基奈峽灣國家公園自然地理特征

大衛·卡爾·施耐德S 著；戴長雷，楊朝暉 譯

(1.阿拉斯加大學 安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508； 2.黑龍江大學 寒區地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

基奈峽灣國家公園自然地理特征

大衛·卡爾·施耐德1S 著；戴長雷2,3，楊朝暉1譯

(1.阿拉斯加大學 安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508； 2.黑龍江大學 寒區地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

國家公園生態系統是地貌研究的重要組成部分，通過研究公園地理特征有助于進一步了解中南阿拉斯加的地貌特征。在梳理公園所受地質作用以及氣候等相關知識的前提下，對基奈峽灣國家公園自然地理特征進行了分析。指出：①整個公園由太平洋板塊楔入阿拉斯加時洋底推擠起來的巖體組成。山地地形主導了公園的景觀，高大的山脈使降雨和降雪量很大。來自海洋的濕潤空氣與高大的山體遭遇時促成的冰川現在正在消退，公園的整個海岸線也正在緩慢下陷。②基奈峽灣國家公園的氣候主要是海洋性的，富含水汽的風以及從東亞流向阿拉斯加灣的太平洋洋流的相對溫暖的水體一起作用，塑造出本公園溫和、濕潤的氣象條件。③海洋、山脈、冰川以及上述三者不斷的變化，將本公園變成一個豐富多彩的生態王國。由于絕大多數地方海拔較高，所以基奈峽灣國家公園的地理景觀以冰川和苔原為主。

地質作用；氣候；冰川；苔原；基奈峽灣國家公園

在中南阿拉斯加，基奈峽灣國家公園是僅次于德奈利國家公園的第二流行的旅游目的地，但是兩個公園的地理景觀卻差別巨大。在本公園，從北太平洋的驚濤駭浪中聳立而起的高大山脈蘊有冰川和溫帶雨林。溫暖的大洋為大量的野生動物提供了庇護所，鳥類和海洋哺乳動物沿著海岸繁盛起來。土地上冰川消退的流量、河流侵蝕、海岸線向波濤下沉積總是處于一種動態平衡。

1 地質作用

山地地形主導了公園的景觀，而且與大多數山地外觀有關。高大的山脈使降雨和降雪量很大，冰川也由此得到補充。冰川接著刮擦景觀，形成這些縮進海岸線以里的美麗峽灣。降水也通過沿岸的淡水河流將營養物質帶回大海，以使多種多樣的海洋生物營養豐富。僅僅由淹水的山峰形成的孤立的巖島為海鳥和海獅提供了庇護所。

山地的巖體屬于楚加奇地體的瓦爾迪茲組合體。它們絕大部分由作為長條狀的庫拉板塊俯沖帶增生楔建造材料的沉積物組成。大部分巖體是由雜砂巖和泥巖組成的薄層狀的理石，在這種情況下它們自大陸架向俯沖帶流動的過程中形成濁流。絕大部分沉積物為細粒的，因為更重的物質會沉積在離大陸更近的地方[1]。

在晚白堊紀，俯沖帶發生堵塞而進一步向遠離大陸方向遷移。舊俯沖帶被博德嶺(博德瑞治)斷層所代表。后續的俯沖帶為科恩臺科特斷層所代表。原來的增生楔里的特質不再俯沖，而是被形成楚加奇山的構造作用推擠出海洋。

在始新世，存在于庫拉板塊和法拉隆板塊之間的原來的擴張中心俯沖到基奈峽灣國家公園現在所在位置的下方。由于擴張中心周邊地區的地殼非常薄，所以巖漿可以到達地表。在其他地區，巖漿不能到達地表，但是可以在理石體以內固結為花崗巖巖體。這些理石巖體和花崗巖體在地質力的作用下隆升并接受冰力營力的侵蝕。由于理石巖體較花崗巖體更易于侵蝕，所以公園里的許多半島和島嶼就是由這種未侵蝕的花崗巖組成。

盡管不在公園的邊界以內，但是來自于俯沖的擴張中心本身的玄武巖在西沃德對面的復活節半島上顯露出來。這形成了一套帶有45°傾角的完整的蛇綠巖序列。

基奈峽灣國家公園最有意思的地質現象之一就是公園的整個海岸線正在緩慢下陷。因為太平洋板塊在阿留申海溝處俯沖，所在太平洋板塊不但向西北方向擠壓地體形成楚加奇山，而且拖動北美板塊的這一部分向下坳陷。因此，如果基奈半島西面的楚加奇山看起來像是在向海洋滑動，這是因為它們就是那樣的。對大部分地塊來說，這并沒有引起顯著的地震，但是，如果太大的壓力在地表以下累積起來的時候，偶爾也會觸發一次地震。在過去的1萬年，部分海岸線已經被向下拉陷數百英尺[2]。

