1.1　三江源区自然概况

1.1.1　地质地貌特征

三江源区位于青藏高原腹地，是青藏髙原的主体部分，地理位置介于东经89°24'～102°41'，北纬31°39～36°16'。在古近纪-新近纪中期以前，同西藏高原、川西高原、滇西北高原一起，曾被古地中海（特提斯海）所淹没。自渐新世末，发生了强烈的喜马拉雅造山运动，海水西撤，青藏高原才大规模、急剧地从沧海中升起成为陆地。这次造山运动强烈地影响着整个青藏高原及其外围地区的地质构造，在喜马拉雅造山运动之后，形成了三江源区现代山岳形态的基本特征。昆仑山及其支脉的巴颜嘧拉山、阿尼玛卿山和唐古拉山脉构成了三江源区的骨架，海拔3335～6564m，平均海拔约4000m，其间由一系列相间分布的高山、沟谷、盆地等组成，并分布有冰川、裸岩、高寒荒漠、草甸、湿地、湖泊与河流。北面，莽莽的昆仑山横空出世；西面，绵延的可可西里山神奇壮丽；东面，巍巍的巴颜喀拉山高峻逶迤；南面，雄伟的唐古拉山冰雪接天。这些巨大的山系纵撗错落，在高原面上耸立起2000余座海拔5000m以上的高峰。每一座高峰之上便是终年不化的积雪和千万年凝冻的冰川，冰川总面积超过5000平方公里，储水量约4000。这些大山不仅是江河的摇篮，也成为一条条大江大河的分水岭。

1.1.2　气候

三江源区在气候区划上属于青藏高原亚热带的那曲-果洛半湿润区和羌塘半干旱区，气温分布呈现东南高西北低的总趋势，具有典型的内陆高原气候特征。日照时数多，总辐射量大，光能资源丰富；夏季凉爽，冬季寒冷，热量资源差；降水时空分布差异显著；气象灾害多，危害严重，大风、沙暴、缺氧等现象突出。

1.1.2.1　气温

三江源区各地年平均气温为-5.4～4.1℃，年平均气温最高中心在囊谦，达4.1℃，玉树为次高中心区，年平均气温3.2℃左右。黄河源头的玛多、清水河至唐古拉山伍道梁及其以西是年平均气温最低的地区，在-4℃以下，伍道梁为-5.4℃；年平均气温0℃以上的地区只有海南以及果洛，玉树的南部地区（图1-1）。

一年内以夏季气温最高，最暖月7月平均气温为5.5～13.2℃：黄河源头至唐古拉山腹地与祁连山区仍然为低温区，7月平均气温在8℃以下，伍道梁只有5.5℃。冬季1月气温最低，全区平均气温为-16.7～-4.7℃。春季4月全区平均气温-4.0～4.0℃，秋季气温一般比春季低，10月平均气温-9.2～-4.9℃。极端最低气温，玛多为-48.1℃。三江源区气温年较差最大的是同德，为17.4℃多；果洛、玉树西北部的玛多、伍道梁只有14.0～9.2℃，是全区以及全省气温年较差最小的地区；其余大部分地区为15～16℃。

青海省农牧业常用的气温界限是0℃、10℃。日平均气温稳定通过0℃的初日，标志着土壤开始解冻，牧草开始萌动，多种作物开始播种，农耕期开始，大地呈现明显的春来迹象。日平均气温稳定通过0℃的初日，在青海省地区分布总的趋势是东部及柴达木盆地早，祁连山地和青南高原晚。青南高原大部分地区在4月20日以后，伍道梁≥0℃的初日始于6月1日，为青海省最迟；只有南部的谷地出现在4月20日前。从全区看，各地日平均气温≥0℃初日的早晚，相差一个半月。日平均气温稳定通过0℃的终日，其地区的分布形势与≥0℃初日的分布形势相反，即≥0℃初日开始早的地区，终日出现晚，≥0℃初日开始晚的地区，终日则来得早。三江源区，≥0℃终日在10月10日前出现；而可可西里地区9月20日前，日平均气温≥0℃便告结束，只有南部谷地，终日在10月10日以后。≥0℃的持续日数，也是南部谷地中的久治、班玛、玉树、囊谦等地较长，大部在200天以上，北部和西部山地少于180天，清水河、玛多、沱沱河、伍道梁不足150天，其中伍道梁仅有109天；其余地区为180～200天。全区日平均气温≥101天的日数较少，北部和西部山区不足20天，唐古拉山至果洛藏族自治州西部最少，不足5天，南部谷地为85～120天^［2］。

