内容正文:
第二节 自然环境的地域差异性 讲义
本节知识结构
自然环境既有整体性,又有差异性。地球表面不存在两个自然条件完全相同的地域,这种差异体现在不同的空间尺度上:从全球尺度的海陆分异、温度带分异,到中尺度的自然带分异,再到小尺度的地方性分异。本节要回答的核心问题是:
核心问题
地域差异的成因是什么? → 太阳辐射量、距海远近造成热量、水分不同,引起水循环、生物循环等物质迁移和能量交换的差异。
地域差异按什么规律分布? → 陆地地域分异规律(水平)、垂直地域分异规律、地方性分异规律。
◆ 一、差异性的表现与成因
表现:不同地域,自然环境特征存在着差异。
成因链条:太阳辐射量、距海远近不同 → 热量、水分条件不同 → 水循环、生物循环等物质迁移和能量交换的数量不同 → 形成不同的自然景观(地域差异)。
◆ 二、地域分异规律的三层框架
分异规律
主导因素
基本格局
由赤道到两极的地域分异(纬度地带性)
热量(太阳辐射)
东西延伸、南北更替
从沿海向内陆的地域分异(经度地带性)
水分(海陆位置)
南北延伸、东西更替
垂直地域分异
海拔 → 水热状况
从山麓到山顶更替
地方性分异
地形、地方气候、地面组成物质
沿地势剖面呈有序、重复变化
一、由赤道到两极的地域分异规律
▍(一)概念与成因
太阳辐射从赤道向两极递减,使得地球表面的热量条件大致沿纬度方向呈带状分布。热量是这一分异规律的主导因素,水分条件则起叠加作用。因此,自然景观和自然带大致沿纬线方向(东西方向)延伸,沿纬度变化方向(南北方向)更替。
【延伸方向】纬线方向(东西方向)——各自然带大致与纬线平行。
【更替方向】纬度变化方向(南北方向)——由赤道向两极依次更替。
【主导因素】热量(太阳辐射的纬度差异)。
【典型地区】低纬度和高纬度地区表现最为明显。
判断口诀:看到“南北更替、东西延伸”,首先考虑由赤道到两极的地域分异。
▲ 图1 热带雨林景观——高温多雨的水热条件下,乔木高大、分层明显,林内多藤本、附生植物
▍(二)陆地自然带的水平分布格局
在低纬度和高纬度地区,自然地带横穿整个大陆;在中纬度地区,自然地带在一定范围内东西向延伸、南北向更替,并因海陆位置的东、西岸差异而分属不同类型。
◆ 1. 横穿整个大陆的自然地带
· 苔原带:苔原带:分布于北冰洋沿岸(北半球高纬),南半球缺失。植被以低矮灌木、苔藓、地衣为主,气候严寒、生长期短。
▲ 图2 苔原植被景观——低矮灌木、苔藓、地衣为主,发育于北冰洋沿岸的高纬严寒区
· 亚寒带针叶林带:亚寒带针叶林带:分布于亚欧大陆和北美大陆北部(约50°N~70°N),以松、杉等针叶树种为主,又称“泰加林”,是面积最大的森林自然带。
· 热带雨林带:热带雨林带:分布于赤道附近的刚果盆地、亚马孙平原、东南亚群岛等地。终年高温多雨,植物种类丰富、层次多、常绿,林中多藤本与附生植物。
◆ 2. 中纬度地区大陆东西岸的差异
位置
主要陆地自然地带
大陆东岸
亚热带常绿阔叶林带、温带落叶阔叶林带、针阔叶混交林带
大陆西岸
亚热带常绿硬叶林带、温带落叶阔叶林带
注意:温带落叶阔叶林带在大陆东、西岸都有分布,但成因不同——东岸对应温带季风气候(夏季高温多雨、冬季寒冷干燥),西岸对应温带海洋性气候(全年温和湿润)。亚热带常绿阔叶林带与亚热带常绿硬叶林带的分野,正体现“同纬度不同海陆位置”。
