中南阿拉斯加湖泊、湿地及海滨地理特征分析

大卫·卡尔·施耐德 著；戴长雷 ，杨朝晖 译

(1.阿拉斯加大学 安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508;2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

中南阿拉斯加湖泊、湿地及海滨地理特征分析

大卫·卡尔·施耐德1著；戴长雷2,3，杨朝晖1译

(1.阿拉斯加大学 安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508;2.黑龙江大学 寒区地下水研究所，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

摘要：湖泊湿地生态系统及海滨地理是地貌研究的重要组成部分，通过研究阿拉斯加中南部的湖泊、湿地及海滨地理特征有助于进一步了解中南阿拉斯加的地貌特征。在梳理主要湖泊、湿地和海岸及其成因特征相关知识的前提下，对阿拉斯加中南部地区的湖泊、湿地及海滨地理特征进行了分析。指出：①近期的冰川运动是中南阿拉斯加众多湖泊和湿地形成的重要原因。在中南阿拉斯加能够见到的非冰川起源的其他湖泊类型中最主要的就是牛轭湖，中南阿拉斯加的大多数牛轭湖发育在苏西特纳河河谷诸水系的旁边；②中南阿拉斯加的许多地方广泛分布着湿地，在苏西特纳河谷、科珀河(铜河)流域、以及基奈半岛的多数低地中分布着多种类型的湿地；③中南阿拉斯加的海岸线主要沿着库克湾、威廉王子湾和阿拉斯加海湾延展。中南阿拉斯加的海岸线极富变化且受到众多因素——海浪侵蚀、泥沙沉积、地质营力、海面上升、冰川作用等的影响。

关键词：湖泊；湿地；海滨；中南阿拉斯加

本文是在大卫·卡尔·施耐德助理教授所著的《中南阿拉斯加自然地理探索》(云杉地理学出版社，2013)的基础上翻译节选修订而成的。

大卫·卡尔·施耐德出生成长于阿拉斯加州安克雷奇市，硕士毕业于威斯康星大学麦迪逊分校地理系，在阿拉斯加大学安克雷奇分校讲授自然地理学与人文地理学课程的同时长年从事地理信息系统相关领域的工作，对中南阿拉斯加自然地理及俄罗斯(前苏联)与阿拉斯加的经济地理进行了系统研究。

本文节选整理的内容主要为关于阿拉斯加湖泊、湿地及海滨地理特征相关论题的分析与论述，可供想了解相关论题的中国同行参鉴。

1中南阿拉斯加主要湖泊和湿地

中南阿拉斯加作为成千上万英里水网流水的补充，这一地区还发育有成千上万平方英里的静水：湖泊和湿地(图1)。

2中南阿拉斯加湖泊成因分析

湖泊和湿地形成于地下水位高于地表的地质洼地中。在湖泊和湿地中，水流非常缓慢。与在河流中不一样的是，在湖泊和湿地中的泥沙并不能被水流搬运带走，而是会在这种水流不畅的水体中沉淀下来，并经年累积。如此一来，湖泊就会被沉积成湿地，而湿地则会被沉积成“干地”。照此推论，对于我们当前能够看到的某处湖泊和湿地来说，其当地一定是刚刚经历或正在经历某种地质变动。而对于没有经历末次冰期冰川影响且地质稳定的地方(如美国东南部和中南部)来说，天然湖泊则一般较少[1]。

近期的冰川运动显然是中南阿拉斯加(还有美国明尼苏达州和芬兰)众多湖泊和湿地形成的重要原因。中南阿拉斯加可以看到的所有静水水体皆与冰川现象有关。冰川运动促成湖泊(和湿地)发育的方式主要有以下几个方面。

(近期的冰川消融使得湖泊星罗棋布于阿拉斯加中南部地区，大型的湖泊往往发育于由冰碛物围堵的冰蚀洼地中。)图1　中南阿拉斯加湖泊分布图

(1)冰川经常在山谷中沉积形成冰碛石坝，坝后积水形成湖泊。伊克卢特纳湖、基奈湖、斯基拉克湖、特斯特米纳湖就是这种成因的湖泊。

(2)冰碛物表面经常高低起伏强烈，有隆起有洼地，洼地积水亦可形成湖泊。苏西特纳河谷中比格湖以东的众多小湖就位于埃尔门多夫冰碛之上。

(3)当一些大块的冰川冰慢慢融化时，它们会渐渐变成由冰碛物环绕的消融冰块，冰块融透时会留下一个坑洼，这样就会形成锅形湖群(釜状湖群)。基奈半岛北部诸湖、以及苏西特纳河谷和马塔努斯卡河谷的许多湖泊都是这样形成的。

