长江源——当曲水系及其生态系统特征探讨

(长江科学院，武汉 430010)

长江三源之一——当曲地处青藏高原腹地，流域面积30 786 km2[1]，平均海拔4 600 m以上，不仅有世界上海拔最高、面积最大的沼泽湿地，也是三江源保护区的核心区。当曲由于具有海拔高、水系复杂及大片沼泽湿地等特点，一直是神秘的无人区，外地人很难深入其中。根据文献检索，到目前为止，利用现代科技手段深入其腹地进行科学考察的团队比长江正源——沱沱河还少，仅在其支流布曲上设有1个水文巡测站——雁石坪，当地的气象、水文、地质和生态资料及相关的科研成果极少，是我国少数几个科研空白区域，再加上近年来，一些科学考察者发现当曲的流域面积和水量都比沱沱河大，主张将当曲作为长江正源[2-3]，使已经成为定论的长江源问题又成为社会关注的焦点。

本文参考当曲已有科学考察成果，对代表性的考察成果进行分析对比，并根据2014年长江科学院组织的当曲综合科学考察成果及作者的亲身考察体会，对当曲水系、水环境及生态系统特性进行初步分析，对在气候变化和人类活动双重影响下的当曲流域生态环境保护对策提出了建议。

1 当曲水系定位问题

图1为长江源区水系图，根据长江水利委员会(以下简称“长江委”)1976年和1978年2次科学考察成果[1]，长江委正式确定长江有三源，沱沱河为正源，当曲为南源，楚玛尔河为北源。从图1可见，沱沱河走向与通天河及长江整体自西向东走向基本一致，而且其发源地为海拔6 621 m的格拉丹东雪山，西高东低(如图2所示)，距长江口直线距离最长，而其长度与当曲又十分接近，所以，将其定位为长江正源。在过去30多年，该结论得到国内外各界一致认可。近年来一些学者[2-3]通过科学考察或者自己研究的结论，认为当曲流域面积比沱沱河大1倍以上，地表径流量比沱沱河大5倍以上，所以建议将当曲作为长江正源，对长江正源定位问题提出一些质疑。

图1 长江三源分布区

图2 当曲流域数字高程(DEM)

近代长江源区的科学考察起于清朝康熙年间，当时康熙皇帝为了绘制完整的中国地图——黄舆全览图，引进了西方科学的测绘技术，曾经派专业人员进入长江源区考察，并对江源区水系进行了最早的测绘工作，描述了主要水系的大致位置，但尚未深入江源腹地考察，得出“江源如帚，分散甚阔”的结论。到清乾隆年间(1761年)，齐召南所著的《水道提纲》已经将江源主要水系作了比较详细的描述，其中已经涉及布曲、尕尔曲、当曲和沱沱河等河流，只是一些河段给出的名称不同而已。他认为布曲是长江的正源，而当曲和沱沱河为其支流。从清朝到民国时期，虽然有一些中外人士深入长江源区进行科学考察或者探险，但因复杂的水系分布、恶劣的气候和自然条件，又缺乏系统科学的测量手段，只是大致弄清了长江源头有当曲、布曲、楚玛尔河等许多条河流，并无实质性进展。到20世纪70年代以前，长江正源说法仍然有多种，其中将布曲或者尕尔曲作为长江正源者居多，也有将沱沱河作为正源的。

