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納木措的形成，是與青藏高原及喜馬拉雅的隆起密切相關(guān)的。至今，我們?nèi)钥梢栽诩{木措湖岸，清晰地看見這一劇烈的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)所帶來的印記。

納木措是藏北高原內(nèi)陸湖的典型代表。21世紀(jì)初，國土資源大調(diào)查項(xiàng)目對(duì)納木措地區(qū)的第四紀(jì)環(huán)境演變展開了全面和細(xì)致的調(diào)查研究。研究表明，在大約6500萬年至260萬年，也就是地質(zhì)年代所說的古近紀(jì)和新近紀(jì)時(shí)期，在印度板塊和歐亞板塊擠壓的外力作用下，喜馬拉雅山脈緩慢隆起；在這一外力下，形成了一系列山脈的皺褶式隆起和凹陷，而念青唐古拉山北麓的凹陷，形成了納木措。

青藏高原地區(qū)在告別海洋的四千萬年間，歷經(jīng)三次隆起、兩次夷平：約在三千萬年前，新高地已距海平面兩千米，停歇了，并緩慢剝蝕降低；第二次隆升約從兩千萬年前開始，持續(xù)約五百萬年，此次運(yùn)動(dòng)造就了喜馬拉雅山脈。之后再經(jīng)歷了一個(gè)下降過程。直到三百六十萬年前，青藏地區(qū)在一個(gè)高不過千米的巨大平原上，重新開始了持續(xù)至今的整體的、快速的抬升。而納木措正是第三紀(jì)末和第四紀(jì)初，在喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)中凹陷而形成的。為斷陷構(gòu)造湖，并具冰川作用的痕跡。

曾經(jīng)的納木措，以及散落在藏北高原上南部的眾湖，連為一體，是一個(gè)超級(jí)大湖。在如今納木措的西北角保吉鄉(xiāng)方向，連接納木措與其西的仁措-久如措的雄曲-那曲谷地分水嶺地段，可以看見大片明顯的湖相沉積與湖岸階地。這些湖岸階地，是因?yàn)楹兜貛Ш饔眯纬傻囊患?jí)又一級(jí)的階梯狀地形，如同湖泊在消長過程中在大地上刻下的年輪，沿著湖心由外向內(nèi)，由高至低形成同心圓，默默講述著湖泊的演變歷史。通過對(duì)納木措湖岸階地的研究，科研工作者推測(cè)，在距今大約40至25千年以前，納木措與其西的仁措-久如措，在納木措的3級(jí)與2級(jí)湖岸階地形成時(shí)期，確實(shí)是互相連通的大湖?？蒲腥藛T甚至推論，在納木措的3級(jí)階地與2級(jí)階地形成時(shí)期，納木措與色林措也相互連通。

在這兩個(gè)時(shí)期，以及納木措4級(jí)階地與更高的湖相沉積物堆積時(shí)期，是藏北高原南部古大湖發(fā)育的幾個(gè)高湖面階段。其中最高的湖面階段，納木措與申措及藏北高原東南部的大多數(shù)古湖，如古色林措、古格仁措、古吳如措、古昂孜措等，都是相連通的，可稱為“古羌塘東湖”。而藏北高原西南部的古當(dāng)惹措、古扎日南木措、古塔若措、古扎布耶、古洞措等也是相互連通的，可稱為“古羌塘西湖”。甚至在某個(gè)時(shí)段，“古羌塘東湖”與“古羌塘西湖”也一度相通，是真正的“古羌塘湖”。

但這一地理景觀，后因西藏高原氣候的逐漸干燥，發(fā)生了滄海桑田式的巨變，古湖退縮，各湖顯露出來，很長的一段時(shí)間里，這些湖都一直在大為縮減。以納木措為例，現(xiàn)存的古湖巖線有8至10道，最高一道距現(xiàn)在的湖面約80余米。然而近年來，這一情況又悄然發(fā)生著變化，因?yàn)榘{木措、色林措在內(nèi)的許多大湖，水位均已迅速上漲，湖泊面積也在逐步擴(kuò)大。由于上漲速度更快，色林措已經(jīng)取代納木措，成了西藏面積最大的湖泊。而科研表明，流域內(nèi)降水增長，氣溫顯著上升以及其引起的冰川融水增加是造成湖泊擴(kuò)張的重要原因。從百年尺度的氣候變化看，整個(gè)青藏高原在20世紀(jì)60-80年代為冷期，而80年代以來進(jìn)入一個(gè)氣溫持續(xù)偏高的時(shí)期。