(4)冰刮湖是当能量十足的冰川刮擦掉下伏基岩留下深坑积水而形成的。北美五大湖中的多数都是这种成因。在中南阿拉斯加高海拔地区某些小的湖泊也是这种成因。德奈利国家公园里的奇观湖(旺德湖)和大通道(布罗行德珀斯)地区的萨米特湖(坎特维尔附近)显现出这类湖泊的特征。

(5)冰斗湖是形成于冰川谷地顶部冰斗中的一类小湖泊。中南阿拉斯加的山地区有成千上万个这种类型的冰斗湖。

(6)有时候，冰川会在山谷中滑动并把山谷堵住。当山谷中蓄满水时，水体会迫使冰川坝体溃决，并形成溃决式洪水。在1966年之前，由于克尼克冰川堵住了帕尔默不远处的一个山谷而形成了乔治湖，这种溃决式洪水在当地每年都会发生。在西沃德的北面，雪河汇入基奈湖的地方，公路会穿过一片开阔的洪积平原。在以前，顺着雪河河谷而来的冰川溃决洪水会反复淹没这个地方。在1986年和2002年，阿拉斯加海湾海滨亚库塔特附近的罗素峡湾曾经被哈巴德冰川堵住。

在中南阿拉斯加能够见到的非冰川起源的其他湖泊类型中最主要的就是牛轭湖。牛轭湖是在蜿蜒型河道河曲地块的狭部被水流贯通后而形成的。如果没有较大的洪水事件发生，这些牛轭湖会慢慢变浅并成为沼泽。中南阿拉斯加的大多数牛轭湖发育在苏西特纳河河谷诸水系的旁边。

显然地，中南阿拉斯加的湖泊(表1)出现在构造活跃的地带。但是，由于这些地方深受历史冰川的影响，所以，构造因素很难成为一个湖泊是否存在的唯一决定因素。

表1　中南阿拉斯加主要湖泊特征

湖泊还有许多其他成因。比如，构造活动[太浩湖(塔霍湖)，死海]、火山口积水[俄勒冈州的火山口湖(克雷特湖)]、石灰岩溶蚀(佛罗里达中部)、滑坡泥石流[西弗吉尼亚州的马伍顿湖(山湖)]、永久冻土层上积水(阿拉斯加北极斜坡地区)、风积沙丘、以及动物活动(例如人类和河狸的筑坝行为——后者在阿拉斯加很著名，而前者在阿拉斯加则不常见)(表2)。

表2　参照湖泊特征

3中南阿拉斯加湿地特征分析

在水深较浅而不能形成湖泊的洼地里、在水源丰富而地形平坦的地块中、甚至在某些山坡上，皆可发育湿地。在湿地区，水流缓慢、水深较浅，至少有四分之三的面积上生长着植被。从生物学的角度来讲，相较于其他类型的地块，湿地植被的生产力更强、多样性更为丰富。

如同因历史冰川而致的众多湖泊一样，中南阿拉斯加的许多地方也广泛分布着湿地。在苏西特纳河谷、科珀河(铜河)流域、以及基奈半岛的多数低地中分布着多种类型的湿地[2]。

中南阿拉斯加的湿地有三种基本的类型：泥炭沼泽、斯沃沼泽和马什沼泽。泥炭沼泽是指下伏有泥炭(纯腐烂的有机物质)的湿地，又称为泥炭地。泥炭沼泽通常呈圆丘状，覆被生长着苔藓和黑云杉。黑云杉是生长在泥炭沼泽上的唯一树种。泥炭自身可以保持水分以使泥炭地保持湿润。在泥炭沼泽地，当地下水位较高时，苔藓就会饱水，从而使地面稍稍隆起，并最终使植被进一步向该地生长聚集。斯沃沼泽和马什沼泽没有泥炭下伏。斯沃沼泽上可以生长树木，而马什沼泽上不能生长树木。斯沃沼泽上的水位在较旱的季节浸没到树木的根部以下。马什沼泽地区的永久湿土使得任何阿拉斯加的树种均不能在其上存活。