根据文献检索，到目前为止，由政府或者正规机构组织，有一定规模并将考察成果正式公布的当曲科学考察仅3次，其他为科研人员[4]进行的单个科研项目的考察或者为野外探险爱好者的一些考察(如杨勇等人组织的当曲漂流活动)。第1次是1971—1974年，兰州军区测绘部队先后组织2 000多名技术和工作人员，采用航空摄影测量技术和实地勘测相结合的方法绘制了江源地区1∶10万的地形图，当时有大批技术人员深入到长江源区腹地进行实地测绘工作，该地形图成为长江委组织的2次江源科学考察和2008年青海省测绘局组织的三江源科学考察提供了重要依据[1-3]。第2次是长江委分别于1976年和1978年组织的长江源科学考察，其中1976年考察中，技术人员仅对当曲支流尕尔曲和布曲部分河段进行了考察，1978年考察队从西藏巴青县翻越唐古拉山口达到当曲源头霞舍日阿巴山，并深入到上游的多朝能、旦曲(当曲的上游段)等源头地区，并从尕尔曲沿出发，先后跨越布曲和冬曲进入巴茸巴空峡谷等当曲下游河段进行了考察，并在当曲河口囊极巴陇进行了水文测量。第3次是2008年青海省测绘局和中国科学院遥感所联合组织的三江源科学考察，他们采用现代空间信息技术(3S)和传统地图相结合的方法对三江源区进行综合科学考察，深入到当曲的且曲、多朝能、撒旦曲和查吾曲等上游地区进行了实地考察，也在囊极巴陇进行水文测量，并对典型江河交汇点及源头进行了地理标识。

2014年7月，长江科学院组织近20多人的当曲综合科学考察，实地考察了当曲上游地区。图3中的杂多县查旦乡为本次科学考察的大本营，并分别对当曲上游的当曲1至当曲4考察点进行了采样和GPS定位。采集样本包括水质、泥沙、浮游生物、底栖动物、岸坡土样及植被等，同时也采用空间信息技术绘制了当曲地形及水系，如图2，到达的最高点为多朝能与且曲交汇点——当曲4，离真正源头不到10 km。

图3 长江科学院当曲考察观测点

表1给出了2次代表性的科学考察成果对比。长江委成果主要依据1976和1978年2次科学考察后分析整理后的成果[1]，另一次是2008年青海省测绘局(简称测绘局)和中国科学院遥感所刘少创团队联合进行的三江源科考成果[3]，2次科学考察前后相差30 a，前者采用的方法是传统地形图加实地测量，但长江委统计出长江源区主要水系水文测量成果，后者在传统方法基础上采用了现代空间信息技术。从表1的成果对比看，2次科考在测量数值上差别不大，但结论差别较大。对于沱沱河流域，长度测量成果几乎一样，流域面积相差仅3.5%，可以说两者测绘成果基本一致，考察时测量的即时流量数值由于不在同一年份和时间，不好比较，但数量级上没有差别。在当曲流域，2个单位的长度测量成果也几乎一样，流域面积仅差4.5%左右。所以，从测量精度上，长江委在1978年采用传统方法测量成果与测绘局在2008年采用现代信息技术的测量成果基本一致，主要差别是在对于江源定义的认识上。

表1 长江委与青海测绘局当曲考察成果比较

青海测绘局团队认为，当曲无论在流域面积和水量上都占绝对优势，而且在长度上也略长，所以认为应该将其作为长江正源。同时，测绘局团队在当曲源头上有些新发现，通过实地测量，认为且曲水量比多朝能大，如且曲即时流量比多朝能大4.5倍，流域面积也差近1倍，长度两者相当，所以，建议当曲源头为且曲，而不是多朝能。

在沱沱河与当曲谁为正源上，虽然长江委与青海测绘局测量成果基本一致，但测绘局团队没有给出新的证据，所提的流域面积和水量等方面的问题，长江委在1976年就已经明确，并对选择沱沱河作为正源作出过解释。世界上关于河源确定并没有统一的标准，一般综合考虑走向、长度、水量和流域面积等因素，此外还需要考虑人文影响，虽然确定河源的主要标准是河长，实际上在长度上，沱沱河与当曲相差很小，但其沱沱河源头格拉丹冬姜根迪如冰川与当曲源头区霞舍日阿巴山(或者且曲)相比，前者距长江入海口直线距离最远，格拉丹冬藏语意为“高高尖尖的山峰”，最能体现长江发源于全球最高的青藏高原特点，是世界最高的大江之源，而多朝能源头霞舍日阿巴峰只有5 395 m,且曲源头更低，海拔仅5 030 m，在雪线以下几百米，最重要的还是当曲干流走向与通天河及长江几乎相反，向西偏北。所以，作者认为沱沱河作为正源是合适的。

