科考文献（四）

武陵源自然景观    资源特征和成因分析    刘金山 

   一、前言    何谓“武陵源”？当今众说纷纭：一指武陵山脉所伸展的地域；二指湘西土家族苗族自治州所管辖的地区；三指张家界、索溪峪和天子山三个风景区。作者认为第三种说法比较能被人们所接受，故本文中的“武陵源”系指风景名胜张家界、索溪峪和天子山这三个风景区的合称。    旅游资源不仅具有矿产资源类似的属性，而且在某些方面比矿产资源更具有易开发性、永久性和好的经济效益性，因而引起各国普遍重视。旅游业被誉为“无烟工业”，当今被称为“旅游时代”。旅游资源包括两种：自然景观资源和人文景观资源。旅游区内的历史古迹、文化遗址、革命纪念地、各种建筑、摩崖雕刻、碑刻、书画题记、民族风情、工艺特产等等，都属于人文景观资源，本文不作论述，本文只阐述与地学有关的武陵源自然景观资源。    自然景观资源与地学至为密切，而必须经过地学的专门研究才能更好地认识它和开发它。武陵源自然景观的形式和特征都是形象的实体，都是视觉所及的。武陵源是以奇特的自然风景取胜的。因此，自然景观资源是武陵源旅游资源中的主体，所以用科学方法来研究武陵源的自然景观，对于认清旅游区的自然物景要素、成景控制作用、成因自然机理等等旅游地学要点是很重要的，只有这样，人们才能正确的认识它、科学的评价它、很好的利用它和保护它。因此，本文对开发武陵源旅游区的自然景观资源具有重要的实际意义，对丰富旅游地学内容也具有一定的理论意义。但由于笔者水平有限，难免错漏，有待阅者指正。    二、自然景观资源的分布概况    武陵源旅游区位于我国湖南省西北部的大庸、慈利和桑植三县交界处。西南部的张家界景区属于大庸县所管，东部的索溪峪景区属于慈利县所管，北部的天子山景区属于桑植县所辖。总面积约400平方公里，其中张家界景区约130平方公里，索溪峪约160平方公里，天子山约110平方公里。武陵源地理方位：北纬29。16’～29。27’；东径110。23 N110。39’。海拔标高一般500 N1000米，最低海拔300米，最高海拔1334米，相对高差1034米。    据不完全统计，整个武陵源旅游区内，分布有几千座奇峰，几千尊巧石，几十个泉水，几十个瀑布，十多条小溪，还有五座天桥奇观。区内木本植物种类有93科，1000多种。属国家保护的珍稀植物有几十种。观赏动物有上百种。武陵源是一片充满科学奥秘的次原始森林。区内砂岩峰林地貌景观区分布面积占总面积的3/4，岩溶地貌景观只占总面积的1/4。绝大部分景观点都分布在海拔800一1000米的标高位置上。    在大地构造上，武陵源处于扬子准地台南东边缘地带，地壳比较稳定，是沉积岩的发育地区，岩石类型比较齐全，沉积岩中的三大岩类（砂岩、页岩、碳酸盐岩）都有发现。在古地理上多为滨海或浅海地带。    在地理上，武陵源位于武陵山脉腹部，处于我国大陆地貌第二级地貌阶梯与第三级地貌阶梯的过渡地带。它北临鄂西山地，东望洞庭湖滨，西接云贵高原，南眺雪峰山脉。属于中山——低山地貌。    在气候分区上，武陵源分布于中亚热带北部气候区内。因而气候温和，雨量充沛，云雾变幻，四季如画。全年平均温度12 - 16.58℃，极端最高温度40.7℃，极端最低温度- 15℃。年降雨量1417-1518毫米，年蒸发量为970-1400毫米。蒸发量小于降雨量，气候特别宜人。    