▲ 图3 温带落叶阔叶林景观——夏季盛叶、冬季落叶,是温带季风气候与温带海洋性气候下的地带性植被
▍(三)从赤道到两极的自然带更替链
把握“热量递减”这条主线,可顺出一条完整的更替链:
热带雨林带 → 热带草原带 → 热带荒漠带 → 亚热带常绿林带(阔叶林/硬叶林)→ 温带落叶阔叶林带 → 针阔叶混交林带 → 亚寒带针叶林带 → 苔原带 → 冰原带
▍(四)低纬、高纬表现显著的原因
高纬度地区:气温低、蒸发弱,相对湿度大,从沿海到内陆的水分差异小,因此东西方向上的自然带差异不明显,以南北方向的更替为主。
低纬度地区:地处赤道低压带控制区,降水普遍较多,水分条件的东西差异很小,同样以南北方向更替为主。
中纬度地区:大陆东西跨度大,沿海与内陆水分差异显著,叠加了“从沿海向内陆”的分异,因此低纬、高纬地带性更为纯粹。
【读图示范】
例1 沿20°E经线由赤道向北,依次经过:热带雨林带 → 热带草原带 → 热带荒漠带 → 亚热带常绿硬叶林带 → 温带落叶阔叶林带 → 亚寒带针叶林带 → 苔原带。
例2 沿我国东部由南向北,依次经过:热带季雨林、雨林带 → 亚热带常绿阔叶林带 → 温带落叶阔叶林带 → 亚寒带针叶林带。
二、从沿海向内陆的地域分异规律
▍(一)概念与成因
同一纬度带内,受海陆位置影响,来自海洋的暖湿气流由沿海向内陆递减,降水量从沿海向内陆逐渐减少。水分是这一分异规律的主导因素。因此,自然景观和自然带大致沿经线方向(南北方向)延伸,沿经度变化方向(东西方向)更替。
【延伸方向】经线方向(南北方向)。
【更替方向】经度变化方向(东西方向)。
【主导因素】水分(海陆位置、距海远近)。
【典型地区】中纬度大陆地区(陆地宽阔、内陆距海远,水分差异大)。
判断口诀:看到“森林—草原—荒漠”的东西向变化,首先考虑从沿海向内陆的地域分异。
▲ 图4 温带荒漠景观——深居内陆、降水稀少,植被稀疏,属温带荒漠带
▍(二)中纬度地区的景观变化
距海远近
降水量
景观类型
典型地区
沿海
多
森林带
亚欧大陆东岸、西岸的森林区
内陆(半湿润—半干旱)
较少
草原带
亚欧大陆中部的温带草原
内陆(干旱)
极少
荒漠带
亚欧大陆内部的温带荒漠
这三种植被类型,也对应了地球化学过程的不同:
湿润区:钠、钾、钙、镁易淋溶并迁出,土壤和水含盐量低,植物生长良好。
半湿润、半干旱区:钠、钾易淋溶,钙、镁大量保存,土壤中形成钙积层,影响部分植物生长。
干旱区:钠、钾、钙、镁均大量保存,土壤和水含盐量高,植物生长不良。
这说明:地域差异不只是“看起来不同”,它连岩石风化物中元素的迁移方式都改变了。
▲ 图5 温带荒漠(戈壁)景观——深居内陆、降水稀少,属中纬度从沿海向内陆分异的“荒漠端”
▍(三)为什么中纬度表现最显著
【规律解释】
中纬度大陆地区陆地宽阔,内陆距海较远;沿海地区受海洋影响较大,降水较多;越往内陆,海洋水汽越难到达,降水越少。
因此从沿海向内陆水分差异大,自然带由森林 → 草原 → 荒漠依次更替,动物、土壤等要素也发生相应变化。
三、陆地自然带的三种基本类型