1.1.2.2　太阳辐射

三江源区太阳辐射年总量为5975～6720MJ/m²，髙于我国东部同纬度地区，是我国辐射资源较丰富的地区之一。区内空间分布由西北向东南逐渐递减。玛多、沱沱河、伍道梁普遍超过6550MJ/m²，其中沱沱河高达6720MJ/m²，是全区总辐射量最大的地区。其余地区绝大部分年总辐射量小于6720MJ/m²。河南、泽库、兴海、同德、玛沁、达日、玉树、囊谦、曲麻莱、治多、杂多等地的年总辐射量一般为6000～6500MJ/m²，久治是全区年总辐射量最小的地区，仅为5975MJ/m²。全区总辐射量的年内时间分布基本一致。各地12月总辐射量均小于411MJ/m²，各地总辐射量以4～8月最多，占年总量的49%～55%，月总辐射量大部分地区超过600MJ/m²。

总体上，三江源区年日照时数要比我国东部相近纬度的地区多，比四川盆地的北部、陕西南部、河南西部相近纬度的地区多400h左右；即使日照时数较少久治、达日、班玛与东部相近纬度的地区比较也偏多。在作物、牧草生长季，即日平均气温≥0℃期间日照时数为820～1600h，同德、兴海以及果洛、玉树藏族自治州的南部为1200～1600h，唐古拉山的伍道梁至玉树藏族自洽州的清水河之间只有820～870h。

1.1.2.3　降水状况

三江源区地处青藏高原腹地，地形复杂多样，既有巍峨的高山，又有坦荡的高原，还有大小不等的盆地以及宽窄不一的谷地，致使降水的分布不但在地域分布上差异显著，在季节分布上也极不均匀；降水的种类也较多，一天中雨、雪、霜、雹都出现的情况并不鲜见。年降水量主要集中在夏秋（4～9月）牧草生长季，降水量占到年降水量70%～80%。

三江源区多年平均降水量为274.6～746.9mm。年降水量的分布由东南向西北渐次减少。东南部，离该区域主要的水汽源地——孟加拉湾较近，受西南季风影响较明显，同时由于青藏高原本身的作用，这一带低涡和切变活动比较频繁，而且地形由东南向西北升高，有利于对气流的抬升，成为该省年降水量最多区；西部及三江源头一带，年降水量大部为400mm左右；且越往西北部，降水量越少。其季节分配特点是：夏季多，冬季少；秋季降水多于春季降水。春季（3～5月），各地降水量占年降水量的9%～20%，大部地区在20%以下（图1-2）。

从各季节农牧业生产对降水的需求来看，春季由于继承着上年秋冬两个少雨季节，同时春季气温回升快，大风日数多，蒸发量大，因此春季大部分地区普遍缺水，春旱比较频繁，对农牧业生产十分不利；夏季是三江源区农作物和牧草生长的旺盛时期，温度高，需水量大，较多的降水对农牧业生产十分有利；秋季该区的农作物已成熟或收割，牧业区的牧草也逐渐黄枯，所以总体来看，秋雨对当年的农作物或牧草的意义并不大，但影响来年春季的土壤墒情，对春播、出苗起着重要的作用；冬季该区无农作，在高浅山和脑山地区的阴坡，可形成较久的积雪，对春后的土壤墒情起一定的作用。

三江源大部地区年降水量不多，降水强度不大，但相对来说，降水日数较多。日降水量≥0.1mm的降水日数为100～173.4天。其降水强度一般较小，降水日的86%以上是小雨。大雨日（降水量≥25mm）≤2天，一日最大降水量为10.7～106.5mm。全年日降水量大于5mm的日数超过30天的仅有果洛、玉树两州的东南部；超过40天的地区已为数不多，仅河南、久治、班玛等地。

1.1.3　水文特征

长江源区水系是由长江正源沱沱河、南源当曲、北源楚玛尔河以及通天河上段组成，有一级支流340条，二、三级支流纵横密布的外流水系。沱沱河位于三江源区西部，主干流经格尔木市代管的唐古拉山乡，全长350.2km，流域面积1.76万平方公里，年平均径流量9.18亿立方米。汇入沱沱河的支流众多，其中一级支流97条，流域面积大于1000平方公里的有3条，300～1000平方公里的有10条。当曲位于三江源区南部，流经杂多县、治多县及唐古拉山乡，流域面积3.07万平方公里，当曲全长351km，年平均径流量46.06亿立方米，是三江源区最大的河流。长江源区的现代冰川均属于大陆性山地冰川，主要分布在唐古拉山北坡河祖尔肯乌拉山西端。当曲流域冰川覆盖面积最大，沱沱河次之，楚玛尔河最小。长江源区冰川总面积1496.04平方公里，储量1496亿立方米，年消融量11.87亿立方米。