因此，武陵源在地质、地理、气候诸方面，都具有优越的得天独厚的成景条件。    三、自然景观分类及其特征    根据自然景观资源的形成条件及其功能，可将武陵源自然景观分成四大类：    1．地貌景观类。主要指山水景观，它包括可供观赏的奇峰、巧石、溪流、河谷、湖泊、泉水、瀑布、峡谷、洞穴等等。它的特点是由岩石和水组合成的具有典型美的客观主体，在风景区内占主要地位，分布面积大，它决定着风景区的基调，它控制着旅游区的价值。人们能够概括出“雄、奇、险、秀、幽、旷”等形象特征来，因此，它是观赏者的主要对象。它的形成主要与地壳变动、地貌演化等自然力的制约有关，具有稳固性和恒定性。例如这里大片的砂岩峰林、岩溶溶峰、溶洞、峡谷和流泉飞瀑景观，都属于这一类。    岩性是影响内外力塑造地貌景观的物质基础。从岩性角度出发，武陵源地貌景观可再细分为以下三小类：    (1)砂岩峰林景观分布于张家界、天子山和索溪峪西部。构景岩石为古生代泥盆系云台观组长石石英砂岩，夹有石英粉砂岩和砂质页岩。垂直节理裂隙十分发育，常常形成雄伟挺拔的柱峰，如金鞭岩、南天柱、四十八大将军岩等。由于岩性的差异风化，还形成若干巧石，如屈子行吟、夫妻岩、云海金龟、金凤展翅……，个个形象生动，栩栩如生。    (2)碳酸盐岩溶景观主要分布于索溪峪东部，在张家界北部和天子山南部也有少量分布。地表石山裸露，构成石林、溶峰、岩溶潭、岩溶峡谷；地下可形成各种神奇的洞穴、地下河、落水洞和岩溶瀑布等。如袁家界的溶峰、南门洞天、黄龙洞、观音洞、猴儿洞瀑布等绮丽的风景。    (3)泥沙砾石河滩景观主要是指那些溪流河谷中的河床地貌景观，它的构景物质主要是由泥沙砾石以及水流等组合的。其特点是地势平坦，视野开阔，风景明丽。河床蜿蜒曲折，流水悠悠扬扬，一会儿迂回形成深潭，一会儿于欢快中托出芳洲；水大时淹没沙滩，流水浩荡而去；水小时河床见底，溶口激流，或形成水瀑．或形成细流深深潜入砾石岩罅里，穿行于巨砾之间，淙淙作响，如拨琵琶。金鞭溪、琵琶溪、花溪、索溪等溪谷中的自然风景便是这一类。    2．生物景观类 系指能供人们观赏的动物和植物。它们的特点是具有活鲜鲜的生气，即具有生命的客体。它们还具有各种形态，有变化和迁移性，有鲜明的色彩，并且色彩随着季节而变换，能给人以“清新、明快、活鲜、奇特”的美感。它们的形成主要与土壤气候和人为因素有关。例如这里可供观赏的动物有：锦鸡、嘎嘎鸡、三翡翠、八哥、画眉、凤眉鸟、相思鸟、角雉、金丝猴、水獭、灵猫、貉、麝、穿山甲、娃娃鱼等。植物景观有：银杏、红豆杉、黄山松、雪松、华山松、水杉、玉兰、木莲、野茉莉、珙桐、山茶、满山红、杜鹃花、银鹊树、楸木等等。    3．气象景观类 系指日出、日落、晚霞、晓霞、云海、迷雾、冰凌、雪景等可供人们观赏的由气象因素形成的自然景观。它的特点是无一定形状，变化性大，色彩绚丽，随着一年四季气候而变化。观赏者能够产生“壮观、宏大、或素雅、或庄严、或迷蒙”等感觉，从而获得精神上的美的享受。例如黄石寨上日出奇观、西天门的冰柱和雪景、天桥上观云海、腰子寨上的迷雾、劈山救母处的霞光都十分奇特，时时勾人心魄。人们在黄石寨上观日出，能够通过这壮观的自然现象，振奋精神，正确的认识人生。这就是气象景观受益于人类。    4．科学考察类 指风景区的景物和实物客体能够供自然科学工作者进行科学考察和研究，或能为青少年提供科学普及知识的园地。它包括地学、水文、气象、植物、动物和考古等方面的学科。