时期的准噶尔可能生长着种类贫乏、但是高大的热带的蕨类森林，其中生活着新疆二齿兽（Dicyonadonsinkianensis Yuan et Young）、水龙兽（Lystrosaurus.murrayiHuxby）等动物。大约也是在这个时期，在我国东北及其相邻的朝鲜、苏联地区，分布着松柏目的森林（KpHToboBuy.1954)。在二迭纪末到三选纪初期，从沉积物推测，欧亚大陆的气候已不很均一。看来，亚洲北半部仍然炎热，但已开始出现旱象，在植物群中则表现为有众多的窄形叶的种类。三迭纪末期到罗纪，欧亚大陆仍然炎热而湿润。在新疆北部和南部汹涌着海洋，热带景象的森林普遍分布在亚洲中部。在塔里木和准噶尔两个地块边缘沉积岩地层中，发现许多早、中保罗世的苏铁杉（Podozamites）、凤尾银杏（Phoenicopsis）、银杏（Ginkgo）、线银杏（Czekanowskia）、锥叶蕨（Coniopteris）、裂银杏（Baiera）等的印痕化石就是证明（CMHIbIH，1958b)。这个时期，柴达木植物群的性质与塔里木相似，但种类不很丰富，包括锥叶蕨、枝脉蕨（Cladophlebis）和银杏目的多种植物，以及一、二属于松柏目的种，其中蕨类和银杏目占优势（斯行健，1959）。此时，天山地区已存在不高的山体。根据天山侏罗纪地层的化石植物组成表明，它与西伯利亚和直接座落于海滨的帕米尔相比，具有相当大的气候干旱性(TJia30Bckaq,1953)。在这个弱度切割的高原上，覆盖着银杏区系的代表为乔木层、下木为苏铁目和本内苏铁目的常绿灌木构成的森林。这里，早侏罗世的化石植物有：庆叶凤尾银杏（Phoenico-psisangustifolia Heer）、胡氏银杏（Ginkgo huttoniHeer）、线银杏（Czekanowskia rigidaHeer、C.setacea Heer)、长叶杉（Elatides falcata Heer)、披针苏铁杉(Podozamites lanceo-latusL.etH.)；属于中侏罗世的则有海庞枝脉蕨（CladophlebishaiburensisL.etH.）、塔什凤尾银杏（Phoenicopsis taschkessiensis Krassar）、大同锥叶蕨（Coniopteris tatungensis?33
Sze）等（CHHubIH，1958a)。在侏罗纪的准噶尔，发育着由古蕨类、种于蕨类以及苏铁目和银杏目组成的、更为茂盛的热带森林。在这个时期的准噶尔含煤岩系中发现的有：新芦木（NeocalamitesmerianiKryst.,N.cf.hoerensis Hall.），（N.carrerei Zeill.）、钝肋芦木（比较种）（Calamitescfsuckowi Br.)、拟木贼(Equisetites columnaris Brongn.,E.ferganensis Sew.、E.cf.angarensis Prynade)、苏铁杉(Podozamites lanceolatus、P.cf.reinii Geyl.、P.ef.pulchellusGeyl.、P.angustifoliusEichw.）、叶凤尾银杏、松型叶（Pityophyllumcf.longifoliumNath.、P.nordenskioldii Nath.、P.cf.staratschini Heer)、枝脉蕨（Cladophlebis fangtzu-ensis Sze、C.cf.arguta Hall.、C.denticulata Brongn.、C.haiburensis)、膜蕨型锥叶蕨(Coniopteris hymenophylloides Sew.)、银杏（Ginkgo digitata Brongn.、G.cf.sibirica Heer)、尖裂拉发尔蕨（Raphaelia acutiloba Prynada）、楔羊齿（Sphanopterismodesta Leck.）等（CaMoB，1956）。在准噶尔西北部的侏罗纪植物群里，除了这些植物中的一部分外，还出现了象牙蕨【Eboracialobifolia（Phillips）Thomasl、根茎蕨（Rhizomopteris）、拉发尔蕨（Raphaelia diamensis Sew.）、带羊齿（Taeniopteris vittata Brongn.）、奥氏银杏（Ginkgoobrutschewi）、林氏裂银杏【Baiera lindleyana（Schimper）Sew.]、硬线银杏【Czekanowskiarigida Heerl、拟松【Pinites kobukensis Sew.1（斯行健，1959）。从上述中生代古植物群看来，在塔里木和天山的早侏罗世就已出现窄叶的线银杏和裂银杏属的植物，这一点与柴达木的性质相近；而在准噶尔，这类化石在中侏罗世才被发现。根据这些事实，可以推测：在早侏罗世，包括塔里木和柴达木在内的天山以南的地区的气候，似乎较准噶尔为干燥；KpHITOpoBH（1954）论证紧邻费尔于纳此时的气候已显示出季节性，是与此相符的。中侏罗世准噶尔的化石植物中除了上述狭窄、硬叶型种类外，还出现了针叶的松类。显然，这里的气候已经向干旱而凉爽的方向转变了。