高考特刊:山地垂直带谱(分省汇总篇)
一天有四季的奇景
在近日的考试题中,垂直带谱成了新的热点。在基础的认识当中,我们知道,垂直带是在山地和高原地区,根据海拔高度的变化所引起的气候、土壤、生物群落的差异而划分出来的垂直方向上的条带。在山岳,随着高度的升高,气温逐渐降低,所以从山麓到山顶,低温或高温便成为分布的限制因素而出现若干个生物分布界线。这种垂直分布带,与由温度因素而出现的南北方向的水平分布带一样,表现为由低地到高地方向的分布。比如说在川西高原可以经历一天有四季的景观,这就是垂直带谱的奇妙之处。同时,除了一天走遍四级外,也可以一地环游地球。从山脚(基带)到山顶,对于喜马拉雅山这种极高山来说,也可以经历类似赤道到两级的景观,接下来我们来欣赏小编汇总的各地喜欢拿来命题的垂直带谱了。
作为世界之巅,这座山点击率和出镜率非常高,同时这里又和当下热点紧密相连,比如珠峰测高,中印喜马拉雅山区冲突,全球气候变化,珠峰长草,冰川萎缩,洪涝干旱等等。
珠峰地形图如图,可以看出珠峰基本上呈现金字塔形。
珠峰北坡为背风坡,且北坡基底海拔高(4500米以上),在珠峰一带,北坡基本上没有森林分布(思考为什么),基带是高山草甸,再往上就是高寒荒漠和积雪冰川了,冰川下限在6000米左右。而南坡,基带山前平原是雨林性阔叶林,在2500米以下是亚热带常绿阔叶林,再往上是一些针叶林和草甸,以及较窄(部分地区没有)的高寒荒漠带,永久积雪下限也比北坡低一些。为什么南坡积雪下限低?这是因为南坡虽然处于阳坡,迎风坡,理论上更温暖,但是由于降水丰富,潮湿的气候使得冰川得以保留。越潮湿的地方,冰川下限温度越高,最高可以接近0℃。而干旱的地区,由于蒸发强烈补给弱,冰川难以保留。冰川只有在海拔很高温度很低的地方才出现。
有意思的是,珠峰虽然很高,但并不是什么大河的分水岭,甚至这条大河二级三级支流的分水岭都不是。恒河的支流绒布河从珠峰北面蜿蜒流淌,从西到东绕过珠峰,然后汇入朋曲,在陈塘镇切穿喜马拉雅山,流出国界,几百里之后汇入恒河。
西藏其他自然带汇总见上图。
秦岭太白山垂直带图,资料来源:陕西省地图集,1976年出版
太白山地区,植被还是比较好的,在山顶积雪地带,也有一些高寒植被生存,稀疏树林林最高可以在3500米地方出现,在南坡,山脚下的树林中会零散分布一些常绿树木,如楠木,棕榈等,也有一些温暖地区生活的松杉树等。在北坡,主要以落叶阔叶林为主。秦岭南北坡,体现了水热的差异,南面温暖潮湿,北面就相对寒冷干燥了。
但是南湿北干这个差异是针对200-300公里宽的整个山脉而言,如果聚焦在山脉中间的某一座山峰,南北差异并非南暖湿北干那么简单,大家会发现南面草北面树林的景观。这是因为在宽广的山脉内部的一个山头,南北水分差异,但是南面是阳面,蒸发量更大,导致水分条件稍差,从而出现“北林南草”的景观。在天山这样更干旱的地方,这种景象会更加直观明显。
中亚特有的热岛效应,使得这里成了特别强烈的干热和干旱的地方。每到夏天,就进入了酷热的炽考模式。这里一年中有三分之一都处在极端高温天气中。但是看温度曲线,可以发现热浪中的一股清凉,那就是天山。
新疆年降水图,可以发现,巍巍天山矗立在极端干旱的内陆地区,并撑起了一片湿润的海洋,最湿润的地方年降水量超过1000毫米。
基于这种特殊的环境,造就了天山神奇的垂直带。
天下黄河富宁夏。贺兰大山护宁夏。
贺兰山垂直带谱图,绘图:刘梁。
贺兰山是南北走向的山脉,东侧为迎风坡,西侧为背风坡。主峰海拔3600多米,是宁夏重要的水源涵养区。这是当地博物馆展示的贺兰山的沙盘模型,制作很精致,把当地森林植被描绘很清楚,可以清晰看到树种分布。为什么树木分布在海拔较高的地方呢?这是因为海拔较高的地方降水多,蒸发量小,季节冰雪补给融水也比较多,而海拔低的山脚附近,降水少,就无法支撑大片的森林生长了。这里也有类似天山的阳草阴林的现象,这说明半干旱半湿润地区,蒸发量对于植被带的分布影响非常大。