这里，林业部和地质部已分别划为“国家森林公园”和“国家地质公园”。例如，点将台和回音谷等地岩层中的沉积砂纹及跳鱼潭边岩石面上的波痕，已成为地学家研究古海洋环境和海陆变迁的证据；具有“活化石”之称的水杉、珙桐、银杏等珍稀孑遗植物，为林学和植物学家研究生物演化、生态平衡、生态环境等提供了大量的标本，全国青少年地学夏令营也来这里考察。因此，武陵源不仅风景优美，而且充满了科学奥秘；它既是旅游者游览的乐园，又是科学家研究的迷宫。    四、自然景观的成因分析    1．构景的岩石成因    构成武陵源峰林地貌景观的岩石主要是石英砂岩，厚约500米，表面呈紫红色的灰白色，质地比较纯净。组成岩石的矿物主要是石英，有少量长石，石英颗粒均匀，圆度和球度都较好，含有一定量的重矿物，如锆石、金红石、电气石、钛铁矿，板钛矿等。氧化矿物有赤铁矿和褐铁矿，粘土矿物有水云母、蒙脱石的高岭石。岩层中的交错层理和层面流水波痕都很发育。化石有沟鳞鱼、弓石燕和蠕虫类。据岩石化学分析。其中S102含量约占84 - 98%。因此认为武陵源的石英砂岩是在近岸氧化系统、水动力较大、水深度较小的滨海沙滩环境中沉积而成的。    构成武陵源岩溶景观的岩石是二叠纪和三叠纪的石灰岩和白云岩，它们分布于袁家界和索溪峪的喻家咀、河口等地。据研究，这种石灰岩和白云岩也是在滨海或浅海环境中沉积形成的。    2．成景的构造运动和构造节理作用    泥盆纪石英砂岩沉积形成以后，到了石炭纪大地缓慢上升，变海为陆，沉积作用发生间断，缺失石炭纪地层。到二叠纪，大地又缓慢下降。沉积了二叠纪石灰岩。二叠纪末，大地再次上升。到三叠纪，此地又沦为沧海，沉积了巨厚的石灰岩和白云岩。三叠纪末发生了印支运动，地壳上升。侏罗纪这里为大陆环境，沉积了陆相地层。侏罗纪末，发生了第一次燕山运动，大地再度上升。到了白垩纪，内陆湖泊众多，此地为内陆盆地边缘地带。白垩纪末，发生了第二次燕山运动，使大地迅速上升，造成山脉。第二次燕山运动对武陵源地貌景观形成具有更大的意义，影响极为深远。武陵源奇峰就是在这次构造运动中诞生的，距今已有700万年了。    在新生代第三纪，此地在喜玛拉雅运动的影响下，武陵奇峰继续抬高。特别是第四纪以来发生的新构造运动，使原来的平原变为丘陵，丘陵变为高山。至今这里的地壳仍在上升着。新构造运动，对于武陵奇峰的形成起着主要的内力地质作用。    燕山运动是一次巨大的造山运动，湘西北褶皱构造就是这次运动的产物，同时岩层还产生一系列各组方向的构造节理裂隙。据野外观察，构造节理裂隙有三种方向：一种是10°～30°方向；另一种是315°～350°方向；还有一种是80°～110°方向。前两种是最主要的，而且常常互相交叉成“x”型，将岩层切割成整齐的方形或菱形，构成“棋盘格式构造”。这种节理裂隙面平直如刀切，沿纵横两维空间延伸很远，裂隙面很陡，一般70°—80°，近于直立。    据地质力学分析，主要两组剪节理的交线平行于中间主应力轴，其相交的锐角等分线一般与主应力轴一致。根据这一原理，判断武陵源岩层的受力最大主应力方向是360°和180°，即大地南北方向产生巨大的挤压。    这种由构造运动而产生的节理裂隙，对武陵源奇峰的形成起着决定性作用。这是大自然对武陵源自然景观造型所挥动的第一笔。    3．成景的风化剥蚀和流水侵蚀作用    由于武陵源处于多雨的南方，因此风化剥蚀和流水侵蚀作用十分强烈。