1976年，长江委对长江源区水系重新划分及定位时，明显加大了当曲的流域面积和水量。从图2沱沱河和当曲水系关系来看，历史上将布曲或者尕尔曲当成长江正源也有一定道理。原因：①最早的青藏交通线穿越布曲和尕尔曲，先人容易达到，这2河曲首先被人们发现和认识；②2河曲走向与通天河基本一致，至今当地人还将布曲下游段称为通天河，而传统当曲(除掉布曲水系)流域面积及水量并不算最大；③当时技术人员无法进入沱沱河和当曲腹地，无法准确测量各曲的长度和流量，所以将当曲和沱沱河作为布曲或者尕尔曲的支流。1976年长江委根据现代地形图和实地考察，重新将尕尔曲划为布曲的支流，再将布曲水系划为当曲的支流。布曲流域面积14 083 km2,多年平均流量146 m3/s，江源河流重新归整后将当曲流域面积和水量分别增加了46%和45%，长度也增加了30 km(布曲口到囊极巴陇距离)，从而引起人们的质疑。从图2可见，布曲水系不仅发育于唐古拉山北麓的冰川，而且流域面积、长度(235 km)和水量都比较大，目前是当曲最大和最长的支流，构成了当曲下游山谷与宽河谷相间的河流地貌特征，与传统当曲高原及沼泽地貌有明显不同。如果将布曲延伸到囊极巴陇，再将尕尔曲和冬曲都作为布曲支流，则布曲流域面积可以达到16 927 km2,与沱沱河和传统当曲流域面积基本相当，水量也与传统当曲相当，所以，布曲的加入对于当曲贡献是相当大的。

2 2014年长江科学院当曲科学考察

2014年7月，长江科学院组织了16人的多专业综合考察队，在10多位向导和司机等后勤保障人员地支持下深入到当曲上游地区，考察的大本营设在当曲腹地杂多县的查旦乡跃尼村，4个采样点分别为当曲1至当曲4，都位于当曲上游的大沼泽地区，其中当曲1采样点在吾钦曲入当曲口附近，而当曲4为多能朝与且曲交汇处，交汇点以下称为当曲，从当曲4到当曲1河道距离大约为100 km，平均海拔4 761 m,高程差202 m，表2为大本营及4个采样点测量坐标及高程。

本次科学考察详细成果将会分专业逐步发表，这里仅就科学考察的总体成果给出几点看法。

(1) 尽管考察路线和大本营位置全部都在海拔4 600 m以上，但考察区有大片沼泽湿地，身体感觉比在沱沱河沿海拔4 500 m处要好，主要原因是这里的降水量比沱沱河及当曲下游大。7月的当曲一片绿色，除远处唐古拉山顶有零星冰雪外，广阔的湿地及草原植被良好。复杂的水系、湿地、湖泊及草地给大气提供了大量氧气，即使翻越海拔5 000 m的高地，高坡上仍然是山花烂漫，与一山之隔的澜沧江源区有明显差别。这里的植被比澜沧江源区好很多，沿途不时可以看见野驴、黑颈鹤、猞猁、黄羊等珍稀动物。据向导介绍，这里还有雪豹出没，是青藏高原生物多样性最丰富的地区。图4为当曲上游大沼泽地貌景观，远处是唐古拉山，山上的冰川和雪盖很少，长年雪线高程仅在5 500 m以上的山顶。图5为考察途中遇见的成群野驴。

表2 考察采样点坐标(括号内为测绘局数据)

图4 当曲沼泽地貌

图5 当曲草原上的野驴

(2) 当曲上游地区人类活动程度超出我们的想象。原以为此时是当曲的雨季，河网密集，沼泽遍布，人类无法深入，应该是无人区，但现场考察发现，即使在沼泽深处，藏民畜牧分区的铁丝隔栏已经将无人区划分完毕，藏民的牦牛群不时出现在草原上或者沼泽深处，高坡处不时会发现藏民的“夏窝子”(藏民夏天放牧驻地)，夏窝子不仅配有帐篷、太阳能发电装置，多数藏民有皮卡或者其他类型汽车，摩托车和汽车在当曲上游腹地驶出了不少土路，仅跨越当曲干流的混凝土大桥就有3座，当曲上游已经形成了跨县或者乡村的简易交通路网，人类活动已经深入到过去被认为是人类禁区的地方。杂多县作为中国冬虫夏草第一大县的地位已经深刻改变了当地传统畜牧业为主的经济格局及藏民的生活方式，多数藏民在城镇有政府补助的固定住房，在草原及湿地腹地仍然保留着不同类型的“夏窝子”和“冬窝子”，所谓无人区主要指没有外地人居住，而藏民、车辆及牦牛无处不在，感受到当曲生态环境保护的压力越来越大。