黄河源段有一级支流54条，其中流域面积在1000平方公里以上的有3条，500～1000平方公里的有4条，300～500平方公里的有2条。二级以下支流众多，大都集中在干流右岸一级支流卡日曲、多曲河勒那曲水系，这三条支流的流域面积占河源总流域面积的50%。二级支流流域面积在1000平方公里以上的有2条，500～1000平方公里的有1条，300～500平方公里的有2条。据玛多县黄河沿水文站资料，多年平均径流量6.02亿立方米，多年平均流量19.1m³/s。径流量具有显著的季节差异，5～9月径流量占年径流量的49%，7～11月径流量占62.2%。丰水期与降水集中期后延了2个月，反映了上游河川的槽蓄与湖泊的调节等作用；枯水期从12月到翌年6月，径流量占全年径流量的37.8%。最枯径流量多发生在11月，其次发生在12月，再次发生于1～4月的次数较少。黄河源区冰川总面积191.95平方公里，冰川总储量191.95亿立方米，年融水1.65亿立方米^［3］。

澜沧江地区水系发育，有一级支流50条，其中流域面积在1000平方公里以上的有扎阿曲、阿曲、布当曲；流域面积为100～1000平方公里的有扎加曲、陇冒曲、结拋涌查日曲等13条；流域面积在100平方公里以下的有尕郡曲、加果章斗曲等34条；有二级支流100余条，其中流域面积超过100平方公里的有6条，最大的是流域面积为452平方公里的托吉曲。澜沧江干流扎曲在流经杂多县城时河口水面宽50～55m，平均水深1.5～1.7m，流速1.0～1.5m/s，流域平均年径流深236.6平方公里。区内大多数支流多年平均流量都在1m³/s以下，仅有几条支流大于1m³/s，最大的一级支流扎阿曲多年平均流量19.60m³/s。澜沧江区域冰川总面积124.75平方公里，冰川总储量124.75亿立方米，年融水1.65亿立方米，占全区水资源总量的6.6%^［4］。

1.1.4　土壤理化性质

1.1.4.1　土壤类型

区域土壤的形成与分布受地貌、气候、围岩、植被及水分等条件的控制。三江源区所具有的高寒干燥与强太阳辐射的气候条件，广泛发育的冰缘沼泽与冻土、高寒草甸与荜原为主要类型的植被条件等成土要素，决定源区土壤以高山寒冻成土为主要类型。三江源区土壤属青南高原山土区系。由于青藏高原地质发育年代晚，脱离第四纪冰期冰川作用的时间不长，现代冰川还有较多分布，至今地壳仍在上升，高寒生态条件不断强化，成土过程中的生物化学作用减弱，物理作用增强，土壤基质形成的胶膜比较原始，成土时间短，区内土壤大多厚度薄、质地粗、保水性能差、肥力较低，并容易受侵蚀而造成水土流失。按四级分类制，三江源区地域性分带土壤主要有高山寒漠土、高山草甸土、高山草原土、山地草甸土及栗钙土等，非地带性隐域土壤类型主要有草甸土、沼泽土、泥炭土和风沙土等类型。

三江源区土壤类型具有山地垂直地带性和水平分异规律，随海拔升高，土壤类型呈现高山草原土、髙山草甸土、髙山寒漠土的分布带谱。在平面上，从源区东南向西北，土壤出现高山灌丛草甸土、高山草甸土、高山草原化草甸土、高山草原土、高山荒漠草原土的过渡规律。土壤以高山草甸土为主，沼泽化草甸土分布也较普遍，但面积不大，受高寒作用的影响，地表物质风化过程缓慢或由于新露出地面风化度很浅，现代土壤仍处于新的成土过程中。