4中南阿拉斯加海岸成因分析

阿拉斯加的海岸线比美国本土48个州海岸线的总和还要长。中南阿拉斯加的海岸线主要沿着库克湾、威廉王子湾和阿拉斯加海湾延展。中南阿拉斯加的海岸线极富变化且受到众多因素——海浪侵蚀、泥沙沉积、地质营力、海面上升、冰川作用等的影响[3]。

4.1海浪侵蚀

海浪就是由海水传递的运动着的能量。当海浪涌到岸边时，能量伴随着海浪对沙滩和礁石的拍打而得以释放。在海浪经年不息的侵蚀作用下，海岸线会向着陆地退缩。这种侵蚀退缩的程度因岸基材料质地的不同而不同。岩石质硬岸较之于由沙土和黏土组成的软基海岸来说，受到海浪侵蚀而退缩的速度要慢得多。

库克湾的海岸主要由河基和冰川基的软质沉积物组成。这样的物质侵蚀起来又快又容易，发育出由基本连续的临海峭壁面组成的海洋悬崖。沿着荷马市主教海滩正在遭受海蚀的悬崖散步时，你会惊奇地发现一些建在峭壁边上的房屋。这些房屋在建造时距离峭壁有相当长的距离，只是由于悬崖被海浪侵蚀的太快，所以就变成了现在这个样子。在安克雷奇国际机场附近的沃罗早夫点也同样经历着快速的海侵。在过去几年，沃罗早夫点附近的滨海自行车道的有些路段已在海侵的作用下坠落到下面的陡坡上去。在潮位较低的时候，正在遭受海浪侵蚀的海岸线上会有大型冰川漂砾被冲刷出来，基奈北边的库克船长国家公园是个观察大型冰川漂砾的好地方。

基奈半岛和威廉王子湾滨海山区常见硬质岩崖。海浪向陆地淘蚀着这些滨海悬崖的下部，当淘蚀进行到一定程度的时候，悬崖的上部就会顺着垂面坍塌下来。当岩层硬度不一样时，即使在十分邻近的地方，也会形成不一样的海蚀速度。这样便会形成包括许多海岬在内的曲折的海岸线，有时还会有海蚀拱或海蚀柱。有一篇文章就描述到自荷马市横穿卡彻马克湾(图2、图3)后的哈利伯特湾(比目鱼湾)附近的海蚀拱门。

海浪侵蚀只发生在海浪拍打的海面上，而不会在海水的下面发生。在海蚀崖向岸蚀退的同时，同块岩体的海面以下的部分并不会被侵蚀。这样就会在海水下面形成一个向海的浪蚀阶地。当这些浪蚀阶地在偶然的地质营力的作用下向上隆升的话，就会形成阶梯状的海岸线。威廉王子湾蒙塔古岛的东边就有这种阶梯状的海岸线。

4.2海浪堆积

对于物源(比如说源于附近的河流)明确的细粒沉积物(比如说淤泥、沙子、卵砾等)，波浪会将之搬运走并使之沿着滨海岸线沉积下来。这一受海浪主导方向影响的过程被称为沿岸物质流。

如果沉积物被搬运到海岸的出口处，比如一个海湾的出口处或者一个河口，经常会形成长度缓慢增长的沙嘴。这样的沙嘴有时也会把整个海湾的出口封住，形成一个咸水潟湖。荷马沙嘴就是基于下伏的冰碛物而横堵在卡彻马克湾出口处而成，其大部分沙源来自于库克湾沿岸河流的搬运和邻近地区滨海崖壁的侵蚀。

(卡彻马克湾北岸极易侵蚀的悬崖促成了包括荷马沙嘴在内的众多沙滩和沙嘴的发育。在卡彻马克湾南岸，海浪的作用将缓慢下沉的楚加奇地台侵蚀成陡崖、海蚀柱和海拱门，侵蚀物则成为沙滩和沙洲营建的原料。)图2　卡彻马克湾周边海岸特点

