基于山地垂直带谱的秦岭南北坡景观分异

基于山地垂直带谱的秦岭南北坡景观分异

摘 要：本文采用文献研究法，阐述了秦岭南北坡向的景观分异，分析了影响秦岭南北坡景

观分异的主要的四个因子：温度、土壤、降水、坡向。景观分异与许多自然因素有关(气候

条件、土壤质地与类型、地形地貌等)。对于秦岭的研究表明:随着海拔高度的增加，环境中

的水热因子发生变化，形成水热因子的复合梯度，生境中所对应的植物种类相应改变。植被

的坡向分布体现了山体的南陡北缓、南仰北俯的地形特点。坡度、坡向对植被分布的影响是

次要的，主要因素是光、热、水等条件发挥作用。

关键字：山地垂直带谱；秦岭南北坡；景观分异；影响因子

1. 研究区域概况

秦岭古称“南山”，其区域范围有广义和狭义之分。广义秦岭，西起昆仑，中经陇南、

陕南，东至鄂豫皖-大别山以及蚌埠附近的张八岭，耸立于洮河与渭河以南、汉江与嘉陵江

支流———白龙江以北[6]；位于102°19~113°40E、31°1′~35°31′N之间，跨越甘肃、

四川、陕西、河南、湖北五省，总面积达106 766 km2。通常所说秦岭是狭义秦岭，乃是广

义秦岭的中段，界于渭河中、下游与汉江上游之间、包括嘉陵江上游和南洛河上游在内的陕

西省南部山地，面积55 000 km，是本文的研究区域。

2[1]

图1 秦岭地理位置、范围示意图

2. 秦岭南北坡分界线

秦岭南北坡分界线的划分有多种说法，大地构造上，大致以商(城)丹(凤)断裂带将秦岭

划分为南北；地貌上通常以徽县-成县盆地为界线。根据垂直带谱完整性原则，位于过渡

[2]

地带的山地其界线位置应与山脉主脊或主分水岭一致。本文按照渭河、汉水的分水岭作为

[3]

其南北坡的界限。

3. 南北坡景观分异

1

秦岭由于地势高，造成南北气候的差异，南北植被景观也不相同，北坡多暖温带类型，

南坡则多北亚热带常绿阔叶的成分，是我国华北、华中、唐古特及横断山脉植物区系的交汇

，

区，具有多种区系成分并存的丰富多样性，因而具有明显的过渡性和复杂性的特点。

[45]