构景的石英砂岩质地坚硬，结构致密，化学稳定性好，岩层顶部不易风化和侵蚀，雨水和冰雪主要是沿着岩层的陡立的节理裂隙往下侵蚀的。加上岩层基本上保持原始水平状态，重叠稳固性好，不易倒塌，使之能形成高耸入云的挺拔的岩峰石柱。所以“棋盘格式构造”的节理裂隙为风化剥蚀和流水侵蚀创造了有利条件，导致最后形成“积木山”和“峰林”地貌景观。    流水侵蚀作用在这里特别明显。在雨季，每当暴雨骤下，山洪暴发，滔滔洪水咆哮而下，所经之地，荡涤无遗，对岩层产生巨大冲刷，流水侵蚀往往沿着岩层裂隙方向进行，如金鞭溪、琵琶溪、花溪、沙刀沟和索溪等溪流沟谷都是流水沿着岩层裂隙方向侵蚀的结果。流水侵蚀一方面是沿着裂隙面向下切割，使巨厚的岩层迅速解体，分割成一座座孤立而陡峭的岩峰石柱；另一方面沿着早先开拓的冲沟冲槽向下和向源头侵蚀，不断加大沟谷的深度和长度。    极发育的节理裂隙对岩石产生重力崩塌作用也很明显。这种重力崩塌改造山峰的速度是惊人的，可以在一瞬间把巨大的石块从峰顶岗岭滚落于河谷洼地。人们常常在每一石峰脚下看到一堆堆巨大的碎石块，这便是重力崩塌的佐证。    在袁家界和索溪峪东部的石灰岩分布地带，由于岩石具有可溶性，雨水多沿构造裂隙溶蚀而形成石灰岩溶峰和溶洞，所以那里岩溶地质作用强烈，地表和地下岩溶都很发育。    因此，风化剥蚀和流水侵蚀以及溶蚀等外力地质作用是大自然为塑造武陵源自然景观而挥就的第二笔。    4．成景的生物作用    对于自然景观的形成来说，生物作用大致有两个方面：一方面是破坏和改造，另一方面是保护和装扮。生物破坏和改造，主要指植物和动物对岩石的破坏和改造。我们常见在山峰石柱之巅，或在悬崖峭壁之上，往往青松挺拔，灌木丛生。这些青松和灌木的根系，深深地扎进岩石裂隙之中，根与细菌配合下，产生有机酸不断分解着岩石，吸取岩石中的某些成分，如钾、磷等微量元素。随着植物生长，巨厚的岩层慢慢地被破坏和分解。植物的根就像斧子一样劈开岩层，使岩层崩解，从一种形态变成另一种形态。另外，生物对于改造环境，改造土壤，调节陆地水分循环和小气候，增加区域性降水，以及改造空气中的湿度和温度，这对形成云潮雾海的自然景观起着巨大的作用。据有人统计，在林区的空气湿度比无林区高10～．20%，林区年降水量要比同等地理条件的无林区高15～20%。    生物的保护和装扮，主要是指森林能够保持水土，涵养水源，净化空气，消除噪声，吸尘灭菌，美化环境，装扮山川景物，以及维护和促进生态环境的良性循环，增进游人的身心健康。在保护水土流失方面，据观测，每亩林地比无林地最少能多蓄水20立方米，5万亩森林所含蓄的水量就相当一座总量为100万立方米的小型水库。使雨季能涵蓄大量来水，暴雨不易成灾；旱季又能补充雨水，无雨不易干涸。绿色植物还有着极强的吸收二氧化碳的能力，是制造氧气的天然大工厂。植物的叶子利用太阳光能进行光合作用时，每吸收44克二氧化碳就放出32克氧气。据测定，每公顷森林每天可以吸收1000公斤二氧化碳，放出730公斤氧气。树木还有同化和吸收有毒物质的本领。如柑桔能吸收二氧化硫，柳杉能吸收二氧化碳，女贞和刺槐能吸收氯化氢，木槿、合欢能吸收氯气。森林还可以吸尘，据测定，每公顷青冈林可吸滞68吨灰尘。森林还能分泌“植物杀菌素”，杀死空气中的细菌，净化空气；杀死过滤水里的细菌，净化水质。森林还能减轻噪音对人的干扰，因为树林对声波具有散射作用，并在声波通过时枝叶摆动使声波减弱以至消失。