随着海拔高度的上升,从山麓到山顶年平均气温逐渐降低,生长季节逐渐缩短,同时在一定海拔范围内随着降水量的增加,风速加大,辐射增强,土壤条件也发生相应的变化。在以上因素的综合作用下,植被表现为同等高线大致平行的条带状更替,称为植被的垂直地带性。
山地植被垂直带的组合排列和更替的顺序形成一定的体系,称为植被垂直带谱。
其植被垂直带谱自下而上的递变基本符合由低纬到高纬的植被变化顺序。
垂直带谱中不出现比基带代表的自然带纬度偏低的带。以上部是否出现高山冰雪带为衡量垂直带发育是否完备的标志。
在植被垂直带谱的考察之中,常常涉及到以下考点。以下将植被垂直带谱简称为垂直带谱。
(一)基带的判读
事实上,基带是山体上符合当地自然带的垂直带谱,并不是海拔最低的垂直带谱。
例如我国华北地区某一山体山麓地带由于人类破坏而导致海拔最低的垂直带谱为荒漠带。此时的基带不会是此荒漠带,而是与当地自然带相符的落叶阔叶林带。
另外,通过基带可以推知该山体分布在大致的纬度范围之内。
(二)垂直带谱的递变规律
山体面积越大、坡面面积越大、山体海拔越高(相对高度越大)、水热组合变化越多、受人类影响越小,垂直带谱越完整齐备。
理想的最完备的垂直带谱由低海拔向高海拔依次为:
雨林带,常绿阔叶林带,落叶阔叶林带,针阔混交林带,针叶林带,高山灌丛带,高山草甸带,高寒荒漠带(流石滩),积雪冰川带。草原带、草甸带依据具体水热情况穿插其中。
需要注意的是,垂直带谱也分海洋性和大陆性之分。
海洋性带谱基本符合以上规律,而大陆性带谱则会出现特殊的变化规律。
下面以天山为例,分析大陆性带谱的变化规律。
天山地跨我国干旱、半干旱区,其基带是符合当地自然带的荒漠带。
足够高的山体,随海拔升高降水量先增后减,因此可以发现随海拔升高,水分条件改善,荒漠带逐渐演变为荒漠草原带、山地草原带,达到最大降水带时,形成针叶林带。
海拔再升高,限制条件就由水分转为热量,此时垂直带谱的递变就基本符合上述规律了。
(三)关注特殊的垂直带谱
(1)在垂直带谱中,往往出现草甸和草原。那么二者的区别是什么呢?
①草甸在适中的水分条件下发育起来的非地带性的植被类型。草原是那种分布于半湿润、半干旱到干旱地区,不受地表水与地下水影响而形成的地带性的植被类型。
②一般情况下,草原只出现在半湿润、半干旱、干旱地区,草甸只要水分条件满足就可以出现。在湿润区,草甸可以伴同针叶林或落叶阔叶林出现,分布在山间低地。干旱和半干旱区,地表径流汇集的低洼地和地下水位较高之处仍可形成草甸。热带、亚热带和温带的高山地区还能形成高寒草甸。
(2)高山上是否有山地苔原带/高山冻原带?
我们要关注的是,苔原带不是所有的足够高的山地都有。中国为东亚独有山地苔原的国家,其山地苔原分布在长白山2100m以上和阿尔泰山3000m以上的地带。
山地苔原带形成于寒冷但但不致过冷、水分充裕、土壤有但不能很肥沃的区域。
(3)灌丛带及以上垂直带谱的植被特征?
某一垂直带谱下的植被表现出对其生长的自然环境具有适应性的特征。
高海拔地区的植被往往具有但不限于以下特征:
①植株矮小,贴地生长:气温低,植物生长慢,且低矮可保暖。
②花期短,生长迅速:适应山地气候短促凉爽的夏季。
③叶片厚:保温抗旱。
④根系浅而发达:高山坡度大土壤浅薄,风力大。
⑤花朵艳丽:吸引有限动物传粉。
(4)高海拔地区的地貌受到什么作用的影响为主?
