杭州故事31：十六、西湖溯源（上）

                                                                   西湖溯源（上）   

    科學家研究了西湖是如何形成的。西湖是個潟湖，但又不是一次形成的簡單潟湖。從湖濱鑽孔岩樣微體古生物分析得知，西湖的形成過程可劃分為早期潟湖、中期海灣、晚期潟湖三個階段。“潟”，讀xì是一個地質學和地理學的名詞，指海邊鹹水浸漬的鹹鹵地帶的湖泊。因為“潟”這個字少見於現代漢語，較常見於日語（如日本地名新澙），且與寫法和讀作xiè的“瀉”字的繁體“瀉”的字形和讀音接近，不少人以為“潟”就是“瀉”字的繁體，現在常有人把潟湖誤寫作瀉湖。根據全國自然科學名詞審定委員會審定，漢語推薦使用規範名詞為潟湖。不過，習慣上對潟湖稱謂的混淆由來已久，甚至有些專業背景的人也弄混了。曆史上，“潟湖”一詞曾一度被寫為“瀉湖”（如1983年版《現代漢語詞典》1276頁），現在重新規範為“潟湖”（見1996年版《現代漢語詞典》1354頁），在該版本《現代漢語詞典》1395頁仍收有“瀉湖”詞條，寫道：“瀉湖，潟湖的舊稱。”

    潟湖作為一個地理學名詞，是指由離岸沙洲與海岸間部分被沙洲攔阻的海水水域。潟湖內之水最初為純海水，而內外海水可藉離岸沙州間的潮口互相流通，由於離岸沙洲屏障了波浪湧動，因此潮流所挾帶泥沙逐漸沉積於潟湖內。久而久之，潟湖海灣與大海隔開，甚至可能繼續演化成淡水湖。

    距今一億五千萬年的晚侏羅紀時，以今湖濱公園一帶為中心，曾發生過一次強烈的火山爆發，寶石山和西湖湖底的大部分區域堆積下大量火山岩塊，由此，曾出現火山口陷落，造成馬蹄形核心低窪積水，這就是早期潟湖階段的西湖雛型。現在西湖南側的南屏山，北側的寶石山，西湖中的孤山就是由火山岩塊構成，是早期潟湖的孑遺。億萬年的地質變遷，西湖又變成海灣的一部分。錢塘江形成以後，使得西湖再一次由海灣逐漸演變為一個潟湖。

    1921年，著名科學家竺可楨從地形、地質、沉積及水動力學等方麵對西湖進行考證後，發表了《杭州西湖生成的原因》（《科學》6卷，4期，1921年4月）稱：“西湖原是錢塘江左邊的一個小小灣兒，後來由於錢塘江泥沙沉澱下來，慢慢地把灣口塞住，變成一個潟湖（晚期潟湖）。”竺可楨還從沉積率推斷，西湖開始形成年代距今12000年前。竺氏認為西湖形成之初，麵積要比現在大，後由於三麵山區中的溪流注入，所挾泥沙逐漸填充西湖，湖麵隨之逐漸縮小，倘若沒有曆代的不斷疏浚，西湖恐怕早已湮廢。後來章鴻釗發表《杭州西湖成因一解》（《科學》9卷，11期，1924年11月），對竺氏的觀點進行了補充：西湖形成，開始時是因為潮汐的力量積成湖堤，接著由於海灘變遷而維持湖麵，二者為形成西湖之重要條件。陳吉餘《杭州灣地形述要》（《浙江學報》1卷，2期，1947年）也論述了西湖的成因。

    寫到這裏，想到前麵說過的白沙堤，白居易說過他那個時候已經不知道是何人何時修造的。雖然隋唐以前杭州還未建城，南朝蕭齊時的蘇小小卻已可以用車馬到西陵，即後來的孤山，可見白沙堤那時應該已經存在。寫《錢唐記》的劉道真是更早南朝劉宋時做過錢唐縣令，盡管他說那時錢唐縣治已搬到寶石山東北山腳下，但畢竟還隻是一個山間小縣，人口不會太多，充其量不過一、二萬人而已，當時一個小縣人口普遍隻有這麽多。即便到了蕭梁後期人口繼續增加，在這一片地方設郡，附近幾個縣規模都比較小，以致郡治設在哪裏定不下來，前麵說過就在這幾個縣中變來變去。這條白沙堤既和農田水利無關，西泠橋修建之前又是條斷頭路也和便利交通無關，縣太爺決不會征集百姓修這樣一條堤壩或道路，那麽白沙堤從何而來？