2 冰川作用

好似是嫌基奈峽灣國家公園的地質作用還不夠戲劇性，巨量冰川的殘酷作用力也加入到公園地貌的塑造中來。在拿破湯(威斯康星)冰期的最大冰川范圍內，除了最高峰以外的所有地區均為冰所覆蓋。不僅如此，冰川還清晰地向海洋中的大陸架上拓展了100多英里。

基奈峽灣國家公園的冰川發源于哈丁冰原，哈丁冰原冰蓋面積有700 m2，與茂宜島(作者注：又稱毛伊島，為夏威夷第二大島)面積相當。平均每年有30多英尺的白雪累積在這里。這些雪壓實后變成冰，然后基于不同的冰川，以大約20英寸/天的速度緩慢流向山下。哈丁冰原共有38條下溢的冰川。

冰川的歷史極短。在全新世就經歷過數次冷期和暖期。最近的冷期是小冰期，從中世紀晚期延續到20世紀末。19世紀中期到達阿拉斯加的俄羅斯探險者看到的海岸線實際上與我們今天所見的是不一樣的。許多峽灣中堆滿了冰川。絕大多數冰川留下的終磧穿過峽灣，隱藏在海面下方幾英尺的地方(圖1)。

基奈峽灣國家公園以數條斷層為邊界，這些斷層將東邊較新的地質體與西邊較老的地質體分開。整個公園由太平洋板塊楔入阿拉斯加時洋底推擠起來的巖體組成。來自海洋的濕潤空氣與高大的山體遭遇時形成的巨量降水在最近的冰期中促成了大量的冰川，這些冰川現在正在消退。在最近數世紀的小冰期中冰川延展到當前的終磧所在的位置。圖1 基奈峽灣國家公園的地貌特征和斷層

水下冰磧物形成于冰川穩定的時期，且處于自我延續的循環中，對于潮水冰川的進一步穩定有作用。冰川所棲息的冰磧物可使冰川免受波浪和洋流的侵蝕，并使冰川駐留在原地。但是一旦冰川開始消退，潮水冰川離開下伏的冰磧物，它們會迅速融化。因為有更多的水與冰川接觸，消融加速，冰川總體上向后移動的速度較之于僅僅融化的冰川要快。麥卡錫冰川在100 a間已經消退了15英里。與之形成對比的是，陸基的伊格雷特冰川在175 a間僅消退了2英里[3]。

我之所以能夠確定這些冰川膨脹和收縮的時間，是因為擴展的冰川常常會掩埋小冰期之前就存在的大量的森林。找到樹木殘骸，就可以采用碳測年技術確定出相當精確的時間。

基奈峽灣國家公園的峽灣與其他的峽灣形成模式一樣；冰川的侵蝕可將一個V型谷拓展成一個U型谷，冰川的重量壓在地面上。但是在基奈峽灣，另一種作用力也在起作用；板塊的局部下陷。盡管根據地殼均衡回彈理論，峽灣會慢慢的回彈上升，直至露出海面，但是由于構造的原因，這些峽灣隨著時間的推移卻是在變得越來越深。末次冰川運動以來的海平面上升也有助于這些峽灣保持在水面以下。同樣地，這些現象都有助于在許多公園的半島上產生淹沒的冰斗(圖2)。

這張非常復雜的圖件顯示出許多能夠影響當前海岸線位置的因素。在這種情況下，基奈峽灣國家公園之艾阿利克灣淹沒的冰斗提供了一個很好的例子。在末次冰期，由于氣候冷、雪線高程低，所以海水位較低，山谷突出的地方可以發育出冰川(以及冰斗)。隨著氣候變暖，海平面和雪線都在上升。冰斗中積累降雪，并且漸漸地沉到不斷上升的海水之下。這時冰斗的下淹也與板塊構造活動下基奈半島沿岸陸面的緩慢下陷有關。冰川活動后也會發生地殼均衡回彈，但是它的影響不及其他因素。圖2 基奈峽灣國家公園的冰川活動、板塊構造和海水位

3 氣象與天氣

基奈峽灣國家公園的氣候主要是海洋性的，這往往意味著氣候溫和。天氣既不非常冷也不非常熱。富含水汽的風塑造了公園里的主要天氣模式。這些風以及從東亞流向阿拉斯加灣的太平洋洋流的相對溫暖的水體一起作用，塑造出本公園溫和、濕潤的氣象條件。