念青唐古拉山脈位于青藏高原的中南部，處于南亞季風(fēng)暖濕氣流進(jìn)入高原的通道上。由于念青唐古拉山脈巨大地形的影響，納木措南、北兩岸的氣候條件差異較大，南岸較濕潤，土壤屬氈狀草甸土；北岸相對(duì)干旱，屬干旱草原土，是藏北高原土壤的典型代表。 在念青唐古拉的北側(cè)，納木措的南岸，流淌著無數(shù)細(xì)小的河流和溪流，被稱為“辮梳狀河流”，而在納木措的西部，分布著沼澤和較大的河流，是良好的牧場(chǎng)。北岸河流不多，以山地為主，有濕地的地方，就會(huì)分布著村落。

納木措流域是青藏高原東部高寒草甸和羌塘高寒草原的過渡區(qū)，流域內(nèi)山地緩坡和平原地區(qū)主要分布有紫花針茅為建群種的高寒草原，湖邊、溪流邊，水分條件好的陰坡及海拔5200米以上的高山地區(qū)分布有高寒草甸，以及零星分布的高山灌叢和沼澤草甸，特別是高寒草甸和高寒草原呈犬牙交錯(cuò)分布，因此納木措周邊分布著眾多天然牧場(chǎng)。這里的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有高度的自然性、稀有性、脆弱性和代表性，區(qū)域性特有生物較多。

納木措的水生植物有三類，納木措的東、西湖濱草原與湖體交換的瀉湖區(qū)，有數(shù)量不多的大型水生維管束植物，主要為沉水植物，包括紅線草、小茨藻群系、梅花藻群系、黃花水毛茛等，多為建群成分；其次為挺水植物；浮水植物最少，基本都是伴生成分如浮葉眼子菜、茨藻、杉葉蓮、蓮草等。在東岸和西岸河流入湖口附近形成較大面積的濕地植被，其中沼澤地中以藏北嵩草、華扁穗草為優(yōu)勢(shì)種，湖邊淺水以蓖齒眼子菜和黃花水毛茛為優(yōu)勢(shì)種。納木措周邊沼澤群落草叢茂密、種類豐富，除了上述種群外，還有莎草科、毛茛科、報(bào)春花科等植物30余種。值得一提的是在北岸措甲那湖附近，沿山坡分布著大量的香柏群，樹齡最長的高達(dá)300年。

在納木措流域和其河流上，生活著特有的高原魚類——拉薩裸裂尻魚。由于納木措屬封閉的內(nèi)陸湖泊，拉薩裸裂尻魚在入湖河流或湖區(qū)內(nèi)完成整個(gè)生活史。另外，在湖區(qū)還發(fā)現(xiàn)有納木措裸鯉、異尾高原鰍、小頭裸裂尻魚和長鰭條鰍等魚類，均為青藏高原特有種。

納木措還為眾多水禽提供了良好的棲息環(huán)境。數(shù)量占優(yōu)的是留鳥，主要有棕頭鷗、斑頭雁、赤麻鴨、秋沙鴨等。良好的自然環(huán)境，也為許多遷徙水禽提供了重要繁殖地。在納木措西岸的沼澤地帶，還生活著黑頸鶴，是納木措沼澤地唯一的鶴類，也是國家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物，在湖東岸沼澤區(qū)有繁殖群，主要有赤麻鴨和斑頭雁等。

由于有鳥類和小型嚙齒類動(dòng)物，所以這個(gè)地區(qū)也出沒狼和狐貍等食肉性動(dòng)物，形成多樣性的生物圈。此外，在湖區(qū)北岸通往羌塘的腹地，還生活著棕熊、猞猁、野牦牛、藏羚羊、西藏野驢、雪豹等國家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物。