中国东北高纬区综合自然区划界线探讨——兼议综合自然区划的原则和方法，本文主要内容关键词为：区划论文,自然论文,界线论文,中国论文,原则论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
摘要：通过实地考察，讨论我国东北高纬区综合自然区划界线，以及综合自然区划的原则和方法。并对大兴安岭北部地区的综合自然地理界线进行划分。
关键词：综合自然区划 大兴安岭 区划界线比较 宏观与微观分析
人类赖以生存的自然地理环境是高度复杂的环境体系，具有不同量纲的自然综合体是在不同级别上构成这一体系的基本单位，它们是自然环境中的“相对均质体”。地理学家普遍认为自然综合体应具有基本相同的景观特征。综合自然区划的根本目的就是透过对自然环境相似性与差异性的分析，找出这些相对均质体——即自然综合体。
但是，地球上，特别是陆地各区域的地理环境之间的异质与同质，相似性与差异性一般而论总是交叉渐变，互为存在的前提；同时构成一个区域的自然要素又是十分复杂的。因此，我们找到的相对均质体只能是总体上或总和上的相对同一，这就是综合自然区划与部门自然区划的本质区别。也正是这一综合性原则决定了综合自然区划有更大的难度。
我国是世界上开展综合自然区划较早的国家之一，自本世纪50年代至今40余年，不仅在区划原则和方法研究上取得了进展，而且形成了几种有代表性的全国区划方案。[1,2]笔者认为综合自然区划的原则和方法仍未臻善，中国综合自然区划的界线也还需在修订中更趋合理。近年有机会从事大兴安岭北部区的环境考察，初识涉及该区的现有综合自然区划界线仍值得商榷，进而有必要回过头来对指导区划形成的理论和方法进行再探讨。受研究区域的局限，管中窥豹之见难免偏颇，谨不揣冒味就教于同行及有关专家。
1 研究区自然环境基本特征
本研究区位于47°N以北的中国东北高纬区，属于大兴安岭北段，自然地理结构独特。
1.1 地质特征 本区地质体地层以大面积出露的海西期黑云母花岗岩与侏罗纪火山岩和含煤的板——岩岩系相镶分布为特征，其中侏罗纪陆相岩系构成大兴安岭与伊勒呼里山的中轴，黑龙江上游谷地亦多此种岩性。构造以华夏系为主，纬向构造次之[3]。前者以雁翎式格局控制大兴安岭西坡岭谷分布，后者则主导了伊勒呼里山是东西走向，两者的斜接带上又新生有新华夏系构造，从而形成了大、小兴安岭北段的复杂地质结构，与大兴安岭中级构造系明显不同。
1.2 地貌特征 本区地貌以中小起伏的中、低山为主要类型，进入黑龙江河各转为带状丘陵和台地（第三级高阶地）。中山海拔一般为800-1000m，显示兴安夷平面的广泛存在。在500-600m高程还有布西夷平面的发育。河谷则相当宽广，一般为1～2km，河流蜿蜒曲折，又非深切河曲，表现出老年期特征。造成这种特殊现象的原因之一是本区虽仍处于整体上升之中，全新世海面下降造成的深切“裂点”尚在黑河至名山间的小兴安岭中下段。另一原因即是现代冰缘过程导致的河谷拓宽机制，而在谷坡及分水岭处则形成大片石海。海西、布西两期夷平面所应具有的风化壳亦被破坏殆尽，故这两期夷平面悉被改造为寒冻剥蚀面，具有双重成因。在塔河、十八站一带海西期花岗岩风化壳保存较好，显现出较明显的气候地貌界线；同时延伊勒呼里山东南斜面至海拉尔河流域的大兴安岭，北部常见的冻胀丘、冰椎等强烈冰缘现象亦少见。根据本次1/100万地貌编图，上述为大兴安岭北段中低山冰缘地貌区的界线。
1.3 气候特征 温度和湿度的季节分异表明，本区仍具有大陆性季风气候。纬度偏高又兼山地叠加效应（纬度地带性与垂直地带性的辐合使本区成为中国的“寒极”，年均温约为-4C，最低-6.05C（洛古河），日极端最低气温-52.3C（漠河）。无霜期90-100天，≥10C的积温一般为1700C。年总辐射仅1300-1400kW·h/m[2]，亦是全国最低地区之一①。
低温导致冻土发育，是中国最典型的纬度地带性多年冰土区，连续永冻区（具岛状融区）覆盖了根河以北的大片山地，最大厚可达130m②。冻——融镶嵌分布区则稍向南扩展到海拉尔河上游山地[4]，但在伊勒呼里山两者界线颇近，此暗喻该段有突出的自然景观分野意义。
区内的年均降水量仅400mm左右，但蒸发较弱，仅410mm上下，使本区偏湿润③，多数人定为半湿润寒温带气候[5]，而区外则为中温带。