根据植物群落的特征,可将陆地自然带划分为森林、草原、荒漠三大基本类型。植物是陆地自然带中的生产者,植物群落的组成和结构决定着消费者(动物)与分解者(微生物)的种类和构成,因此自然带多以典型植被命名。
▍(一)森林自然带
分布:湿润和半湿润地区,是生产量最大的陆地自然带。
从赤道到两极可划分为:热带雨林带、亚热带常绿阔叶林带、温带落叶阔叶林带、亚寒带针叶林带(泰加林)等。
▍(二)草原自然带
分布:半湿润、半干旱的内陆地区,年降水量约250~450毫米,且集中于夏季。
植物以草本植物为主;因纬度和热量条件不同,可分为热带草原带和温带草原带。
▍(三)荒漠自然带
分布:干旱地区,年降水量少于250毫米。
因纬度和热量条件不同,可分为热带荒漠带和温带荒漠带。
特点:气温变化剧烈、日较差大;植物多为旱生小乔木、灌木、仙人掌类,种类贫乏、结构简单;消费者种类和数量少,生态系统十分脆弱。
▲ 图6 热带雨林的板状根——高温多雨环境下乔木支撑与吸收功能的适应结构
四、垂直地域分异规律
▍(一)概念与成因
高大的山体随着海拔的变化,水热状况不同,自然环境要素间的物质、能量交换差异很大,自然景观也相应地呈现垂直变化。海拔是形成原因,水热状况的差异是形成基础。
【形成原因】海拔的变化。
【形成基础】水热状况的差异(气温随高度升高而降低,一般每升高100米约降低0.6℃;降水随高度先增后减)。
【分布规律】从山麓到山顶,分布着不同的景观带,构成垂直带谱。
▍(二)两条基本性质
山麓自然带与所在陆地自然地带一致(即“基带”与该山所在地水平自然带相同)。
垂直带的变化与其所在纬度向较高纬度方向上的陆地自然地带变化相似——但只是“相似”,垂直带并不是水平地带的简单缩影。
▍(三)垂直带谱复杂程度的影响因素
影响因素
关系
结论
山体所在纬度
纬度越低 → 垂直带谱越复杂
低纬山地带谱往往比高纬山地丰富
山体海拔
海拔越高 → 垂直带谱越复杂(有上限)
高大山体带谱更完整
相对高度
相对高度越大 → 垂直带谱越复杂
山麓海拔低、顶部海拔高的山体带谱更完备
口诀:“低纬 + 高海拔 + 大相对高度 = 复杂带谱”。
▍(四)活动:比较喜马拉雅山脉南北坡的垂直地域分异
▲ 图7 喜马拉雅山脉的垂直地域分异示意——南北坡基带不同,带谱丰富度差异显著
◆ 1. 南北坡的差异
· 南坡:南坡(面向印度洋):地处低纬,山麓海拔低,是西南季风的迎风坡,降水丰富,相对高度大,因此带谱远比北坡丰富——从山麓的常绿阔叶林带,向上依次为针阔叶混交林带、针叶林带、高山灌丛草甸带、高山寒冻草甸垫状植被带、高山寒冻冰碛地衣带,直至高山冰雪带。
· 北坡:北坡(青藏高原一侧):山麓海拔已在4000米以上,高寒草原为基带;受西南季风背风坡影响,降水稀少,气候寒冷干旱,因此带谱简单,多数为高寒草原、高山草甸、高山寒漠与冰雪带。
◆ 2. 活动问题解答要点
【活动解答】
① 南坡比北坡多的植被类型:常绿阔叶林、针阔叶混交林、山地针叶林等森林型植被。
② 以高山草甸为例:南坡因热量条件较好,其分布海拔下限比北坡低;北坡因气温低,同类植被带分布的海拔下限更高、带幅也更窄。
③ 不会。北坡山麓海拔高、气候干旱、位于背风坡,即便绝对海拔相同,水热条件仍不如南坡,无法发育出南坡那样丰富的森林型植被带——可见“纬度位置 + 坡向 + 基带海拔”共同决定带谱。
