古人如何認識巖溶地貌

陳巍

我國是一個巖溶地貌面積廣大、歷史悠久、文化光輝燦爛的文明古國。歷代不少文人學者對巖溶現象做過多方面的考察和論述，散見于他們的著作之中。明代徐霞客在數十年旅行活動中，對分布于南方多省的巖溶地貌進行了考察和描述，因此在世界巖溶學史上占有重要地位。如果我們放眼全世界范圍，應如何看待徐霞客的成就呢？

何為巖溶地貌

巖溶地貌，是地下水與地表水對可溶性巖石溶蝕與沉淀，侵蝕與沉積，以及重力崩塌、坍塌、堆積等作用形成的地貌，為中國五大造型地貌之一。巖溶地貌分地表和地下兩大類，地表有石芽與溶溝、喀斯特漏斗、落水洞、溶蝕洼地、喀斯特盆地與喀斯特平原，以及峰叢、峰林與孤峰;地下有溶洞與地下河、暗湖。

巖溶地貌其實是具有溶蝕力的水對石灰巖進行溶蝕，從而形成了特殊的地表和地下形態。除溶蝕作用外，流水的沖蝕、潛蝕，以及坍陷等機械侵蝕作用，都是巖溶地貌的成因。它形成的原理是，主要成分為碳酸鈣的石灰巖在有水和二氧化碳的環境中發生化學反應生成碳酸氫鈣，由于碳酸氫鈣溶于水，于是巖石的空洞開始形成并逐步擴大。

在世界上，這種現象在南歐亞德利亞海岸的喀斯特高原上最為典型，所以這種地貌被籠統地稱為喀斯特地貌。喀斯特地貌在中國分布最廣，其集中分布于桂、黔、滇等省區，川、渝、湘、晉、甘、藏等省區的部分地區亦有分布。2007年，“中國南方喀斯特”入選世界自然遺產，其中云南石林幾乎集中了世界上所有喀斯特形態。我國華南和西南的熱帶巖溶（峰林）分布廣、類型全，曾被譽為世界最奇特的巖溶地區。我們說“桂林山水甲天下”，無山不奇，無山不洞，無水不秀，也主要因為這里具有發育最充分、美學觀賞價值最高的巖溶地貌。

古人如何看巖溶

中華民族對巖溶的認識、利用和改造的歷史，可以追溯到先秦的戰國時期。《周易》中有“山下出泉”“澤中有水”等有關洞穴和地下泉水的描述，《山海經》則記載了洞穴、伏流和地下河等巖溶現象。西漢時期的《神農本草經》記載了鐘乳石及其作為藥物的功能。三國時期的《婁地記》記載了太湖洞庭山區域的巖溶、巖溶泉和鵝管。北魏酈道元在《水經注》中記述了廣大地域范圍內的地上和地下巖溶現象。唐代柳宗元在《柳河東集》中論述了柳州、桂林等地的巖溶峰林、洞穴和巖溶潭等;杜光庭的《洞天福地記》、蘇恭的《唐本草》探討了石鐘乳、石筍、石柱的成因。宋朝沈括的《夢溪筆談》、范成大的《太湖石志》均對巖溶地貌有所記錄。

明代地理學家、旅行家和文學家徐霞客是世界巖溶地貌和洞穴考察研究的先驅，他所著的《徐霞客游記》詳細記述了他在1613—1639年游歷浙江、江西、湖南、廣西、貴州等地考察的巖溶地貌現象，并分析了相關巖溶地貌的發育機制，是世界上最早的石灰巖巖溶地貌學和洞穴學著作之一，為世界巖溶學作出重要貢獻。

我國西南地區是世界上可溶巖連續分布面積最大、熱帶亞熱帶巖溶最為發育的地區。徐霞客在該區進行了為期3年多的考察，觀察記述了我國幾乎所有的熱帶、亞熱帶巖溶現象。他在世界上最早論述熱帶巖溶，理清其在我國的分布范圍，并為巖溶地貌做了分類和命名，指出巖溶地貌存在區域差異。