1.4 植被特征 本区北部植被以兴安落叶松和樟子松构成优势群落，是西伯利亚叶林的延续，属于泛北极植物区系。林下及河谷有耐寒的细叶杜鹃、笃斯越桔，多为环北极和北极成分。[6]。它们共同组成了“冰缘植被”类型，宽谷中则有罐丛沼泽，下覆一般厚＜0.5m的泥炭层，C[14]年龄为940-2700/Y.B.P，说明发育历史较短。据现有资料，上述被称为“寒温带针叶林”植被是以伊勒呼里山和根河上游为界，东南侧则为“落叶阔叶林”带，两者界线明显[7]。后者向西侧的海拉尔河中游河谷转变为草甸，因而与前者并不呈连续的包容关系。
1.5 土壤特征 全新世以来，本区长期处于严酷的自然环境下，地球化学过程受到抑制，成土作用较弱，并且多期冰缘作用也使本来较弱的成土过程受到破坏而重新开始，年青性、粗骨性以及垂直淋溶不充分，土壤有机质积累缓慢等特点，使本区北部发育大片漂灰土[8]。其界线东依伊勒呼里山向西南延伸。西沿内蒙高原边缘向东南延伸，两者交会于海拉尔河上游。在大区域上，应属于泰加林永冻土壤的侧一部，或是它的南缘。区内还有非地带性的沼泽土。漂灰土的东南侧为山地暗棕壤，而西南侧为灰黑土和黑钙土。这种分布格局是地质地貌与气候因子相互作用的产物。
1.6 水文特征 黑龙江及其上游支流组成本区北部水系，东南侧属于嫩江（松花江支流）水系，伊勒呼里山在水文区划上也同样显示了“地理界线”的特殊意义。占据大兴安岭西斜面的是河源额尔古纳河水系，河网密度较小，
。
全部河网水系的坡峰都很小，黑龙江干流上游段（洛古河至黑河全长895km）平均坡降仅0.20‰，无深遂峡谷和跌水，它的各支流皆具蛇曲发育，水流缓慢，不具备典型山地河流的特征。受季风影响，河水夏丰冬枯，流量变率大，黑龙江干流水位年变幅为10-15m，多年平均流量为902-3490m[3]/S（波克洛夫卡—格洛台科沃），冬季最小日流量仅3.3m[3]/S（波克洛夫卡）黑河附近仅44.4m[3]/S④。
综合上述分析，大兴安岭北段在地质结构、地貌、气候、水文、植被及土壤各要素都有其特色，形成一个独立而完整的区域性自然综合体，具备在综合自然区划上自成一区的客观基础。
2 综合自然区划界线的宏观分析
本文遵循综合性原则、发生学原则和区域完整性原则，以自上而下的景观宏观定性分析与自下而上的要素的微观定量分析相结合的方法，对大兴安岭北部地区的综合自然地理界线进行划分。其实，区划的原则和方法论是一致的。这里所指的综合性原则即综合自然区的划分应考虑形成该区（自然综合体）的各自然要素空间分异的综合特征。换言之，综合自然区划界线寓于要素自然区别界线之中，也只能在分析后者的基础上才能“综合”出前者。运用叠置法对要素区划界线进行拟合差分，便可以得到综合自然区划界线。原则上讲，个别要素的发散现象是正常的，特别是地质界线，但仍然可依据多数要素的拟合趋势进行综合。如果发生多要素区划界线拟合性甚差以致无法做为综合基础，就表明要素区划工作做得不合理，应予检验，校正。或者是划分的对象客观上并不具备独立划区的条件。
另外，对发生学原则的理解及如何贯彻也存在颇大分歧。实质上，发生学原则强调自然综合体形成演化过程的一致性，突出了它的稳定性品格，不是任意的拼合。各自然要素都是在一定的时间因数下形成的，一般来说以地质体的形成最长，地貌次之，土壤再次，植被较短，而气候变化较快。因此，一个真正贯彻了综合性原则的自然区划，也必然能够贯彻发生学原则的，无须在方法论上为之确定什么具体指标。
研究区的地貌、气候等6种要素的区划界线见图1所示。由图1可以看出，地貌、气候、水文、冻土、植被和土壤等自然要素的6条分区界线总体上有较高的拟合性，特别是在伊勒呼里山东段和大兴安岭与内蒙古高原转折处表现更好。离散性较明显的是右侧近黑龙江河谷伊勒呼黑山在此终止，转为高丘陵和台地，环境的过渡性增强；再者大兴安岭主脊图里河至海拉尔河上游一带，山脊海拔均匀地保持在1200m左右，也使环境增强了渐变性。对于诸界线的离散段，我们采取差分原理的聚类原理相结合予以处理是很容易的。其做法是分别求取非生命系统的地貌、气候、水文、冻土等4条界线的均态界线位置和土壤，植被代表生命系统界线的均态位置，然后再将两者综合，得出最后界线。
该线总的特征是呈“U”字形，两翼呈不对称形向北收敛，而孤顶沿大兴安岭主脊南凸，反映出高度对纬度的叠加作用，也恰好说明所划分出的这一综合自然地理区的自然景观是纬度地带性与垂直地带性两种现律相互作用的产物。