形成于阿留申群島上空的低壓系統在向東推移的過程中，當急流不規律的時候，常常向南或向北偏移。一旦這些低壓系統到達阿拉斯加灣，當地的逆時針氣旋風就會迫使它濕潤的空氣轉向西方，在西方它們又會遭遇楚加奇山。這些氣團隨之抬升并冷卻，在整個地區形成大量的地形雨(雪)。夏天的降水造就了沿海郁郁蔥蔥的溫帶森林。冬天的降雪慢慢累積起來，形成我們今日所見之壯美的冰川[4]。

瀏覽一下地圖就會發現，本公園的氣候涼爽而不寒冷。即便在海拔較高的地區，年均氣溫也不是太低。冰川的出現并不是依賴于非常寒冷的氣溫，而是因為這里的山地氣候涼爽且降水巨多。本公園唯一極端一些的氣象條件就是降水多，特別是在最高的山脈處，濕潤的海洋水汽爬升到最高處并在那里冷卻的最多(圖3)。

因為冰川上空的空氣通常比周邊陸地或者海洋上空的空氣要冷，所以就形成了局部的小氣候。這樣在冰川上方就形成了相對高壓。冰川上空的空氣相對于陸地或者海洋上空的空氣在下降，這樣就形成了涼爽的冰川微風。除夏季的冰原以外，陸地加熱的速度要快于海洋。這樣就形成了用以將涼爽的海洋空氣代替上升的陸地空氣的海洋微風。

表1列出了西沃德一些氣象統計資料。這些氣象數據僅適用于濱海地區；高海拔地區的相關數據與它們有很大的不同。

隨著西風而來的逆時針氣旋風暴被楚加奇山所捕獲。山區中部降下的最大的降水不斷地補充著哈丁冰原?；伟雿u的西部顯然處于楚加奇山的雨幕帶上。靠近海洋的地理位置使得整個地區的氣溫不太極端，比較平穩。基奈半島西部上空較為干燥的空氣使得該地比公園區涼爽一些。圖3 基奈峽灣國家公園降水與氣溫

最高平均氣溫/℉最低平均氣溫/℉平均降水量/in平均降雪量/in平均雪深/in一月303203611525二月328222577198三月3712533781327四月444318402572五月522389397030六月58545423000七月62350026300八月62049552700九月553437100600十月446345999170十一月359266697761十二月3152177552074全年平均45634268428332

4 生態地理特征

海洋、山脈、冰川以及上述三者不斷的變化，將本公園變成一個豐富多彩的生態王國。從海底到山頂變化巨大的環境范圍條件，使得在相對狹小的地區內形成了不計其數的包含成千上萬種動物和植物物種的生態壁龕(系統)。有些物種不僅在一種或另一種生態群落中繁盛，而是在二者之間的邊界上調和著。

從下沉的海岸線水體中矗立出來的山體為鳥類和海洋動物提供了一個安全的庇護所。海豹慵懶地躺在從冰川上碎下來的冰塊上。熊潛行在山腰多樣的垂向環境中，尋找藍莓、山羊以及被波浪沖到巖灘上的食物等任何可吃的東西。

海洋中充滿了營養物質，一些是由阿拉斯加的洋流(位于阿拉斯加灣的北太平洋洋流中的逆時針湍流)帶到岸邊的。另一些營養物質則由成千上萬條由雨水和融雪水持續補充的淡水河流從陸地上帶來。如果不是太陡的話，這些河流就可為三文魚提供產卵地，那些產卵后死亡并腐爛的三文魚進一步增加了流向海洋的河水中的營養物質。磷蝦就是靠這種不斷流入的營養物質為生，而鯨魚則以磷蝦為生。海獺依托豐富的貝類而茁壯成長。

由于公園里許多峽灣和山谷近期經歷過冰川，所以這是一個研究生物演替非常有意思的地方。最近冰川活動過的地區比比皆是。這些地方，新來的地衣剛剛開始占據上風。過上一段時間，諸如苔蘚、仙女木以及火草等植物就會在這里扎根。它們死亡以后會形成更多的土壤，諸如榿木一類的灌木就會在其上生長。榿木能夠增加土壤中的氮，這會進一步有利于后續的植物成長。三葉楊(綿白楊)往往是這一地區最先成長起來的樹木，西加云杉則在它的蔭蔽之下成長。鐵杉和云杉一起，漸漸形成我們今日所見之雨林[5]。

生物演替的路徑并不總是這樣的。由于山勢陡峭，連續的雪崩使得樹木無法生長。榿木就成了能夠承受雪崩沖擊的最大的植物。在某些峽灣地區，融化的冰體和從冰川吹出的冷風同樣使得植物無法生長。附近的生物群落就主要由苔原組成。在最后一次冰川運動結束后，第一個向本地區移居的植物的移居過程也是非常緩慢的。1.4萬年前，在公園里的許多地方冰川就已經消失了，但是直到過去的2000 a，鐵杉和云杉森林才開始占據上風。