1.1.4.2　土壤物理特征

三江源区特有的寒冻气候条件和广泛分布的冰緣地貌，加之十分年轻的成土过程和微弱的生物作用，使该区域土壤具有明显的粗骨质、分层不明显的发育特征。位于高山顶上部靠近冰雪带的髙山寒漠土，由于脱离冰川作用影响最晚，气候严寒多风，土壤冻结时间漫长，冻融交替频繁；太阳辐射强烈，昼夜温差较大；因此土壤发育迟缓，成土过程以物理风化为主。此类土壤土体质地很粗，粒径大于0.25mm的块石、砾石等含量达到395～582g/kg，粒径大于0.05mm的中粗砂、砾石等含量一般超过870g/kg；土体剖面风化不明显，土被不连续。高山草甸土是三江源区最主要的一类土壤，广泛分布在高山中上部山坡、浑圆山丘、河谷阶地、湖盆滩地等地带，母岩以物理风化为主，但由于植被发育，存在一定的生物与化学风化作用；由于土壤母质抗风化能力的不同，该类土壤质地差别悬殊，从黏土到砾石砂土都有，从剖面机械组成来看，主要集中在粒径为0.01～0.25mm的粗、细砂及粗粉粒，含量可达410～650g/kg，一般砾石含量亦较高，且表现出剖面上部含量低于下部的规律。高山草原土的成土过程与髙山草甸土相似，但降水明显减少，旱化增强，植被成分已由密丛性莎草转变为稀疏性禾草，甚至以耐干旱的小灌丛、垫状植被为主。高山草原土粗骨性明显，其粗粒含量明显高于高山草甸土类，粒径大于0.01mm的粗砂、砾石等含量超过810g/kg，土壤表层多砂砾化。土壤剖面形态以高山草甸草原土发育较好，具有与高山草甸土相似的构型，但有机质含量较低，髙山草原土剖面分化相对较弱。草甸土主要分布于河流沿岸的河漫滩地、湖滨洼地或沼泽退化迹地等，成土母质以冲洪积物和湖积物为主，受中生植被的影响和氧化-还原环境交替作用，土壤发育微弱，土体具有明显铁锈斑纹。与高山草甸土相类似，草甸土粒度组成也主要集中于0.01～0.25mm的中粗砂、细砂与粗粉粒，含量占58%以上，粗砾成分主要分布于剖面下部。沼泽土广泛分布于三江源区，土壤底部存在多年冻土层，腐殖质积累与潜育化过程为其成土过程，一般泥炭发育；由于母质来源不同，沼泽土质地差异明显，湖积物细粒成分较多，冰水沉积物黏粒含量较少，总体上沼泽土粒度组成与高山草甸土相似，以粗细砂和粗粉砂为主。在高寒气候控制下，三江源区土壤普遍表现为粗骨性、含砾石成分高、土壤化学与生物风化作用弱，以石质砾土、砂壤土为主^［1］。

1.1.4.3　土壤化学特征

由于自然条件的差异，不同地区同类土壤化学性质差异较为显著，尤其是高山草甸土、高山灌丛草甸土，其有机质、速效养分变化幅度较大。不同类型土壤有机质含量相差较大，其含量高低次序排列为：沼泽土＞高山灌丛草甸土＞髙山草甸土＞髙山草原土＞高山寒漠土，反映出植被发育程度越好，有机质含量愈高的基本规律。在同一土壤剖面中，有机质的垂直分布规律从高到低是A层、B层、C（D）层，沼泽土这种现象尤为明显，具有显著的表聚现象。同海拔较低的平原地区土壤相比（平原灰钙土一般平均为9.5～14.6g/kg，棕钙土10～12.8g/kg，灰棕漠土小于6.0g/kg），该区域土壤有机质含量普遍较高，反映出三江源区寒冷、冻融条件下土壤有机质不易分解、易于在土壤中积累的现象。从土壤常量养分要素分析中看，氮素（包括水解氮）在土壤中的含量分布与有机质相似，而且全氮占有机质含量的5.77%～7.07%，碱解氮占全氮含量的4.98%～11.6%，与同区域平原土壤接近，比同为寒冷冻融条件下的东北地区土壤（全氮占有机质的3%～5%）碱解氮占全氮3%～59%要高。土壤全钾和速效钾含量丰富，略高于全国平均水平，全磷和速效磷含量较缺乏。总体上讲，三江源区土壤养分潜在肥力高，表现在有机质含量髙，多钾少磷，氮素水平较高，可溶态氮除寒漠土以外，其余土壤在中等以上^［1，3］。

1.1.5　主要草地资源及其特征

高寒草甸类是在高原（高山）亚寒带和寒带寒冷而湿润的气候条件下，由耐寒多年生中生草本植物为主或有高寒灌丛参与形成，是以矮草草群占优势的一类草地类型，它在青藏高原草地类型当中占绝对优势，是青藏高原主要草地类型之一^［5］。根据高寒草甸对水热条件的适应以及建群种的形态、生态-生物学特性，将高寒草甸划分为高寒草原化草甸、高寒嵩草草甸、沼泽化草甸和高山灌丛草甸^［6］。

