会员登录
版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们
山克强
人类对未知的事物总是充满了好奇。天坑，尤其是世界级的超级天坑，由于被高耸的崖壁所隔绝，保存了丰富的植物资源。那么天坑是什么？又是如何形成的？里面会有原始生物吗？
在我国西南地区发育典型的岩溶地貌又称喀斯特地貌，不仅形成了风景秀丽的桂林山水，又确立了一种新的岩溶地貌形态，这就是天坑。2000年，在广西也发现了世界第一大天坑群，其中最大的天坑是大石围天坑。天坑周围为直立岩壁所环绕，呈井状。坑口东西长600米，深613米。而世界第一大天坑则是位于重庆奉节的小寨天坑，其坑口直径622米，深度则达到了666.2米，大概相当于两个埃菲尔铁塔叠加的高度。
天坑作为一种岩溶地貌形态，其实早有所记载。在重庆奉节，当地人将之称之为天坑。此外还有石围、石院、龙缸、岩湾等名称。由于以往发现的数量稀少，这种特殊的岩溶地貌形态往往被当做大型塌陷漏斗的一种特例来加以研究。而随着天坑在我国西南地区发现的越来越多，这种特殊的岩溶地貌形态也逐渐具有了普遍意义。2003年，岩溶地质学家朱学稳教授，在《广西乐业大石围天坑群 发现 探索 定义与研究》一书中，构建了完整的天坑理论体系，将天坑作为一种典型的岩溶地貌形态从大型塌陷漏斗中独立了出来
目前全球已经确认的天坑数量超过300个，其中有270个分布在中国，中国是名副其实的“天坑大国”。天坑是由碳酸岩岩洞穴大厅演化形成的一种地貌形态，坑口长度和深度都要超过100米，或者说在容积上要大于100立方米，4周或大部分的崖壁陡崖组成，其底部现在或者说曾经同地下河溶洞相通，被称为地表最壮观的喀斯特地貌。
天坑除坑口和底部地下河同外部连通，由于天坑巨大的高度和封闭的崖壁，使得天坑构成一个相对封闭的自然环境，最大限度的减少了外界自然和人为的干扰。天坑底部的植物群落保留了大量古老的植物树种，随着天坑的演化一些新的树种也会不断的扩散至天坑中，因此天坑植物群落表现出古老孑遗树种与现代树种相混生的特征。
天坑形成的初期，内部空间形态呈倒置的漏斗状。随着洞穴大厅天窗出现，阳光开始进入洞穴大厅，整个天坑世界瞬间活跃了起来，各种植物的种子，包粉，甚至整株的植物都会随之扩散至天坑中。然而由于地下和联通吞口狭小，内部光照面积小，天坑内部环境温度低，空气潮湿，土壤稀薄，岩石裸露，植物很难生长。该阶段天坑植物以苔藓群落为主，苔藓生长在潮湿阴暗的土壤和岩石表面以及石缝之中，可以形成大量的腐殖质，使得土壤肥力增加。
而随着天空开口增大光线增强，温度升高，蕨类植物开始出现并取代苔藓植物。
而苔藓植物则向天坑内部阴暗的地方迁移。随着蕨类植物的大量出现，天坑底部土壤腐殖质含量增加，厚度增大，菌类植物群落中开始出现楼梯草，通脱木也多活。很喜欢湿热环境的因生被子植物，合抱之木起于毫末。早期进入天坑的大型植物，由于阳光土壤的性质难以成活。经过千百年乃至千万年的演化，天坑坑口进一步扩大，坑口面积逐渐了接近坑底面积。天坑演变为水桶状的心态，而天坑也进入了演化的中期阶段。
由于光线增强温度升高，天坑周圆的绝壁使得冬季的寒冷空气难以到进入到天坑内部。天坑底部地下河提供了丰富的水分，而大量的沙土绿石也进入到天坑之中，在前期天坑底部植物的持续耕耘下，形成了高肥力的土壤。这种环境调节，非常适宜植物尤其是大型植物的生长，灌木，草本乔木如橡木，连中华也都活，通通木等开始大量繁盛，形成了上层高大乔木，中层小树灌木，下层草本的天坑森林结构。
在现代地质构造气候变化，伸进片段化以及岩溶石墨化的背景下，天坑成为了现生生物的避难所。外界仅能生长数米高的董棕，在天坑中可生长至20厘米，而橡木棉更可生长至50厘米。
而随着天坑坑口的进一步扩大，环绕天坑的陡崖不断坍塌，坑底被崩落的岩块不断的垫高同时堵塞了地部的地下河，坑口面积超过坑底面积，演变为漏斗状的形态。天坑开始退化，进入演化的后期。周圆峭壁阻挡冬季寒风的能力逐渐减弱，内部环境变得干冷，逐渐失去了湿热小环境的特征。很多热带植物被一些适应寒冷环境的落叶植物树种所替代。
天坑中除了植物，还有栖息着大量的昆虫。虽然形成了天坑森林，但由于环境狭小，构成了一个相对孤立的生物岛屿。大部分天坑底部都极少发现动物，探险中最为常见的是红白鼯鼠又名飞猫。但即使是这种能够飞翔的动物也难以在天坑底部生存。而在天坑上部的陡崖，特别是在一些威严状的天坑顶部，则常常被蝙蝠和燕子当做理想的栖息地。
审核：陶宁 中国科学院生物物理研究所 副研究员
文章由科普中国-星空计划（创作培育）出品，转载请注明来源
欢迎扫码关注深i科普！
我们将定期推出
公益、免费、优惠的科普活动和科普好物！
深圳
- 参加最新科普活动
- 认识科普小朋友
- 成为科学小记者