系統的考察使徐霞客對巖溶地貌的成因和地理分布提出了科學解釋。在巖溶發育機制方面，徐霞客不僅記述了溶蝕作用，還著重指出流水侵蝕和“重力”作用在巖溶地貌形成中的意義。如云南保山水簾洞，“崖間有懸于虬枝為水所淋漓者，其外皆結膚為石，蓋石膏日久凝胎而成”。“虬枝”便是石柱或石筍，其他的巖溶地貌還有如落水洞、溶洞、坡立谷、石林等。

在洞穴學方面，徐霞客準確細致地記述了300多個洞穴，這些記錄包括洞穴的位置、洞口朝向、洞穴結構和形態、洞穴生物、洞穴考古、洞穴堆積物、洞穴水文、洞穴探險、洞穴氣象和利用等，幾乎涉及洞穴學的各個分支。在缺乏儀器裝備的情況下，徐霞客對洞穴的形態及結構變化，通道大小、方向和分歧匯合的記述準確性有時甚至達到令人驚嘆的程度。

徐霞客對洞穴的認識和記述的內容經歷了一個由淺到深、不斷深化的過程。早年徐霞客多次游覽過離家鄉不遠的善卷、張公諸洞，他在西南之行開始之時，仍以華麗文字粗略描述形態萬千的鐘乳石沉積物為主。到后期，他一方面側重于洞穴形狀、結構和復雜的通道等的描述和比較（如陽朔珠明洞），另一方面重視特殊的、少見的、新的洞穴次生化學沉積物類型的記述，例如在探查廣西上林縣三里鄉白崖堡南山的洞穴時，徐霞客描述了3種化學沉積形態：鵝管、穴盾和石枝。它們常常在某些具有特殊沉積環境的洞穴中出現。徐霞客在這里著重描述了穴盾，這很可能是世界上最早對穴盾的細致描述。

西人如何看巖溶

我們前面提到，巖溶地貌在現在斯洛文尼亞境內的喀斯特高原最為典型并因此得名，實際上這種地貌的基礎，也就是地表或地下多為可溶蝕的石灰巖，在地中海南北兩岸都廣泛分布。和巖溶地貌分布區在中國古代罕有人至不同，古希臘和古羅馬人本身就生活在巖溶區域，他們對這種地貌的常見特征并不陌生。一些河流從地下冒出，流淌一段以后又再度消失;陸地和海底相連通的地下溶洞讓淡水河流從海底流出，形成海水中的淡水泉。這些現象吸引了荷馬之后許多古典時代作家的關注。在他們筆下，這些現象往往被附會以冥界、神靈等神話傳說。

由于巖溶地貌常伴隨水流，這些地方也常被人們為安居樂業而興修水利加以改造。更多親身認識讓學者們逐漸舍棄神的因素，強調實地考察并推測原理。例如亞里士多德在《天象論》中討論了地表之下的空洞。他把地震、火山和巖溶現象都歸因于地下空洞與風、水或火元素的結合，而水是在這些空洞內循環流動的。古羅馬的老普林尼和斯特拉波都羅列了許多地下河流和間歇性湖泊，他們記載從河流的消失處投擲漂浮物，再從重新出現處取回物體的做法，這與現代科學家用染料追蹤巖溶河流走向的方法具有相似性。不過總體來講，古典時代作者雖然記錄了對巖溶地貌的觀察，但他們不具備科學解釋其形成原理的能力。

古典時期文化衰亡后，關于地中海北岸巖溶地貌的知識也被打入冷宮，直到12世紀人們才開始重新注意到斯洛文尼亞的這些奇異地表，但在很長時間內對其認識的發展仍然十分緩慢。直到徐霞客考察后半個世紀，斯洛文尼亞學者馮·瓦爾瓦索才向歐洲學者介紹了喀斯特這個術語，并描述了地下河流現象。對巖溶地貌全面展開科學考察，更是晚到19世紀末的約萬·斯維吉奇才予以奠基。

通過比較，我們可以發現，生活在巖溶區域的人們顯然更容易關注自己身邊的奇異地形，故而古典時代地中海沿岸學者對此多有記錄并不足為奇。以徐霞客為代表的古代中國學者，多自罕見巖溶地貌的中原地區闖入這個瑰麗的世界。他們注重實地考察，逐漸從單純旅行探險向嘗試探討巖溶成因進展，展現出寶貴的追求科學真理的精神。僅從結果看，徐霞客的觀點在當時也具有前沿性，這些都是值得肯定的。