1.1.5.1　高寒草原化草甸

高寒草原化草甸是指由耐低温的旱中生短根茎密丛地下芽嵩草属植物所形成的植物群落，而且在群落中混生有旱生多年生草本植物，是过渡于典型高寒草甸与草原（包括温性草原和高寒草原）的中间过度类型。高寒草原化草甸仅包括高山嵩草草原化草甸一个群系，以高山嵩草为建群种的草原化草甸是三江源区分布最广、面积最大的类型之一^［7］。主要分布在海拔3200m、5600m的森林带以上的高寒灌丛带和广袤的高原面上，自北而南其分布高度逐渐抬升。分布地区的气候特点为：寒冷、少雨、日照长、太阳辐射强烈、风大、蒸发量大，年平均气温-40～-1℃，年降水量350～500mm。高山嵩草草甸经济利用价值很高。高山嵩草草质柔软，营养丰富，适口性强；耐放牧践踏，是一类很好的天然放牧场，适宜放牧牦牛和藏羊^［7］。

1.1.5.2　高寒嵩草草甸

高寒嵩草草甸是适应中湿环境的一类草甸群落，主要分布于青藏高原东部3200～5200m的排水良好的滩地、山地阳坡、阴坡等。主要有矮嵩草草甸、高山嵩草草甸、线叶嵩草草甸、禾叶嵩草草甸、四川嵩草草甸、短轴嵩草草甸等几个群系。优势种植物，如矮嵩草、线叶嵩草等，生长比较茂密，群落总覆盖度40%～90%。群落结构简单，仅草本层一层；外貌整齐，呈黄绿色。常见的伴生种类有喜马拉雅嵩草、异针茅及杂类草的圆穗蓼、珠芽蓼、高山唐松草、矮火绒草等。

1.1.5.3　沼泽化草甸

沼泽化草甸是由湿中生多年生草本植物为主所形成的植物群落，是典型草甸向沼泽的过渡类型。它的分布一般与特定地形所引起的土壤水分状况有密切联系，是在地势低洼、排水不畅、土壤过分潮湿、通透性不良等环境条件下发育起来的。土壤为沼泽化草甸土，有机质质量分数高达20%、70%，pH值为6.0、8.0。沼泽化草甸广泛分布于三江源区各地的湖滨、山间盆地、河流两岸的低阶地、山麓潜水溢出带及高山上部冰川前缘、山地分水岭之鞍部等地形部位，青海南部的莫云滩、星宿海等地尤为集中。因长期的寒冻和融冻作用，使地表产生了许多特有的冻土地貌，即冻胀丘、热融凹地和热融湖塘，群落结构比较简单，层次分化不明显。草层生长茂密，覆盖度达60%～90%。

由于沼泽化草甸所处的局部微地形及其水文条件和土壤条件的差异，植物群落的建群种截然不同。可分为藏嵩草草甸、大嵩草草甸、甘肃嵩草沼泽化草甸等几个群系，是三江源区主要的水分涵养区。该类型群落以藏篙草为优势种，伴生种类有羊茅、双叉细柄茅、细柄茅、山地虎耳草等^［6］。

1.1.5.4　高寒灌丛草甸

高寒灌丛是指由耐寒性的中生或旱中生灌木为建群层片所形成的植物群落，而且它们广泛分布于三江源区及其邻近地区森林线以上的高山带。它是具有垂直地带意义的相对稳定的原生植被类型。组成这类灌丛的区系成分比较复杂，主要以北温带成分杜鹃属、柳属、绣线菊属、金露梅属和温带亚洲成分锦鸡儿属等植物组成，灌丛下草本植物种类较多，以多年生寒冷中生植物为主，其地理成分以北极-高山种类为优势。高寒灌丛适应寒冷、半湿润的气候条件，分布地区的年平均气温在0℃以下，年降水量为400～600mm，冷季漫长，植物生长期短暂。一般自5月中旬开始萌发生长，进入9月下旬即开始凋枯。在漫长的冷季，经常受劲风的侵袭，因而形成了多种多样的形态—生态特征。根据高寒灌丛的生态外貌特征、种类组成、层片结构、发育节律和生态地理分布规律，划分出2个群系组，即高寒常绿灌丛和高寒落叶灌丛。