(卡彻马克湾水下地形起伏明显。一条深大断层使得卡湾南部沿海一线成为全湾最深的部分。河流和冰川的经年沉积使卡湾的某些部分变浅，伴随着末次冰川的冰碛余岭，在荷马沙嘴尾端和对岸之间，形成了横穿深水海沟的水下地峡。轻质沉积物使得卡湾北岸形成了宽阔的沙滩和滩涂，而在卡湾多山的南岸，沿岸悬崖的不断侵蚀带来的则是狭窄多砾的海滩。)图3　卡彻马克湾的水深和海岸线

沿着沉积物源丰富、潮差较低、且坡度很小的滨海平原，通常会有堰洲岛发育。在全世界15%的海滨都有这种情况。首先海浪在浅水中将沙子聚集形成沙坝，然后海浪将更多的沙子带到坝顶直至其露出水而形成堰洲岛。当沙丘被升高的海水部分淹没时，碎浪会将沙子搬到丘顶而使沙丘一直露在海面以上，这是堰洲岛的另一种成因。堰洲岛要想不被冲走就需要持续不断的沙源补充。随着时间的推移，堰洲岛向海一侧的沙子会被侵蚀，并随越堤冲岸浪被带到向岸的一侧。堰洲岛就会这样慢慢地向岸生长。在中南阿拉斯加地区，科珀河(铜河)河口地区具有堰洲岛发育的全部条件，因而，在那个地方，滨海70 Mi都有堰洲岛分布。

海浪还可以将细粒淤泥搬运到海湾和峡湾中，使之沿着海滨慢慢沉积。安克雷奇市和坦纳根湾(再回头湾)周边的泥滩就是潮流将源自苏西特纳河的淤泥搬运过去再沉积的结果[4]。

4.3滨海地质过程

中南阿拉斯加大量的构造活动在其滨海地理特征上有所体现。蒙塔古岛东侧的浪蚀阶地升出水面几十英尺。威廉王子湾本身正在缓慢地抬升，而基奈半岛南部正在慢慢下沉。

在1964年阿拉斯加大地震时，坦纳根湾(再回头湾) 波蒂奇附近沉积丰富的海岸带下沉了好几英尺，由陆地变成了潮间带。在当地以及中南阿拉斯加沿海其他几个地方，还可以见到因地面下沉、地下海水上侵而死亡的云杉树魔鬼森林。与之对应的是，科珀河(铜河)地区大片的潮间带在地震中得到抬升，露出海面而成为滨海平原。

冰川运动对海滨地理的影响有多种方式。当冰川消融后会发生两类事情，一是海平面上升；二是地壳均衡反弹(由于上覆冰川重量消除而引起的下伏地面缓慢的反弹隆起)。海平面上升的影响立竿见影，滨海低地沉入水下，解冻的山谷变成了峡湾，原来的河谷也被淹没。地壳均衡反弹的效果显现要慢得多。成千上万年以后，地壳缓慢上升，潮间带升级为滨海平原，峡湾变成山谷，河口向海伸展。

当前，上述两种现象在中南阿拉斯加的海岸沿线一带均在发生，只不过海平面上升的影响要比地壳均衡反弹的影响明显的多。众多的峡湾使得威廉王子湾沿岸和基奈半岛周边破碎成锯齿状。冰碛物沉积在许多峡湾之中，有一些就位于海面以下几英尺的位置。许多古河口被海水淹没，潮水的影响向河流的上游推进很远。克尼克湾就是一个被淹没的河谷。库克湾的海崖在海水位较高时仍经历着持续的海蚀。

中南阿拉斯加变化多端、壮观雄奇的滨海景观就是在所有上述这些自然作用的交互影响下形成的。

4.4中南阿拉斯加的涌潮

在安克雷奇市南面的坦纳根湾(再回头湾)发生的涌潮是一种非常罕见的现象。当潮水不是慢慢起涨，而是带着波涛在眨眼间就能涨起好几英尺的时候，涌潮现象才会发生。

紧随在加拿大新斯科舍省的芬迪湾、加拿大魁北克省的昂加瓦湾、以及英国的布里斯托尔海峡之后，库克湾以约35 in的潮差位列世界第四大潮差之地。坦纳根湾(再回头湾)库克湾末端一个又浅又窄的封闭峡湾。当一个很高的潮汐来到浅显的坦纳根湾(再回头湾)时，受到挤压的水体堆叠起来，可以形成6 in高的波浪，以每小时10～15 Mi的速度冲入小湾。在安克雷奇出现低潮大约45 min之后，即可在白鲸点(波鲁歌点)看到坦纳根湾(再回头湾)的涌潮，该涌潮穿越整个坦纳根湾(再回头湾)需要5.5 h。低潮低的越厉害，高潮就高的越起劲。这种潮像只有在新月或满月的时段才会发生。