如果仔细观察,大家可能发现了上述沙盘模型的一些瑕疵,那就是树林的位置。如果我们依据贺兰山主峰来绘制垂直带,森林是不可能生长在山顶。山顶海拔超过3600米,这里只能分布高寒草甸和高寒荒漠了。所以更准确的模型是,树林分布在山顶以下区域,森林上限在3200米左右的地方。
河西走廊的重要屏障
跟贺兰山具有相似作用的高山是祁连山。这些山脉自古以来就是农耕文明的重要的屏障。祁连山浇灌的河西走廊成为汉地伸向西域的一个利剑,这里地缘位置非常重要,有效分割了匈奴和西羌的势力,成为中国传统势力范围边界,历来都扮演着重要的角色。汉武帝通西域,破匈奴,在这里书写了重要的篇章。
如图所示,河西走廊沟通了西域,并把匈奴和羌人分隔开。
祁连山处于青藏高原北缘,有甘肃水塔,河西湿岛之称。这里和天山类似,同样是通过地形作用,形成了一片干旱区中的湿润岛。
中国地形图祁连山局部,1970版
祁连山处于青藏高原北缘,有甘肃水塔,河西湿岛之称。这里和天山类似,同样是通过地形作用,形成了一片干旱区中的湿润岛。
上图是甘肃省降水量图,通过图可以发现,祁连山矗立在极干旱的荒漠上,成为荒漠中的明珠。
祁连山依旧呈现了明显的阴阳差异,阴林阳草,而北侧树林涵养的河西走廊的绿洲,是那里的生命线。
川西屋脊,蜀山之王,藏区明珠
如果问中国垂直带最丰富的山是哪一座山,答案是贡嘎山。一方面,贡嘎山极高的海拔,7556米,成为除了喜马拉雅山及其支脉之外世界上最高的山。另一方面,这里处于川西迎风坡地带,降水丰富而且气候温和,湿度大,有充分的水源滋养。贡嘎山顶带附近,降水量可达3500毫米,成为中国大陆降水最丰富的地方之一。其次,由于青藏高原热岛效应,贡嘎山有充分的增温效应,和东侧的峨眉山相比,同海拔地带,贡嘎山热量条件要比峨眉山好很多,而植被带也比峨眉山丰富很多。贡嘎山山脚下是可以生长热带作物的,而峨眉山只能种植亚热带作物。
四川地势图,来源1981年四川省地图集。需要此图也可以后台询问。此图集其他介绍戳这里(点击下面蓝字即可)
可以发现,贡嘎山是绝对的“鹤立鸡群。
东部屋脊,宝岛高山
如果问中国东部地区最高峰在哪里,很难相信这个答案是台湾山脉的主峰玉山。
在中国东部矗立着接近4000米的高山,又是小岛上,这使得这座山脉注定引人注目。
台湾山脉及其支系山地占据了台湾岛大部分的面积。由于地形作用,这里潮湿多雨,山脉迎风坡可达4000毫米左右,海洋气候明显。这是中国又一个有趣的丰富带谱的山。我们分析下这里的主峰玉山。下面的垂直带图和台湾省地图均来自于中华人民共和国地图集。
虽然海拔接近4000米,但是良好的水热条件足以让森林发育到山顶。从山顶往下,依次是寒温带针叶林到热带林。台湾山脉的北部基带是亚热带常绿阔叶林,而南部的基带是热带雨林。这是中国为数不多的热带雨林分布区。
白山黑水,林海雪原
号称东北水塔的长白山,是东北地区最高峰,也是最重要的山脉之一。
长白山属于受季风影响的温带大陆性山地气候,除具有一般山地气候的特点外,还有明显的垂直气候变化。总的特点是冬季漫长凛冽,夏季短暂温凉,春季风大干燥,秋季多雾凉爽。年均气温在-7℃至3℃之间,7月份平均气温不超过10℃。年降水量在700至1400毫米之间,6至9月份降水占全年降水量的60%至70%。云雾多,风力大,气压低,是长白山主峰气候的主要特点。
由于东北地区纬度高,基带气温也不高,再加上风力大,长白山的森林并不能发育到太高的地方,在北部,上限是1500米,而南部也只有2000多米。不过,这里许多地方相对坡度小,并存在一些熔岩高原,从而形成了良好的土壤条件,适合森林植被和林下作物的生长,出产一些珍稀的林木和动物以及药材。