生物装点景物方面就更加显眼了，如那苍翠的群山，绿色的林带，悬崖下盘旋的山鹰，绝壁上攀越的猴群，本身就构成了一幅幅生动的自然美景。所以，森林的景象，绿化了的环境，总是给人一种优美、恬静而又色调柔和的感觉。这是生物对形成自然美景的作用，这就是大自然的巧手对武陵源所挥就的第三笔——着色之笔。    五、自然景观资源的开发和保护    1．开发现状    武陵源的交通十分方便，南离大庸城30公里，大庸城东南侧有枝柳铁路与全国各地相通，城西侧建立有国际二级飞机场，即将通航。区内还有旅游公路可通向湘鄂川黔各省。风景区内宾馆、饭店、服务部约有100多个，一年四季可供游人食宿。大庸市宾馆还设有中国旅行社和华侨旅行社，可为国内外游客办理各项旅行事宜。    武陵源自开放以来，国内外游客络绎不绝，一年比一年增加，例如张家界景区，1979年接待游客10000人次，1980年30000人次，1983年48000人次．1984年250000人次，1985年450000人次，1986年近100万人次。平均每个游客可为旅游区增加旅游收入7.46元。随着武陵源旅游资源的初步开发与利用，湘西封闭落后型的经济开始解体，开放先进型的经济在逐步扩大。    特别是当前开发武陵源旅游资源，不仅能广泛传播科学文化知识，促进少数民族文化教育事业的发展，而且还有利于活跃和繁荣边区经济，有利于改变武陵山区的贫穷落后面貌，有利于加强精神和物质文明建设，还可为民族地区发展第三产业开辟广阔的天地。    目前张家界景区开发的主要游览线有五条：(1)黄石寨游览线；(2)金鞭溪游览线；(3)腰子寨游览线；(4)畲刀沟——袁家界游览线；(5)琵琶溪游览线。索溪峪景区开发的主要游览线也有五条：(1)索溪游览线；(2)天台游览线；(3)神堂湾——自生桥——十里画廊游览线；(4)百瀑溪游览线；(5)黄龙洞游览线。天子山景区开发的主要游览线有六条：(1)黄龙泉游览线；(2)凤栖山游览线；(3)老屋场游览线；(4)茶盘塔游览线；(5)石家檐游览线；(6)昆仑峰游览线。    2．自然景观资源的开发建议和保护措施    今后如何科学开发、综合利用武陵源的自然景观资源以及科学保护这种资源，乃是人们应该特别重视的问题。经过研究，作者认为今后应从这几个方面着手。    (1)首先要加强旅游资源普查工作，把开发武陵源旅游事业的长远规划建立在可靠的科学基础上。    (2)加强和加快景区的建设。一方面要加强景区内宾馆和服务部门的建设，另一方面应恢复古老建筑。宾馆和服务部门的建筑外部应具有古老化、民族化特色，内部可以西洋化、现代化；而古建筑的恢复，内外都应是古式的、民族式的、中国式的，不能掺假求洋。旅游区的开发与建设一定要合乎自然规律，否则，也就违背了美学规律，人文景观美就会与自然景观美格格不入，那么尽管人们花了很大的代价，做了大量的工作，那只是一种破坏，或者是画蛇添足，因为这种不符合科学和美学的开发与建设工作，破坏了自然景观的“天生丽质”，使自然美与人为美不能融为一体。    (3)加强景区之间的有机连接。张家界、天子山和索溪峪之间应用旅游公路串通起来，它们之间应是紧密的、有机的，人工建设和交通要与各景点巧妙的联系起来，要根据地质地貌条件，因地制宜，顺其自然。这样，既装饰了环境，又方便了游人。    (4)在景区内有计划地建立科学公园和博物馆，既提高了旅游的科学性，也扩大了旅游服务范围。