秦岭目前的主要现状植被有针叶林(包括暖性针叶林、温性针叶林、寒温性针叶林)、阔

叶林(包括典型落叶阔叶林、温性落叶阔叶小叶林、落叶阔叶杂木林)、灌丛、草甸(包括山地

灌丛、草甸及高山灌丛、草甸)等。从植被上看，秦岭南坡以落叶阔叶和常绿混交林为基带，

自下而上有常绿、落叶阔叶混交林、落叶阔叶林、针阔叶混交林，形成了亚热带森林植被景

观；而北坡自下而上有暖温带、温带、寒温带、亚寒带4种气候，自下而上的落叶栎林带、

桦木林带、针叶林带和高山灌丛草甸带，构成了典型的暖温带山地森林植被景观。具体的景

观分异可以由图2反映出：

北坡 南坡

3767m

高山灌丛草甸带 高山灌丛

针叶林带：巴山冷杉林等 针叶林带：巴山冷杉林等

针阔叶混交林：红桦林等

落叶阔叶林：辽东栎林等 落叶阔叶林：红桦林等

落叶阔叶林：锐齿栎林等

3400m

3200m

3000m

2800m

2600m

2300m

1900m

2900m

2500m

针叶林带：牛皮桦林等

1700m

1000m 1000m

落叶阔叶林：华山松、

栓皮栎林

常绿、落叶阔叶混交林：被落叶阔叶林及侧柏林带：

子植物类、马尾松、 柏科 栓皮栎林等

图2 秦岭南北坡景观差异

数据来源于各类论文，大体正确，原创图片

秦岭的主体为太白山（海拔3767米）、鳌山（海拔3476米）、首阳山（海拔2720米）、

终南山（海拔2604米）、草链岭（海拔2646米），本图选最高海拔为秦岭的高度。南北坡植

被类型为广泛研究的林带。

秦岭山地植被垂直分布规律，南北坡有不少相似之处，但受气候条件影响，各带跨幅

南坡低于北坡约100－150米。低山基底带则受水平地带性控制，岭北500－800米为耐旱的

落叶阔叶林及侧柏林带，岭南则为含有常绿阔叶树的落叶阔叶林带。

秦岭在海拔3，400米以上森林已无分布，为灌木草甸植被取代。通常3，500米以上

主要为草甸植被，下部为灌木与草甸植被交错分布。本带冰川遗迹尚明显存在，由物理风化

形成的倒石锥，乱石滩为本带的主要地貌景色。

4. 影响南北坡景观垂直分异的因子

对于垂直带界线及带谱的解释基本上目前仍限于气候指标及其选择，即“水热控制”方

2

法。在区域和局域尺度上，还没有考虑山体走向、地形、风甚至树种的生态适应性等山地环

境因子的影响。

山地垂直地域分异的几个规律性问题：（1）山地垂直自然带的更替规律和从赤道向两极

的地域分异规律有些相似，山地垂直自然带的山麓基带与当地水平自然带一致。在不知其位

置的情况下，只能从上到下进行判断，如某山很高，则由上向下为：积雪冰川带、高寒荒漠

带、高山草原带。如知道其中的一个，则可推出其上下，如带谱中某一个为阔叶林带，则其

上为针阔混交林带，其下就是常绿林带。（2）影响山地垂直自然带谱复杂程度的因素。①山

体所在纬度：纬度愈高愈简单，纬度愈低愈复杂；②山体海拔：海拔愈高愈复杂（当然有极

限），海拔愈低愈简单，甚至没有；③山顶与山麓之间相对高度：相对高度大则复杂，相对

高度小则简单。（3）影响山体垂直自然带海拔高度的因素。①山体所在纬度：纬度低，海拔

高；纬度高，海拔低；②坡向：同一山体，阳坡高，阴坡低。 对于秦岭南北坡景观分异

[6]

的主要影响因子包括温度、土壤、降水、坡向。

秦岭垂直温度带用等效积温，根据温度带指标（表1）可分为五个垂直带：

第一个垂直带带常称为基带，上限700~800m。由于秦岭的屏障作用，冬季阻隔冷空气

南下，在南坡下部，适合亚热带植物生长，常绿阔叶树如油樟、桢楠、吴贞等随处可见。北

坡同海拔的地段属于暖温带，适宜种植一年二熟制的作物。

第二个垂直带带为暖温带，典型植被在南坡为栓皮栎林，北坡为侧柏林，因长期砍伐，

保存不多。本带上限海拔1100~1300m。南坡的暖温带较北坡平均海拔要高，范围要小。

第三个垂直带是中温带森林，针叶林与阔叶林混生。下部生长华山松、锐齿栎林、山

杨等，海拔高度1800m。再往上是桦木林带，有牛皮桦、铁杉等，海拔高度2200m ~2400m。

第四个垂直带是寒温带针叶林带，下部多云杉林，上部多冷杉林，其上限到3400m左

右。主要树种有云杉、太白冷杉、四川冷杉、秦岭冷杉、铁杉等。

第五个垂直带是亚寒带，大约在3400m以上，高大乔木不能生长，为高山草甸、灌木，

有头花杜鹃、杯腺柳等。

表1 温度带指标

[ 7]

3

表2 不同温度带上各植被类型占自身总面积的百分比

表2示了各植被类型在不同温度上的分布情况。按照各植被百分比峰值区出现的高度，

由低到高植被垂直变化规律为:针叶林(8~10℃)-栽培植被(12~14℃)-阔叶林(12~14℃)-混交林

(12~14℃)-高山灌丛(4~6℃)-高山草甸(10~12℃)-次生灌丛(12~14℃)-灌草丛(12~14℃)。

秦岭耐寒、抗霜冻、耐庇荫的针叶林数量占有较大优势，部分树种能适应恶劣环境，生

长地冬温夏凉、光照较弱；12~14℃左右的年均温是秦岭农作物和经济作物等栽培植被生长

的有利条件之一；阔叶林和混交林生长在气候比较温和的温带和暖温带地区，以喜欢温暖环

境、喜光的树种居多；高山灌丛生境终年寒冷、多风而大、紫外线辐射强度大；高山草甸多

分布在阳坡和半阳坡，日照充足；次生灌丛多分布在低山丘陵，其所在水热条件优越；灌草

丛以中生或旱中生禾草为主，所在地日照强烈、生境或基质干燥、土壤瘠薄。

秦岭南北坡土壤垂直带谱以主体太白山（图3）为例，迎风坡与背风坡土壤垂直带谱的

差异:南坡基带为黄褐土和黄棕壤，北坡基带土壤为褐土和土；其建谱土壤以棕壤为主，两

坡带幅虽然相差不大，但其分布下限则明显有别，南坡海拔为1300m，而北坡为1500m；

棕壤带以上的暗棕壤、黑毡土和草毡土则呈现同样的升降趋势。

图3 秦岭太白山南北坡土壤垂直分布

土壤对于植被生长具有重要的意义。不同的土壤类型为不同的植被提供了生长条件。

4

[ 8]