武夷山位于福建省西北部,区内森林植被茂密,植物种类繁多、保存着大量完整无损、多种多样的林带,自然带垂直分布明显,近几十年来,武夷山大量天然林被破坏,当地林业局启动了造林复绿工程。下图示意武夷山垂直自然带分布。据此完成下列题目。
1.甲处地带性植被可能为
A.积雪冰川
B.高寒荒漠
C.山地草间
D.高寒灌丛
2.武夷山基带天然林被破坏后,若未受到人为干扰首先会演化成
A.次生灌丛
B.落叶阔叶林
C.针叶林
D.针阔混交林
3.与武夷山基带相同海拔高度和坡向的天然林相比,人工林
A.土壤温度高
B.林冠成层性强
C.土壤湿度大
D.生长速度缓慢
这道题的难度并不大,很多学生能够正确选出答案,但是题目本身却存在争议。第一,武夷山的顶带是什么呢?通过实地景观,我们能发现,武夷山顶带植被确实是高山草甸,看起来题目没有问题,但实际上,我们基于热量和水分条件分析,小编更倾向于武夷山顶带还是森林植被,理由如下:
1.草甸植被所处位置海拔为1 9 0 0 -2158m,年均温为8.5℃,湿度在85% 以上,年降水约3 0 0 0 m m ,风力约五到六级,冬季积雪仅四五天,自然环境条件都不是木本植物生长的极限条件。不仅不是木本植物的极限,甚至不是亚热带常绿阔叶林的极限。也就是亚热带森林发育到顶峰,也不夸张。相似的景观在大巴山很常见。大巴山有一些积雪4-5个月的地方,由于湿度大补偿了温度低带来的不利影响,也能发育亚热带植被。
2.武夷山现有的植被大多是经过破坏( 砍伐、火烧) ——自然恢复,再破坏——再恢复的演化过程,山顶的草甸植被也不例外,主要是在森林火灾之后发展起来的。在个别地段已经生长着黄山松等木本植物,其群丛为黄山松—杜鹃—芒草+ 野枯草。由于该地区海拔高,温度低,风力大,雾日多的特点在一定程度上延缓了乔本替代草本和灌木而成为优势种的时间。另外繁茂的草本
根系也在一定程度上阻滞了乔本植物种子的萌芽和繁殖。只要给予充足的时间,在自然演替中可能会向矮曲林、矮化针叶林或混合型森林,甚至亚热带常绿植被也可以发育到武夷山的顶峰。
基于以上分析,我们认为,通行的武夷山自然带是破坏后形成的次生带,而原生带的顶带依旧是森林植被。
此外,武夷山还发育了许多旗状树林,在海拔1200-1700 m 的范围内,发现很多树在临近深渊一侧树枝密集,叶子茂密,而面临山一侧的枝条少,有些甚至不生长,呈现“旗状”的树冠,即旗状树,如黄山松、柳杉和南方铁杉等。其中以黄山松最为典型,这是地形,气候的共同结果。
上图来源于网络
焚风带来的倒置垂直带
云南干热河谷形成了倒挂的自然带。在河谷深处,由于焚风作用,降水少,气温高,反而呈现荒漠景观。在半山腰,由于水源充足可以看到一些湿润的森林。但是西南干热河谷存在一些人为干扰因素,部分低地荒漠景观,并非自然形成,而是原先森林生态系统因为人为破坏瓦解以后,由于土壤基质流失导致不可逆的变化,形成亚热带荒漠景观。所以在这些地方,尤为要注意植被的保护。
云南省正立的自然带,以哀牢山,玉龙雪山为代表,见上图。
阴山也是重要的自然界限,是季风区的强弩之末,也是传统中原王朝势力的强弩之末。阴山最重要的价值在于涵养了南面一个重要的地理区域,也就是河套平原。早在战国时候,战国七雄中的赵国就已经占据并开拓了河套地区,设立云中郡。后来又被匈奴占领,秦朝收复并再次设立郡县。此后由于气候变化和中原王朝北方游牧民族的势力此消彼长,这里也是反复争夺和角力的地方。
到了清末,山西陕西大批居民开始外迁,也就是轰轰烈烈的“走西口”,这里开始成为西北地区最重要的农业区,并开始形成了完备的水利体系。黄河百害唯利一套,离不开阴山山脉的滋养。
图中山和平原有非常明显的断层线,山脉三角形断面得以保留我们知道,南北对于植被的分布影响显著,如果考虑光照因素,对于水分不是特别多的地方,由于南坡更大的蒸发量,导致森林发育困难些,一些干旱地区的山脉,如祁连山,天山,贺兰山这样的,南坡就不发育森林。如图所示。