基奈峽灣國家公園的地理景觀以冰川和苔原為主，其原因是這里絕大多數地方海拔較高，只有在下游河谷區和沿海狹長平原區才生長有極少量的森林。因為從冰原下吹來的風使這些地方的氣溫較低，所以大部分冰川峽灣的頭部并沒有森林。在某些地方，地衣群落或者灌木群落生長在森林群落之下。這種情況出現在冰川沿著谷底流過的地方，而不會出現在較高海拔的地區。如果當地的氣候足夠溫暖，樹木就會在冰川上方的山腰處開始生長。當冰川消退后，較低的山腰處只剩下荒蕪的巖石，沿著這些地方，植物只能慢慢地重新填充。而較高一些的山腰處，植物填充過程已經提前一步開始了。

5 結 論

基奈峽灣國家公園蘊有冰川和溫帶雨林的高大山脈從北太平洋的驚濤駭浪中聳立而起。溫暖的大洋為大量的野生動物提供了庇護所，土地上冰川消退的流量、河流侵蝕、海岸線向波濤下沉積總是處于一種動態平衡。

(1)山地地形主導了公園的景觀，高大的山脈使降雨和降雪量很大。公園很大面積是由海相環境中生成的理石組成的。沿著公園的幾個半島還可以看見剝蝕出露的侵入理石的花崗巖體。從西沃德穿過復活灣出露了一套玄武巖蛇綠巖序列?；螎{灣國家公園以數條斷層為邊界，這些斷層將東邊較新的地質體與西邊較老的地質體分開。整個公園由太平洋板塊楔入阿拉斯加時洋底推擠起來的巖體組成。來自海洋的濕潤空氣與高大的山體遭遇時形成的巨量降水在最近的冰期中促成了大量的冰川，這些冰川現在正在消退，公園的整個海岸線也正在緩慢下陷。

(2)基奈峽灣國家公園的氣候主要是海洋性的，富含水汽的風以及從東亞流向阿拉斯加灣的太平洋洋流的相對溫暖的水體一起作用，塑造出本公園溫和、濕潤的氣象條件。

(3)海洋、山脈、冰川以及上述三者不斷的變化，將本公園變成一個豐富多彩的生態王國。由于絕大地方海拔較高，所以基奈峽灣國家公園的地理景觀以冰川和苔原為主。

[1] Pfeiffenberger, Jim. The Complete Guide to Kenai Fjords National Park[M]. Anchorage: Greatland Graphics, 1995.

[2] Wilson, Frederic H,Weber, et al. Prehistoric Alaska: The Land[J]. Alaska Geographic,1994,21(4):6-23.

[3] Pielou E C. After the Ice Age: The Return of Life to Glaciated North America[M]. Chicago: The University of Chicago Press, 1992.

[4] Mann, Daniel H, Crowell, et al. Holocene Geologic and Climatic History around the Gulf of Alaska[J]. Arctic Anthropology,1998,35(1):112-131.

[5] Viereck, Leslie A, Little, et al.Alaska Trees and Shrubs[M]. Fairbanks : University of Alaska Press, 2000.

Physical geographic characteristics of Kenai Fjords National ParkWritten 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)

The ecological system of National Park is the important part of landscape research. Studying the geographic characteristics of park can help further understand its landscape views. The paper analyzes the physical geographic characteristics of Kenai Fjords National Park on the basis of combing the geologic forces and climate which affect the park under the premise of knowledge. It points out: ①The landscape is characterized by broad river valleys populated with taiga forest, steep mountains with tundradraped slopes and some of the highest peaks in North America; ②The climate of Kenai Fjords National Park is predominantly maritime. The Westerly winds, combined with the relatively warm water of the North Pacific Current that flows into the Gulf of Alaska from East Asia create the mild, wet conditions;③The ocean, the mountains, the glaciers and the constant changes that all three are undergoing have created a rich and diverse ecological realm in the park. Because most of the terrain in the park is at high elevation, ice and tundra dominate the landscape.

geologic forces; climate; glacier; tundra; Kenai Fjords National Park

中科院寒旱所凍土工程國家重點實驗室開放基金項目(SKLFSE201310)；國家自然科學基金項目(1202171)

大衛·卡爾·施耐德(1969-)，男，美國阿拉斯加州安克雷奇市人，助理教授，主要從事自然地理及地理信息系統方向的科研和教學工作。

譯者簡介：戴長雷(1978-)，男，山東鄆城人，教授，主要從事寒區地下水及國際河流方向的教學及科研工作。E-mail：daichanglei@126.com。

P54；P94

A

2096-0506(2017)04-0024-06