5结论

(1)近期的冰川运动显然是中南阿拉斯加众多湖泊和湿地形成的重要原因，在中南阿拉斯加能够见到的非冰川起源的其他湖泊类型中最主要的就是牛轭湖，牛轭湖是在蜿蜒型河道河曲地块的狭部被水流贯通后而形成的，中南阿拉斯加的大多数牛轭湖发育在苏西特纳河河谷诸水系的旁边。

(2)中南阿拉斯加的许多地方也广泛分布着湿地，在苏西特纳河谷、科珀河(铜河)流域、以及基奈半岛的多数低地中分布着多种类型的湿地。中南阿拉斯加的湿地有三种基本的类型：泥炭沼泽、斯沃沼泽和马什沼泽。泥炭沼泽通常呈圆丘状，覆被生长着苔藓和黑云杉，泥炭自身可以保持水分以使泥炭地保持湿润，斯沃沼泽上可以生长树木，而马什沼泽上不能生长树木。

(3)中南阿拉斯加的海岸线主要沿着库克湾、威廉王子湾和阿拉斯加海湾延展。中南阿拉斯加的海岸线极富变化且受到众多因素——海浪侵蚀、泥沙沉积、地质营力、海面上升、冰川作用等的影响。

参考文献：

[1]Crowell,Aron L,Mann,et al.Archaeology and Coastal Dynamics of Kenai Fjords National Park,Alaska[R].Anchorage:Alaska Support Office,National Park Service,1998.

[2]Ferrians O J Jr.Glacial Lake Ahtna,Copper River Basin,Alaska.Late Cenozoic History of the Interior Basins of Alaska and the Yukon[R].Washington:U.S.Geological Survey,1989.

[3]Brabets T P.Geomorphology of the Lower Copper River,Alaska[R].Washington:U.S.Geological Survey,1997.

[4]Mann,Daniel H,Peteet,et al.Extent and Timing of the Last Glacial Maximum in Southwestern Alaska[J].Quaternary Research,1994,42(2):136-148.

Analysis of the lakes,wetlands,coastline and their characteristics in Southcentral Alaska

Written by David K.Snyder1;Translated by DAI Changlei2,3,YANG Zhaohui1

(1.UniversityofAlaska-Anchorage,Anchorage99508,USA; 2.InstituteofGroundwaterinColdRegion,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China; 3.SchoolofHydraulic&Electric-power,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China)

Abstract：The ecological system oflakes and wetlands and coastal geographical are the important part of landscape research.Studying lakes,wetlands and the characteristics of coastal geographical in Southcentral Alaska can help further understand its landscape views.This paper analyzes the lakes,wetlands,coastline and their characteristics in Southcentral Alaska on the basis of combing a variety of factors which affect the lakes,wetlands,coastline under the premise of knowledge.It points out:①The obvious reason for the enormous number of lakes and wetlands in Southcentral Alaska is the recent glaciation.The other primary kind of lake found in Southcentral Alaska whose origin is not attributable to glacial events is the oxbow lake.They are most prevalent near the rivers of the Susitna Valley;②Southcentral Alaska also has many wetlands.Much of the lowlands of the Susitna Valley,the Copper River Basin,and the Kenai Peninsula are covered with wetlands of one kind or another;③A significant part of that coastline lies in Southcentral Alaska along Cook Inter,Prince William Sound,and the Gulf of Alaska.The Southcentral Alaskan coastline is extremely diverse and subject to a large number of natural influences;wave erosion,sediment deposition,geologic forces,rising sea levels and glacial impacts.

Key words：lakes;wetlands;coastline;Southcentral Alaska

作者简介：大卫·卡尔·施耐德(1969-)，男，助理教授，主要从事自然地理及地理信息系统方向的科研和教学工作。 戴长雷(1978-)，男，副教授，博士，主要从事寒区地下水及国际河流方向的教学及科研工作。

中图分类号：P343

文献标志码：A

文章编号：2096-0506(2016)06-0027-06