▲ 图8 天山垂直带景观——从山麓荒漠到山地草原、森林、高山草甸,垂直分异一目了然
五、雪线与林线(垂直分异的深化)
▍(一)雪线
【概念】高山上常年积雪带的下限,即年降雪量与年消融量达到平衡的界线。
◆ 影响雪线高度的因素
因素
关系
举例
气温(纬度、坡向)
气温高 → 雪线高
全球雪线由低纬向高纬递减;阳坡雪线高于阴坡
降水(坡向)
降水多 → 雪线低
迎风坡雪线低于背风坡
地形(坡度)
坡度大 → 雪线高
陡坡积雪易下滑,不利于积雪保存
全球变暖 / 人类活动
变暖 → 雪线上升
臭氧层破坏、粉尘污染雪面吸热均使雪线升高
◆ 难点突破:珠峰南坡雪线低于北坡
【难点突破】
矛盾:南坡是阳坡(气温高),本应雪线更高;南坡又是西南季风的迎风坡(降水多),本应雪线更低。
结果:珠峰南坡雪线(约4500~5500米)低于北坡(约5800~6000米)。
原因:此处降水因素的作用超过了气温因素——南坡面向印度洋,降水丰沛,形成海洋性冰川;北坡位于背风坡,气候干燥,形成大陆性冰川。
结论:判断雪线高低,当“气温—降水”因素冲突时,优先考虑降水(迎风坡/背风坡)的影响。
▲ 图9 天山山地森林与雪峰——天山北坡因西风带地形雨成为“湿岛”,雪线比南坡低
▍(二)林线
【概念】森林分布的上限,是高纬度地区或高山地带因气温、水分、风力及土壤等条件而不能生长乔木的界限。
纬度越低、向阳坡、水分条件好 → 林线分布越高。
同一山体:阳坡热量充足,林线高于阴坡;迎风坡降水多,林线也偏高。
▍(三)垂直带谱的判读方法
定温度带:由基带名称判断山地所在的温度带。基带为常绿阔叶林带 → 亚热带;基带为落叶阔叶林带 → 温带。
比带谱:带谱数量越多,山体所在纬度越低;纬度越低、海拔越高、相对高度越大,带谱越复杂。
比同类带高度:同一自然带在低纬山地分布海拔较高,在高纬山地分布海拔较低。
判南北半球:北半球山体南坡为阳坡,同类自然带分布海拔更高、带谱更丰富;南半球相反。
判迎风/背风坡:雪线低的为迎风坡,雪线高的为背风坡。
六、地方性分异规律
▍(一)概念与成因
受地形、岩石风化物等地方性因素的影响,通过物质与能量再分配,形成了尺度较小的地域分异。地方性分异是中尺度的地域分异,常表现出有序性和重复性。
【主导因素】地方地形、地方气候、较大范围的地面组成物质(基岩风化物、第四纪疏松沉积物)。
【作用机制】地方性因素叠加在地带性因素之上,改变大尺度的水热分布格局,造成物质与能量的再分配,使地带性分异规律显得不完整或不鲜明。
【表现特征】有序性(沿一定梯度有规律地依次更迭,如生态系列)与重复性(相同发育历史的自然单元在相邻小区域重复出现,即复区性)。
▍(二)教材案例:温带湿润区的地形分异
按照陆地地域分异规律,温带湿润区应发育落叶阔叶林。但在同一地区内,随地形从高到低会形成:
地貌部位
水分条件
发育的植被带
高而陡的山坡
降水多转为坡面径流,土壤吸收少,水分较少
针叶林(或灌丛)带
低洼的河谷
周边汇水丰富
草甸带
地形平坦、高度适中的地域
水热条件适宜
落叶阔叶林带
▲ 图10 山地林草交错景观——小尺度地形造成的植被分异,是地方性分异的直观写照
▍(三)案例:草原上的盐碱地