如黄龙洞可在地学工作者的指导下建成地下洞穴博物馆。    (5)黄石寨、腰子寨和天台等制高点可设固定型望远镜和彩色探照灯发射塔，以便人们观远景和夜景。    (6)可开辟天门山顶平台——黄石寨的直升飞机空中游览线。黄石寨——腰子寨——袁家界可设空中索道。    (7)黄石寨、天子山顶应设气象观测站，随时为游人欣赏云潮雾海和日出奇观安排良机。    (8)加强武陵源旅游纵横联系，开辟多层次的多渠道的全方位的旅游线路，实行综合和立体旅游。武陵源景区要同周围的天门山景区、猛洞河景区、双龙洞景区、凤凰古城、桃花源、南岳、洞庭湖、桂林、三峡等景区联系，充分发挥火车、汽车、游船、飞机的作用。同时，还要大力发展武陵源的土特名产、工艺珍品、民族艺术，使中外游人尽情地享受了大自然的美景之后，还能欣赏到土家族和苗族的浓郁的民间艺术和风土人情。    (9)要加强旅游资源的保护和科学研究工作。对旅游资源的保护就是对美的保护。要组织地学、林学、美学和建筑学等专家在景区内开展怎样保护好旅游资源的研究工作，这是造福于子孙万代的长远的事业。特别是要研究自然景观的稳定性、抗风化剥蚀性和景区建筑形式、自然保护、森林保护、生态平衡以及旅游资源开发、利用和改造等等。要按美的原则开发和利用旅游资源。总的来说，完整、协调、统一、鲜明这个在现实生活中被公认的美的原则也是旅游资源开发的美学原则。    六、结论    本文从旅游地学与美学角度阐述了武陵源自然景观资源的分布、分类及其特征、构景因素、成景作用及其成因。还从实际出发向多学科领域探讨了武陵源旅游资源的开发、综合利用、资源保护等一系列问题。经过上述讨论得出如下结论：    1．武陵源是分布在中亚热带北部气候区内的一个大型的旅游区系，总面积约400平方公里；在大陆地貌上处于第二级地貌阶梯与第三级地貌阶梯的过渡地带；在地质上是位于地台边缘的沉积岩极发育的地区，地壳比较稳定，地史上为滨海或浅海地带；海拔标高一般500 - 1000米，属中低山地貌。因此，在地质、地理、气候诸方面，武陵源都具有优越的得天独厚的成景条件。    2．按自然景观的形成条件及功能，武陵源自然景观可分四大类：    (1)地貌景观类：（地貌景观类按岩性特征又可细分三小类：①砂岩峰林景观类，②碳酸盐岩溶景观类，③泥沙砾石河滩景观类）    (2)生物景观类，(3)气象景观类，(4)科学考察类。各类都具有不同的特点。    3．构景的岩石主要是泥盆纪云台观组石英砂岩，其次是二叠纪、三叠纪的石灰岩和白云岩。石英砂岩抗风化力很强，易形成砂岩峰林景观；石灰岩和白云岩具有可溶蚀性，常形成岩溶景观。    4．燕山构造运动和晚近时期的新构造运动是形成自然景观的主要的内力地质作用，特别是由构造运动所产生的节理裂隙对形成景观具有十分重要的控景作用。    5．成景的外力地质作用主要是流水侵蚀作用和重力崩塌作用，对岩溶景观的成景作用主要是水的溶蚀作用。生物保护和改造作用也很重要，生物本身就能构成自然景观。    6．提出要加强旅游资源的保护，要加强各景区间的有机连接，开辟空中游览线。还提出要开展旅游纵横联系，开辟多层次的全方位的多渠道的旅游线路，实行复合和立体的旅游。    武陵源是我国第一流的自然风光旅游特区，也是我国第一个地质公园，它的旅游地学意义不容忽视。    （作者单位湖南省地质矿产局，本文为作者在1987年4月第三届鄂、豫、湘、皖、赣五省地质研究成果交流会议上所宣读的论文）