海拔越高,寒冻风化和物理风化越强,强烈的紫外线和极大的昼夜温差,产生的寒冻劈碎、热胀冷缩的风化作用,导致了大块的岩石不断崩裂,形成了大大小小的石块,形成各色特有的地貌。
(四)雪线的考察
常用的雪线的定义为常年积雪带的下界,即年降雪量与年消融量相等的平衡线。
雪线以上年降雪量大于年消融量,积雪逐渐发育为冰川。
判断一个山体是否有雪线,就要依据其山麓地带夏季最热月均温-湿绝热率(海拔升高100m,气温降低0.6℃)×山体相对高度,根据相减后的气温是否小于0℃来大致估算山体是否有终年积雪,因此可以知道东北地区是没有终年积雪的。还可以用来计算雪线的具体海拔高度。
雪线的分布高度主要决定于气温、降水量,地形通过影响气温和降水量间接影响雪线分布高度。不同山体之间的雪线,气温越低,降水量越丰富,山体坡度越平缓,雪线越低。
而考试重点考察的是同一山体雪线的分布高度。
影响同一山体雪线分布高度的因素有:
①陡坡雪线比缓坡高。
②迎风坡雪线低,背风坡雪线高。
③阴坡雪线低,阳坡雪线高。
④迎风坡和阳坡重合时,由于降水遮挡太阳辐射,此时迎风坡雪线低,背风坡雪线高。
⑥高大山体内部受山体效应影响,雪线高。
(五)林线的考察
常用的林线的定义为山地上森林的最高界限。林线以上没有森林。
一般情况下最热月均温≥10℃就可存在森林,可以据此推测林线海拔高度。(类比雪线的计算)
(1)不同山体的林线高度比较:
森林生长季的气温为影响林线的主要因素,因此考虑问题时主要从气温出发。但水热组合也同样重要。
①纬度越低,林线越高。
②副高与信风带以外大部分地区,降水越少,林线越高。(降水遮挡太阳辐射,气温降低,土温降低)
③副高与信风带控制区域林线低。(降水少,湿度小,蒸发强)
④大陆性越强,林线越高。
⑤山体海拔越高,林线越高【只影响实际情况下林线的海拔高度,不影响理论林线高度】
(2)同一山体林线高度的比较:
不同坡向的水分差异不大,热量为主要影响因素时:
①阳坡林线高,阴坡林线低。
②迎风坡林线低,背风坡林线高。
③高大山体内部林线高,外部林线低。
不同坡向热量差异不大,水分为主要影响因素时:
①阴坡林线高,阳坡林线低。
②迎风坡林线高,背风坡林线低。
③高大山体内部林线低,外部林线高
(3)特殊情况下的林线
当森林出现下限,即低于该海拔就没有森林分布时,林线呈腰带状环绕在山地上,这种情况称为林线倒置。
可能导致林线倒置的原因有:
①逆温:山麓地带气温低,不利于森林发育。
②焚风:可能导致干热河谷的出现或导致低海拔地区水分条件差,植被稀少。
③地下水:湿润地区地下水埋深浅的区域排水不畅,长期积水而不能发育森林。干旱地区森林则可能分布于此。
④土壤条件:a.地下水丰富的寒冷地区冬季冻土广布,不利于森林发育。(例如大兴安岭)
b.土壤质地为碎石、砾石则不利于森林扎根。
c.易返盐碱的地区不能生长森林。
⑤强风:强风吹拂下只能生长低矮植被(例如南方许多山地)
⑥最大降水带:干旱区山地的森林范围限制于此最大降水带(例如天山)
(六)坡向对于垂直带谱分布高度的影响
一般情况下,水热优越,垂直带谱分布高。
因而最理想的情况下就是既是迎风坡又是阳坡,水热优越垂直带谱分布高。
但是在迎风坡和阳坡相冲突的情况下,就要具体问题具体分析了。
由于①阳坡太阳辐射强,地表温度高,蒸发旺盛②阳坡融雪早,蒸发历时长 导致阳坡较阴坡而言热量优而水分差。
由于①背风坡雨影效应影响,降水少,太阳辐射强 ②背风坡焚风影响,热量充足 导致背风坡较迎风坡而言水分差而热量好。
所以水与热往往相互冲突,此时垂直带谱想要分布得高,就要在水与热的较量中寻找最优解。
(1)基带热量盈余,水分为主导因素,此时在水分条件较好的坡向垂直带谱高。(适用于大部分热带、亚热带地区山地)
(2)基带热量非盈余,土壤水热条件为主导因素,最优水热组合使垂直带谱高度高。
①基带水分充足,热量差异明显,此时在热量条件较好的坡向垂直带谱高。(以温带地区多数东西走向山脉为主)
②基带水分充足,热量差异不明显,此时在热量条件较好的坡向,垂直带谱高。(以温带地区多数南北走向山脉为主)
③基带水分短缺,热量差异不明显。(以干旱区大部分山脉为主)
此时在水分条件好的坡向拥有水分条件差的坡向缺少的自然带;
但在水分条件差的坡向由于水分条件垂直递变小,热量条件更优越而自然带高。
④基带热量不足,此时在热量条件好的坡向,垂直带谱高。(以高纬度地区大部分山脉为主)
但随着海拔提高,①不同坡向面积缩小,差异减小 ②强风使得不同坡向热量和水分交换逐渐充分 ③生物生存面积减小 导致植物多样性的差异缩小会导致垂直带谱的高度差异逐渐减小。