过程:土壤中的钠、钾被地表水和地下水带到地势低洼处,因蒸发强烈而在土体表层不断累积,形成盐碱地。
结果:盐碱地水、土含盐量高,土壤肥力差,植被稀疏,与周围草原明显不同,如同镶嵌在草原上的“斑块”。
实质:地势(小地形)造成水盐重新分配,属于地方性分异。
▍(四)案例:从分布特点推测成因——东北的水成黄土与风成黄土之争
【自学窗】
现象:我国东北湿润区与半湿润区的过渡带,山脉西侧往往有宽度较大的黄土堆积,东侧少见;这些黄土结构紧实、缺少钙,符合水成黄土特征,故有学者判定其为水成黄土。
反证(风成说):① 若是水成黄土,山脉两侧都应相应分布黄土台地,而风成黄土才可能只分布在山脉冬季风的迎风一侧;② 水成黄土宽度较窄,风成黄土宽度较宽。
启示:地理事物的成因不同,所呈现的分布特点就不同;通过研究事物的分布规律,可以推断其成因。
▍(五)地带性与非地带性的关系
地带性:自然带沿某一方向延伸、按某个方向更替(纬度地带性、经度地带性、垂直地带性)。
非地带性:海陆分布、地形起伏、洋流、岩石性质等局部因素干扰,使自然带未按或未完全按地带性规律分布。
关系:地带性因素的影响是普遍、基本的;非地带性因素的影响是局部、特殊的。两者相互叠加、相互制约,共同塑造了复杂的地理环境。
【典型非地带性案例】
① 东非高原(赤道附近)本应为热带雨林气候,因地势高(平均1000米以上)、气温低、对流弱,形成热带草原气候;
② 南美巴塔哥尼亚高原本应为温带海洋性气候,因安第斯山脉阻挡西风、处于背风坡,形成温带大陆性气候;
③ 天山北坡出现云杉林带(荒漠背景上的“湿岛”),是西风带地形雨叠加阴坡保水的非地带性表现。
七、地域分异规律的比较与判读
▍(一)三种地带性分异规律比较
比较项
由赤道到两极
从沿海向内陆
垂直地域分异
主导因素
热量(太阳辐射)
水分(海陆位置)
水热状况(海拔)
延伸方向
纬线方向(东西)
经线方向(南北)
水平方向(围绕山体)
更替方向
南北方向
东西方向
从山麓到山顶
典型地区
低纬、高纬
中纬度
高大的山地、高原
更替表现
纬向链
森林—草原—荒漠(经向链)
垂直带谱
与水平分异的关系
—
—
与所在纬度向高纬的更替相似
▍(二)分异规律的判读步骤
看方向:是沿纬度变化,还是沿经度变化,或是随海拔变化。
定主导:是热量主导(赤道—两极),还是水分主导(沿海—内陆),还是水热共同主导(垂直)。
验地区:低纬/高纬 → 纬度地带性显著;中纬度 → 经度地带性显著;高山高原 → 垂直分异显著。
联背景:判断是否存在地形、海陆分布、洋流等造成的非地带性因素。
▍(三)易错辨析
· 易错1:垂直带谱并不是水平地带的“缩小版”:山地垂直带在数千米高度内完成水平方向需数千千米才能完成的地带更替,但有其自身发育规律。
· 易错2:同一自然带在不同山体分布的海拔不同,既受纬度影响,也受坡向、水分条件影响,不可单因素判断。
· 易错3:温带落叶阔叶林带在东、西岸都有,但对应气候不同(季风气候 vs 海洋性气候),属于同一植被型下的不同成因。
· 易错4:雪线判读要综合气温与降水;当阳坡与迎风坡冲突时,一般降水因素占主导(如珠峰南坡雪线低于北坡)。
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