图1 研究区部门自然区划界线
图3 几条综合自然区划界线的比较
3 区域综合自然区界的微观定量分析
本文的定量分析采取了判别分析与模糊聚类分析两种方法，以便互相验证，保证有较高的精度。它与景观合并法同属于自下而上进行综合自然区划的方法，却显然具有定量分析的优点[9]。
3.1 判别分析
Ⅰ、样本与变量的选择
根据工作需要，选取48°N以北31个气象站点作为样本。
。由于冻土在东北北部大片连续分布，是该区自然地理环境的综合反映，且其与土壤，植被等一样没有确切的数量对比关系，故对大片连续多年冻土（岛状融区）赋值为10；多年冻土与融区相嵌区赋值5；岛状多年冻土区赋0。土壤中漂灰土赋10，其他土壤都为0。植被中寒温带针叶林赋10；针阔混交林赋5，阔叶林及其他赋0。根据经验分区，确定各样本区域归属。（见表1）
表1 样本经验分区
分区样本
Ⅰ漠河、塔河、呼中、新桥、图里河、甘河、阿里河、阿木尔、三河、根河
Ⅱ纳河、孙吴、嫩江、海拉尔、新巴尔虎右旗、五营、博克图、新巴尔虎左旗、
逊克、苏格河、克山、德都、赵光、北安、涡河里、加格达奇、大杨树、
牙克石、呼玛、黑河
Ⅱ判别分析计算及结果
表2 判别分析计算结果
Z*＝-5.413574
判别结果表明，这一结果与前述宏观定性分析一致。
3.2 模糊聚类
仍采用判别分析所列数据，进行极差标准化，采用欧氏距离，计算结果、聚类谱系图为表3、图2：
根据模糊聚类和判别分析对比可知，漠河、塔河、呼中、新林、图里河、阿木尔、根河两者结果十分一致。仅甘河和阿里河有所不同，在模糊聚类谱分中处于过渡位置，恰好反映它们位于本区划的过渡带上，可见，两种定量分析法所获结果一致，都得到了相同的区划界线。
4 与其它区划界线的比较
在已有数个中国自然区划中对本区划修异，本文界线与之比较亦各有所别。
黄秉维方案较早地将本区划为一个一级区，称“寒温带半湿润大兴安岭北部区”[2]。问题是界线的走向，除西翼一小段外，绝大部分与地貌、气候、冻土、土壤及植被各要素界线均不一致，自然也与本区划界线相异。其根本原因可能与区划原则有关，笔者认为是先按温度、次按湿度、再按地形的区划原则和方法不大可能贯彻综合性这一基本原则。过多突出服务农业目的，并由此过份强调以气候要素进行划分，所形成的综合自然区划势必更接近农业气候区划。
表3 模糊聚类
图2 大小兴安岭北部区各站点聚类谱系
席承藩方案将本区划为东部“季风区寒温带大兴安岭北端区”[10]，区划界线东翼与各自然要素区划界呈交切关系，孤顶略向北凸，西翼经一拐点北延至国界，也是不够合理的。
任美锷等方案将洮儿河以北的大兴安岭中北段划为一个区，称“大兴安岭北部亚区[11]，未将大兴安岭北段单独划区，这也是值得商榷的。因为海拉尔河上游以北的大兴安岭此段与中段的自然景观差异明显（明亮针叶林与落叶阔叶林之别），而后者与小兴安岭却有较高的一致性。该方案以综合性原则、发生学原则与区域完整性原则做为综合自然区划的基本原则是合理的，美中不足的是在其方法论中又认为决定自然界地域分异的主导因素是热量，诚如胡焕庸对黄秉维方案的质疑——含有对地貌因素忽视的倾向[12]。既然承认综合自然体是地带性因素与非地带性因素对立统一的产物，那么就应将代表非地带因素的地貌放在与热量代表的地带性因素相等同的地位，在高级别综合自然区划中尤应如此。
中国高纬区的大兴安岭北段具有独特的自然景观，区域完整，是一个独立的自然综合体，在综合自然区划中应独立划区。本文将大兴安岭北段划为独立的的“大兴安岭北部区”，在全国综合自然区划中，应属中国东部季风区（一级）中东北区域（二级）所属的第三级区划。
认识自然地理环境，寻找其内部的异质与均质，相似性与差异性，从而将其划分为不同的自然综合体是区划的根本目的。综合性原则、发生学原则与区域完整性原则是较为完备合理的区划原则。一个科学的综合自然区划必然具备为农业发展、环境管理、经济开发等服务的多种功能。
作者有幸与徐文铎研究员共同考察大兴安岭，并进行了十分有益的讨论，谨致谢意。
1994-03-07 修改稿
注释：
*本文在国家自然科学基金及中科院区域前期研究支持下完成。
①据水利部松辽委调查资料
②据黑龙江省地矿局第一水文地质工程地质大队.黑龙江省地貌图说明书.1985年.第22页。
③据水利部松辽委调查资料（陵、水面均值）
④据水利部松辽宁委调查资料