三江源冰川分布广泛,以唐古拉山脉各拉丹冬和布加岗日为中心的冰川群成为青藏高原腹地最大的冰川中心。长江沱沱河源姜古迪如和尕恰迪如两大冰川群的山谷冰川呈放射状伸向各谷地,冰川面积超过30平方公里的有6条。沱沱河源头的姜古迪如南支冰川和北支冰川,冰舌端呈现大陆性和海洋性冰川景观特征,冰丘和冰塔发育,岗加曲巴冰川、姜古迪如冰川、尕恰迪如冰川等大型冰川冰舌端,由于消融温度的差异性,发育了块状起伏的冰丘和冰褶皱,同时还发育了大陆性冰川特有的连座冰塔和单体锥型冰塔,这在世界大河源头中是少见的。
冰川和雪被是气候和地形作用的产物,同时记录着气候变化的丰富信息,是江河发育的最初源流和形成持续径流的基本条件。随着小冰期时代的结束,长江沱沱河和当曲支流嘎尔曲源区的冰川已基本退缩到唐古拉山脉西段的各拉丹冬群峰海拔5500米以上地带,常年冰雪覆盖面积只有400余平方公里,其中各拉丹冬东坡的岗加曲巴冰川40年中已退缩近2000米,雪线已升高到海拔5800米以上,西坡姜古迪如冰川已退缩300余米,雪线已升高到海拔5900米以上,曾经相连的南北冰川已经分离。这表明江河源区的气候在逐渐变暖,长江源“固体水库”正在加速消融,“生命之源”面临危机!
三江源是青藏高原上多年冻土最发育的地区,多年冻土覆盖整个三江源地区。受海拔高度和纬度的影响,冻土厚度由南向北增厚,由西向东渐薄。一般厚度为30·70米,最厚达100·120米。山地边缘地带季节性冻层也较发育,厚度可达10米左右。大范围冻结层形成了三江源地区典型的冰缘气候,低温、大风、寒冻风化强烈。多年冻土是维系三江源自然生态系统和水系平衡的关键地理单元,在气候变暖和人为破坏干扰影响下,一旦瓦解,江河源地区水系干涸、生态退化,荒漠化甚至沙漠化将会迅速蔓延。
三江源区盆地形地貌的汇水作用以及许多源区河谷平原平坦开阔、水流滞缓,对沼泽湿地发育十分有利。平坦的河谷、分水鞍部和平缓的山麓带都有高原沼泽湿地发育,是中国最丰富的沼泽分布区之一,总面积达数万平方公里,远大于被认为是中国第一的东北三江平原沼泽区。在一些半干旱5000米以上的高海拔山麓带,如各拉丹冬尕尔曲和纳钦曲上游等地也都有大片沼泽分布,而半湿润的东南部如当曲流域和黄河源区及上游若尔盖草原,沼泽呈大面积连续分布,并且发育巨厚泥炭层。因此,冰缘气候条件和宽缓高原地貌是河源区沼泽发育的主导因素,同时这种独特的地理演化过程为三江源腹地内流湿地的形成创造了条件,如沱沱河当曲汇合处、楚玛尔河源区、雀莫错、葫芦湖等高原湖盆区,这些高原湿地湖泊在气候变暖进程中逐步脱离外流水系,演变为内陆水系,成为“飞地”。楚玛尔河和沱沱河上游西侧进入藏北高原内流区,自然景观发生明显变化。这些区域的水系都在气候变暖的趋势下发生内外流交替变化。
三江源水系密布,湖泊众多,冰川融水、泉眼突涌和降水形成的溪流形成各自水系,汇聚成河流与湖泊,当曲至通天河河段生存着高原水系特有的软刺裸裂尻鱼,唐古拉山脉北坡水系产小头裸裂九鱼,澜沧江源区产前腹裸裂尻鱼、大嘴鱼、黑鱼、小鳞红尾鲤鱼等,黄河源区湖泊水域面积1270平方公里,曾有“千湖之地”的称谓,扎陵湖和鄂陵湖如两颗明珠被河流串联,鱼类种群更是名目繁多,堪称珍稀鱼类的宝库。
里繁衍生息,堪称“天然动物园”,其中有国家一类保护动物雪豹、藏野驴、野牦牛、藏羚羊、胡兀鹫、斑头雁、黑颈鹤等,国家二类保护动物棕熊、猞猁、藏原羚、岩羊、盘羊、白唇鹿、雪鸡等。这些野生动物近年来随着三江源生态保护措施的加强,种群数量和分布范围均迅速增长。
在海拔5000米以上的冰川前沿,生长着高原名花一水母雪莲花,它是一种名贵药材,大黄、红景天、狼毒花等药性植物和观赏花草更是漫山遍野、争奇斗艳,通天河、澜沧江上游的冬夏虫草也是久负盛名在青藏高原演化和气候变化进程中,江河源区每年都有不少的支流水系断流干涸成石河,有大量的湖泊因失去径流补给而萎缩成内陆咸水湖泊甚至盐湖,我们发现,楚玛尔、沱沱河、通天河等河段已出现季节性断流,当然也有冬季长达几个月的封冻。
三江源湖泊变化表现为湖泊缩小、内流化和盐碱化三种形式,其中较大湖泊的演变一般都要经历这三种过程,而较小湖泊伴随湖水干涸盐化,往往很快消失。较大湖泊有多级湖滨阶地发育,是其缩小的证据。如赤布张湖(面积达600平方公里)已分割成4个串珠状湖泊,在卫星图片上看,湖滨有三道平行的沙堤。楚玛尔河西侧的西金乌兰湖(面积约300平方公里)也分离成4个串珠状湖泊,卫星图片显示它南侧的乌兰乌拉湖(面积为450平方公里)原是海心山的环形湖,现今分离成5个湖泊,发育有3级湖滨阶地,比高均较小,分别为0.5米(高出水面)、1.5米和2.5米,这些显然属于气候阶地,并非构造地质所致,而因气候变迁形成。长江源头的雀莫错湖原有的湖岸线已远离现在的水岸,湖面已缩小近1/2,湖的东岸有两道平行的弧状古湖堤,脱离长江水系成为内陆盐湖。
三江源地区湖泊的盐碱化也很普遍,很多湖盆已成为采盐场。
沙漠侵袭也是环境演变的显著标志。