(3) 当曲地域广阔，水系发达，水循环机制及生态环境响应关系复杂，而气候、地质、冻土、水文和生物等科学观测资料极少，3万多平方公里当曲流域仅有布曲上的雁石坪一个水文巡测站，连当曲河口囊极巴陇都没有水文站，气象站也十分稀少，缺乏深入研究的基本资料，是科学研究的空白区，许多科学问题尚待解决。

3 当曲流域特征

当曲流域位于长江源区的东南部，其南部为唐古拉山脉，东部和北部为澜沧江源区，西部为沱沱河流域，其行政区绝大多数位于青海省杂多县和格尔木市境内，当曲干流左岸地区虽然行政区划为青海省杂多县和格尔木市，但部分地区牧场实际使用和管辖为西藏的安多县、聂荣县和巴青县等3县。

当曲流域平均海拔在4 600 m以上，具有高原大陆性气候特征，气温低。根据当曲下游布曲的温泉站统计，多年平均气温仅-4.1℃,年际差异小，干湿季分明，雨热同季，其西部的雁石坪站多年平均降水量378 mm，而东边地区水汽比西部充足，与其一山之隔的杂多县城多年平均降水量达到539 mm，所以估计当曲流域多年平均降水量在400 mm左右，是长江三源中降水量最多的一源。

当曲沼泽湿地主要分布在冬曲以东的当曲上游地区，该区域总面积16 700 km2[4]，其中高寒湿地总面积为8 548.03 km2，占该区总面积的51.07%。从高原湿地类型来看：苔草一嵩草沼泽的面积最大，达3 693.13 km2，占该地区湿地总面积的43.20%；其次是嵩草沼泽化草甸，面积为3 269.33 km2，占湿地总面积的38.25%，二者构成该区域湿地的主体。小嵩草湿草甸的面积为l 003.88 km2，占湿地总面积的11.74%。流域内水域湿地(包括各种河流、湖泊湿地)分布较少，总面积为581.70 km2，占湿地总面积的6.81%。在各种湿地中，以河流洪泛湿地面积最大，其次是河流、湖泊的面积较小。从湿地面积上看，当曲流域湿地以沼泽湿地为主，河流和湖泊湿地为辅。当曲上游地区，地势平缓，排水不畅，加之土壤下部有冻土层，使融雪和降水不能向下渗透，因而地面长期处于过湿和积水状态，形成高20～50 cm、直径30～60 cm的草丘和星罗棋布的水坑，水坑中有常年积水或季节性积水，形成大片相连的高寒沼泽。这些湿地主要分布于坡度小于12°的东部地势低平的山间盆地、南部唐古拉山脉北麓的山前冰雪融水的汇集地带及山体鞍部等集水条件优越的地区，集中在海拔4 700～ 5 000 m区域内。湿地集中分布在海拔4 700～4 800，4 800～4 900，4 900～5 000 m这3个高程带内。3个高程带内的湿地面积分别占流域东部地区湿地总面积的34.98%，24.80%，14.63%，合计74.41%。