根据垂直带我们发现,阴山山脉存在两个矛盾的因素。一方面,南坡是迎风坡,有着较好的水汽条件,另一方面,南坡是阳坡,有着较强的蒸发。这两个矛盾的因素决定了阴山植被带交错分布的特色。另一方面,阴山并不是一座山,而是一层山。所以,我们从整体看,体现了更多迎风坡主导的南林北草南湿北干的特征,而从局部看,则是相反的。根据整体山脉的植被分布,我们绘制了上图。对于阴山而言,南北坡都有植被,而南坡多针叶林且下限更低,北坡多阔叶林。这是因为北坡风很大,冬春时候,落叶阔叶林的“光秃秃”的枝条,不容易受到风力摧残。北坡的树木主要是栎木,抗风性好。南坡更多是针叶林,针叶林蒸腾作用更弱,更有利于生长。更低的地方由于水热条件相对较好分布了一些阔叶林。
大兴安岭位于内蒙古东北部,黑龙江西部。这里属于东北地区但不完全属于东三省。这里纬度更高,林区广阔,并且发育了许多原始森林。是中国面积最大的原始森林林区。
如图:大兴安岭示意图。可见这里的森林资源丰富程度。这里的树木有樟子松,落叶松,兴安松,蒙古栎,白桦树等等。
除了海拔差异,还有的重要的分布差异就是南北差异。
图中罗马数字表示:Ⅰ 针叶林Coniferous forest ;Ⅱ 阔叶林Broadleaf forest ;Ⅲ 针阔混交林Mixed broadleaf and co niferous forest;Ⅳ灌丛Shrub;Ⅴ草甸Alpine meadow ;Ⅵ 灌草丛Ecotone betw een shrub and g rass;Ⅶ 农田Farm land ;Ⅷ 裸地Bare land ;Ⅸ 水体Water .通过上图,我们可以发现:
针叶林在南北坡的分布大体相等, 但暗针叶林分布比重北坡大于南坡, 而华北落叶松(Larixprincipis-rupprecht ii)林及华北落叶松矮林的分布则是南坡多于北坡, 这与华北落叶松的强阳性特征有关;阔叶林和针阔混交林在北坡的分布比例远远大于南坡。总之, 林地(除了华北落叶松以外)分布均为坡多于南坡, 这与华北北部干旱的气候条件有关, 而林地生长需要一定的水分;南坡蒸发量大,水分条件不如北坡。农田和裸地的分布与坡向无关, 且农田在平地占有比例较大;亚高山草甸、灌丛、灌草丛这三种植被类型的分布是南坡多于北坡。具体见下图。
梵净山是“贵州第一名山”,“武陵第一峰”,位于贵州省东北部印江县、江口县、松桃县三县边境,方圆达六、七百里,其最高峰——凤凰山海拔2572米,朝拜地——老金顶(梵净山老山)2494米,新金顶(新山)2336 米。梵净山是云贵高原向湘西丘陵过渡斜坡上的第一高峰(相对高度达二千米),它不仅是乌江与沅江的分水岭,而且还是横亘于贵州、重庆、湖南、湖北四省(区)的武陵山脉的最高主峰。
这里基带属于亚热带季风气候,但是气候年较差和降水变率较小。是少有的南北不存在差异的山峰。由于山地地区气候阴湿,南北的水热条件差异甚小,因而这里不存在北方山地的南北差异,垂直带南北高度吻合统一。
以下全部出自《中国林业地图集》,地图是作者本人扫描加工
东灵山是北京最高峰,海拔2303米,在北京门头沟,号称北京的珠穆朗玛。属于太行山脉的一部分。
五台山是世界文化遗产,是佛教四大名山之首,也是晋山之首。
辽宁和黑龙江典型的山的名字,都很有东北特色。
值得注意的是,天目山是世界银杏之都。拥有世界唯一的银杏天然林。
大别山是江淮分水岭,也是中东部重要的水源涵养区和生态区。
庐山是著名的断块山,山体垂直陡峭,风景独特。
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地图欣赏:最美等高线(四川地图集1981)