同时，根据古动物区系的研究，推测蒙古在侏罗纪曾有过茂密的热带雨林，而且从这时起也开始了大陆性的变化。这种森林是由苏铁杉、木贼目、观音座莲目和羊齿裸子植物的种类组成。按KpHITOPOBH的意见，由这些高大羊齿植物组成的热带森林，应属于侏罗纪和早白垩世（引自MJIbHH，1958）。KpHTOpoBHy在论证欧亚侏罗纪植物区系时，说当时北部气温低于南部，而湿润情况则由西向东逐渐增长，从包括新疆在内的亚洲中部的植物群的性质也得到说明。白垩纪，在亚洲中部的南部和西部存在着白垩海。根据近期古植物的研究，在塔里木盆地以东的六盘山"和酒泉的早白垩世早期的植物群（徐仁等，1956a，1956b)中，本内苏铁目和短叶杉（Brachyphyllum）、雪松（Cedrus）、松（Pinus）、落羽松（Taxodium）及银杏目植物的花粉所占比例最高，还有原始云杉，蕨类植物次之。其中，就许多海金沙科的海金沙（Lygodium）、蚌壳蕨科的鲸口蕨（Cibotium）、秒科和短叶杉的植物看来，它们是在亚热带环境下形成的。稍晚，在同地早白垩世晚期到晚白垩世早期的植物群中，苏铁目、本内苏铁目和银杏目突然不见，而由松杉目（Cedrus、Pinus、Picea、Podocarpus）取而代之。其中红杉（Sequoia）开始出现，短叶杉变为稀少；蕨类植物中除了石松（Lycopodium）、水龙骨科1）中国科学院植物所古植物室提供的植物化石资料。34
（Polypodiaceae）外，紫箕（Osmunda）突然显著增加。值得注意的是，被子植物中的木兰（Magnolia）、胡桃（Juglans）已开始出现。这些植物在山地可能是以常绿针叶乔木并夹杂一些落叶阔叶乔木为上层，石松、紫箕等作为林下植物的森林。这些材料表明，亚洲中部的南部已经由往日高温多湿的气候，逐渐转为干燥而凉爽，并发生季节性的变化。显然，气候已由热带向温带气候过渡了。这种推测是同白垩海已经远离的古地理相符合的。类似的针阔混交林也在同时期的西邻哈萨克斯坦（3ayep等，1954）和北方的西伯利亚（BaikOBCKaa，1957）出现。可能是由于普遍发掘不够，或是没能掌握足够的资料，同其他时代相比，在新疆不仅没有发现晚侏罗世的植物化石，连早白垩世的植物化石也很少找到，是令人奇怪的。只是在准噶尔的西北部的地层里发现少数的早白垩世植物：楔羊齿和枝脉蕨（斯行健，1956）；除此，又在天山北麓找到柏型木（Cupressinoxylon）的化石（引自CHHHLIbIH，1958a）。新晚侏罗世到早白垩世植物群的贫乏现象，与邻区丰富的植物比较，可以推断：从晚侏罗世起，特别是在早白垩世，气候显然转向干阜。这是当时本区植物贫之的根本原因。这种情况也是同这个时期的红色岩系的沉积条件以及含煤地层的面积大大缩小的情况相符合的（CHHHIbIH,1959)。许多人认为，在白垩纪天山被夷平了，成为低位山的准平原化的并具有干旱荒漠气候的区域。甚至晚白垩世海在天山的西南和西北边缘地带的海浸，也没有导致气候的重大湿润。可以从塔里木西面紧邻的费尔干纳盆地的红色砂砾岩层含有大量盐的夹层和透镜体证明沿岸的荒漠性质（引自「na30Bckag，1953）。这个时期，包括新疆在内的亚洲中部地区普遍缺少植物化石的记录。可是在西天山的吉尔吉斯山脉发现的晚白垩世植物中，被子植物：悬铃木（Platanus populina、P.newbergana、P.cuneifolia、P.cuneifcrmis)、槐木（Aralia korovini）、柿（Diospyrosprimaena）、月桂（Laurus plutonia）、擦木（Sassafrascretaceum、S.polevoji）、马甲子（Paliurus colombi）、古刺榆（Planera antiqua）及其他常绿或落叶阔叶树占有显著的地位（引自Py6uoB，1955a）。根据PyooB的推想，这种主要由被子植物组成的森林也会存在于天山的其他山脉。·在我国天山缺乏植物化石的记载，显然也是发掘不够的结果。应该注意到，这些植物明显地具有亚热带向暖温带过渡的旱生类型的性质，构成类似今日地中海植被的景观。值得注意的是，包含蕨类、银杏目、松柏目和常绿及落叶阔叶树木的西伯利亚晚白垩世植物区系的性质，与前面提到的酒泉下新民堡系的植物很相近，只是后者存在的年代较早，在早白垩世的晚期或至多不过在晚白垩世的最早期间就已存在（徐仁等，1956b）。同时，再就发掘的材料看来，晚白垩世天山植物区系较西伯利亚贫乏多了。这里，作这样的推测是合理的：晚白垩世，在亚洲，特别是在它的中部地带，气候已经发生明显的地带变化，即是说干旱而炎热的条件在南部地带比北部出现得更早；而天山所具有的喜暖和带旱性的植物化石，更说明新疆地区当时正处于这种地带变化的过渡地区。这种推想是与KpHTopoBM（1954）推测当时从本区到黑龙江之间存在一干燥区域相符合的。在晚白垩世末，欧亚大陆的北部普遍分布着针阔叶混交林。在中欧、哈萨克斯坦、蒙古和华北森林中的阔叶树代表有：悬铃木、月桂、栎（Quercus）、栗（Castanea）、械（Acer），针叶树中起显著作用的是雪松、罗汉松、柏科（Cupressaceae）和银杏。在包括新疆在内的干旱地带，则为稀树草原景观，沿河分布着针叶树、樟科、桃金娘科的旱生代表。干旱地带·35·