图2为本次科学考察专门制作的当曲及沱沱河流域数字高程图，从图中可见，当曲流域地形特征是西南部高，中北部低，南部是唐古拉山，东北部是与澜沧江源区分水岭。从流域地貌特征看，当曲东部与西部有明显的差别，高原沼泽区主要位于天曲以东的地区，而天曲以西主要为峡谷与高原宽河谷间接地貌，其下游也有河滩及小片沼泽湿地，所以建议以天曲入口为界，其东部为当曲上游，其西部为当曲下游。理由是上下游在河流地貌上及沼泽分布上有明显差别，而且上游与下游流域面积基本相当，干流河道长度，下游仅占1/3左右，而上游占2/3，在历史上下游区也曾作为独立的流域，不属于传统的当曲。正是由于将原来的2个流域合并成1个大的流域，使现在的当曲流域与其他河流流域有2个显著的不同点：一是源头区(上游区)平均海拔与下游地区相差不多，上游高山区面积甚至少于下游区，造成上游形成地理上典型的沮洳沼泽区；二是大多数沼泽位于上游区，说明这里没有冲积平原，河水主要来自高山融雪径流、地下水浅流和雨季的降水，其中前两者为主要水源。这2个奇异的特征，再加上走向相反，造成了当曲不像长江正源的原因。

4 结 论

当曲不仅具有高海拔、水系复杂、沼泽遍布和生物多样性相对丰富等特点，而且具有独特的流域地貌特征，一直以来是我国科研的空白区域。根据历次的科学考察成果对比和2014年作者亲历的科学考察成果分析，得到以下基本结论。

(1) 经过几十年中几次重要的科学考察和科学测量，当曲水系特点、流域面积、长度及水量等水文特征基本探明，存在主要的问题是没有统一的江源认定标准。

(2) 当曲流域特征是高处(西南部)河短，如尕尔曲、布曲、冬曲和天曲，不能算着干流，而东部相对低处(如且曲)河道最长，又不像大江之源，而且上游区平缓，排水不畅，沼泽湿地占据过半区域。

(3) 根据当曲地貌特征，建议以天曲入当曲口为界，天曲河口以上为上游，天曲河口以下为下游。

(4) 从长期来看，气候变暖，唐古拉山雪线上升，地下冻土活动层增加，对当曲流域、特别是高原沼泽生态系统影响深远，从短期来看，由于人类活动方式改变，人类活动能力增强，如源区道路、桥梁的修建、杂多县经济结构的改变，会对当曲生态系统保护带来压力。

(5) 为了保护好这片三江源核心区域，应该做好以下几方面工作：①加强气候、水文和生态系统的科学观测，探明当曲水循环及生态效应之间的关系，为科学和有效的保护提供基本依据；②尽量拆除铁丝网隔栏，为野驴、藏羚羊、野牦牛、雪豹等珍稀野生动物提供连通的栖息地；③进一步加强保护区的生态补偿力度，完善退牧还草、还湿地的工作，减轻过牧对于高原生态系统的影响。

致谢：文中图1至图3由长江科学院空间信息技术应用研究所绘制，图4和图5由长江科学院副总工程师徐平提供，在此表示感谢。

参考文献：

[1] 长江水利委员会水文局.长江志——水系[M].北京：中国大百科全书出版社，2003.(Hydrology Bureau of Changjiang Water Resources Commission.The Yangtze River Annals: Water System[M].Beijing: Chinese Encyclopedia Press, 2003.(in Chinese))

[2] 李志良,宋英进.让江源之说回归真实[J].地域研究与开发，2010,29(2):139-144.( LI Zhi-liang, SONG Ying-jin.Let the Source of the Yangtze River Be True[J].Areal Research and Development, 2010,29(2):139-144.(in Chinese))

[3] 三江源科学考察领导小组办公室.三江源头科学考察报告[R].青海：三江源科学考察领导小组办公室，2009.(Leading Group of Scientific Investigation of the Three River Sources.Report of Scientific Investigation on the Source of Three Rivers[R].Qinghai: Leading Group of Scientific Investigation of the Three River Sources，2009.(in Chinese))

[4] 张继平,张镱锂,刘峰贵,等.长江源区当曲流域高寒湿地类型划分及分布研究[J].湿地科学，2011,19(3):218-227.( ZHANG Ji-ping, ZHANG Yi-li, LIU Feng-gui,etal.Classification and Distribution of Alpine Wetland in Dangqu River Basin in the Source Region of the Yangtze River[J].Wetland Science, 2011, 19(3):218-227.(in Chinese))