山地降水一般都随地方海拔升高而增加，至某一高度达到最大位以后，才转为向上减少。

秦岭山地南北坡最大降水高度H和b(决定地区和季节的参数)如表3

南坡 北坡

季

年

项

目

坡

冬季 夏季 年 冬季 夏季 年

2900 1350 2200 2500 1900 2300 H（米）

b 0.000007963 0.00008729 0.00003728 0.000006413 0.000061 0.000089

表3秦岭山地南北坡最大降水高度H和b(决定地区和季节的参数)

[ 9]

秦岭山地最大降水高度在夏季是南坡比北坡低，在冬季正好相反，是北坡比南坡低，故

年最大降水高度南北相差不大。这是因为在山地一般都是向风面最大降水高度低。背风而最

大降水高度高，而秦岭山地夏季盛行东南气流，西坡是向风坡，北坡为背风坡；冬季盛行南

北气流，北坡为向风坡，南坡为背风坡的缘故。降水对秦岭南北坡景观分异起到了一定的作

用。

表4 不同降水量上各植被类型占自身总面积的百分比

[ 10]

表4显示了各植被类型在不同降水量上的分布情况。按照各植被百分比峰值区出现的高

度，由低到高植被垂直变化规律为:针叶林(700 mm)-栽培植被(700 mm)-阔叶林(900 mm)-混

交林(900 mm)高山灌丛-(900 mm)-高山草甸-(700 mm)-次生灌丛- (800 mm)-灌草丛(800

mm)。

坡向对于山地生态有着较大的作用。山地的方位对日照时数和太阳辐射强度有影响。辐

射收入南坡最多，其次为东南坡和西南坡，再次为东坡与西坡及东北坡和西北坡，最少为北

坡。向光坡(阳坡或南坡)和背光坡(阴坡或北坡)之间温度或植被的差异常常是很大的。南坡

或西南坡最暖和，而北坡或东北坡最寒冷，同一高度的极端温差竟达3～4℃。在南坡森林

上界比北坡高100～200m。永久雪线的下限因地而异，在南坡可抬高150～500m之间。东

坡与西坡的温度差异在南坡与北坡之间。

坡向对降水的影响也很明显。由于一山之隔，降水量可相差几倍。来自西南的暖湿气流

在南北或偏南北走向山脉的西坡和西南坡形成大量降水；东南暖湿气流在东坡和东南坡造成

丰富的降水。由于光照、温度、雨量、风速、土壤质地等因子的综合作用，坡向能够对植物

发生影响，从而引起植物和环境的生态关系发生变化。典型的例子是我国四川省二郎山，山

体的东坡上，分布着湿润的常绿阔叶林；山脊的西坡上，则分布着干燥的草坡，不但任何树

木不能生长，灌丛植物也很少见。同是一个山体的坡面上，东西两面具有截然不同的植被类

型，这是由于从东向西运行的潮湿气流，在东坡底部开始上升，随着海拔的逐步提高，气温

逐步降低，把空气中大量的水汽丢失在东坡的坡面上，使东坡非常潮湿，形成湿润的常绿阔

叶林。当气流运行到山脊顶部时，已成为又干又冷的空气。这种干冷的空气，本来缺水已经

5

到了极点，再由山脊开始顺着西坡向下运行时，随着海拔逐步降低，温度逐步增高，干热空

气不但本身缺水不能向坡面上放出水分，而且反过来从坡面上吸收水分，因而使西坡更加缺

水于旱。因此，西坡面只能分布着干燥的草地植被类型。

由此可见，坡向对景观分异的影响主要是通过其他三个因子作用引起的。

5. 结论与讨论

本文采用文献研究法，阐述了秦岭南北坡向的景观分异，分析了影响秦岭南北坡景观

分异的主要的四个因子。景观分异与许多自然因素有关(气候条件、土壤质地与类型、地形

地貌等)。本文对景观分异进行分析，景观分异受地貌、地形等的影响较小，而气候差异可

以引起植被地带性的显著变化。对于秦岭的研究表明:随着海拔高度的增加，环境中的水热

因子发生变化，形成水热因子的复合梯度，生境中所对应的植物种类相应改变。植被的坡向

分布体现了山体的南陡北缓、南仰北俯的地形特点。由于各方向上光照条件差异不大，所以

坡向对植被分布的分异作用不如海拔、降水、气温的影响。坡度、坡向对植被分布的影响是

次要的，主要因素是光、热、水等条件发挥作用。

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