    我從竺可楨講的“西湖原是錢塘江左邊的一個小小灣兒”這句話得到啟發。因為北、西、南三麵群山環繞，都有溪流流入西湖。盡管那時山上森林茂密，水土保持很好，漫長歲月裏畢竟會在這個小海灣裏積聚了不少從山上流入的泥沙。對著孤山是最大的一股溪流金沙澗，既帶來最多的泥沙，又靠近北山流速較慢，容易沉積。而孤山由堅硬的侏羅紀凝灰岩構成，經得起水流衝擊。這個特殊地理環境，可以把那時繞孤山而流的溪水，用數學模型簡化為一個二維圓柱繞流問題。水流速度很小時，標誌水流軌跡的流線可以完全貼著圓柱表麵；水流速度稍大一點，流線就會在圓柱後麵脫離圓柱體而形成兩列漩渦。流體力學上稱之卡門渦街，以紀念二十世紀傑出流體力學家、錢學森的老師馮•卡門。

    圓柱繞流是流體力學的一個基礎實驗，一般高校的實驗室都能顯示這個實驗。渦街中水流速度顯著降低，水流所挾帶的泥沙就在圓柱後麵沉降下來。長江將水流經崇明島，也可以簡化成是一個圓柱繞流問題，所以處在下遊的崇明島東端，泥沙不斷沉積，形成了今天的崇明東灘濕地，它還在繼續向東發展。繞流孤山的水流在浙江潮非漲潮時，其情況相似，帶來的泥沙日積月累就形成白沙堤。不同的隻是崇明島西端是泥岸，不斷受水流衝擊坍陷，使崇明建縣以來，縣治由西向東搬了好幾次，直至後來在西端造了石堤為止，而孤山是堅固的火成岩，不怕水流衝擊。總之，從水動力學角度看，白沙堤並非人工所造，而是自然力形成，因之其堤麵也會高低不平，在斷橋這個位置還留有一個水不深的天然小豁口。為了方便行走，有人在不寬的豁口上鋪設了青石板，就是唐代張祜所見到的長滿苔蘚的斷橋。

    1983年浙江省交通廳設計院地質在錦帶橋鑽孔資料表明，鑽孔剖麵上亞黏土層頂部還有一層厚約四十厘米的褐灰色泥炭層。因為泥炭層隻有在沼澤裏才能產生，這充分說明，西湖曾經有過沼澤化現象。據推算，這一時期距今約2500年至1400年，相當於曆史上的春秋戰國到隋朝。泥炭層之上便是人工填土，厚三、四米。既然人工填土是直接覆蓋在泥炭層之上，白堤的形成似應當在西湖形成之後。《浙江學刊》1985年第一期周黔生的《西湖白堤成因辨析》一文，就據此推測白沙堤是人工堆積物，其形成是在唐朝之前，南北朝前後這段時間，很可能是在隋朝。我不敢苟同這種說法，“白堤踏春”故事裏說過，北宋陳堯佐重建涵碧橋頹圮後，在南宋時所繪的兩幅《西湖圖》斷橋到孤山已經填土成道路。南宋末年幾部寫杭州盛況的著作，吳自牧在《夢粱錄》卷十二中竟把蘇堤北山第一橋叫做涵碧橋（應該是跨虹橋），周密的《武林舊事》卷三“西湖遊幸都人遊賞”一節中講到西泠橋、斷橋，唯獨沒有提及這座橋，《武林舊事》僅在卷五湖山勝概的孤山路一節寫有涵碧橋三個字。這些情況說明吳自牧、周密他們知道此處附近曾有過一座涵碧橋，但具體位置在哪裏並不了然，因此證明了此時白堤上已經沒有涵碧橋。所以從南宋到明萬曆二十八年（1600）孫隆重新建橋前，這一段時間錦帶橋附近曾經人工填平過，以便人們通行， 於是1983年鑽孔資料中出現了一層厚三、四米的人工填土。在南宋的兩幅《西湖圖》上也可以看到，過了斷橋的路並不低平，而是有一個坡度通向孤山，因此當時填土應該是相當厚的。

    據白堤附近地質鑽孔取樣的化石分析，孔深8至23米的青灰色粘土層，形成於距今2500至7000年，此時西湖基本上還是一個小海灣；孔深4至8米的青灰色細粉砂和粘土層，富含有機物質和碳化的植物枝幹、孢粉，分析結果有黑三棱、眼子菜等陸生淺水植物。這一層形成於距今1500至2500年，當是晚期潟湖已經形成才會有這樣的結果。現代科學家經過係統的考察，得出晚期潟湖階段的西湖，是由寶石山和萬鬆嶺之間的海灣，隨著錢塘江沙坎的發育，形成為潟湖。開始時並未和杭州灣隔絕，潮水可以湧入西湖。劉道真《錢唐記》所載華信築塘封閉豁口，正是北側寶石山沙嘴和南側萬鬆嶺沙嘴已經十分接近，現在杭州市上城區和下城區是一片水漫灘的時候，華信所築的塘，最終隔開了西湖和杭州灣。再經過武林水這種入湖溪流的水質交換，水體逐漸淡化，終於形成現在的西湖。由於武林水的水量很大，潮水不再進入西湖，西湖本身很快淡化，但塘的東麵水漫灘成陸後，還是受到潮水影響，是所謂斥鹵地，大部分地方的地下水直到元代開始才可以掘井飲用。