2025届高考地理二轮专题复习 地理中的68种效应之4 山地高梯度效应.docx

地理中的68种效应之4山地高梯度效应

山地高梯度效应

文章来源：明庆忠，史正涛，邓亚静，董铭.试论山地高梯度效应—以横断山地的自然-人文景观效应为例[J].冰川冻土，2006。

尽管山地高梯度效应是一个综合集成式的效应，是独特的自然—人文综合地域生态系统形式，但为了论述的方便，就其主要要素和主要表现做一些论述。

（1）能量高梯度效应

包括山地的势能、动能及热能等随着高梯度的变化而产生变化。根据物理学定律可知，山越高所产生的重力势能越大，即山体重力势能是随着山体升高而递变的。山地动能实际上是坡面物质的运动能，一方面坡面物质受重力加速度(或重力的坡面分力)的影响，坡面上的物体由上而下动能逐渐增大；另一方面由于坡面的摩擦阻力，动能又会迅速减弱。所以，坡面物质的动能梯度特征取决于二者的平衡关系。其中，坡度的大小和坡面组成物质及性质，坡面的起伏度和平直程度(粗糙度)以及运动物体(物质)本身的形状、大小、质量是必须考虑的几个关键要素。研究坡面物质的动能梯度对于山区工程技术设计施工和资源开发都将有不可估量的意义。

山地随着海拔的升高，温度发生相应的梯度变化，山地近地面气温随海拔的升高而递减。热能梯度的机理在于热能转化为功。从海平面往上，空气逐渐稀薄，被太阳辐射加热的空气在上升过程中体积膨胀做功，空气中一部分热能转化为功的过程使气温逐渐降低，即产生上曳气流绝热降温效应。

在山地地区由于高度、纬度、地形等多种因素的综合影响，热量随高度的变化并不是均衡的或等比例的，不同山地甚至同一山脉的不同部位，其变幅差异很大。山地热能梯度变化有时会出现反常或异常现象，如干热河谷的逆温层的存在(图4)。

1.哀牢山东坡2.哀牢山西坡

1.哀牢山东坡

2.哀牢山西坡

3.东川地区

4.白马雪山西坡

5.昭通山区

图4云南不同山地气温年较差与海拔高度的关系

（2）气候-自然带谱的高梯度效应

降水高梯度效应指的是山地降水的垂直分布和降水形态(液态或固态)变化的高度效应。山地区存在着气流抬升和下沉的动力作用和山地湿度高梯度效应导致的热力效应，导致山地的降水量和降水日数较大，而且呈现出随高度增长的趋势，直到在一个高度上达到最大降水量。

山地云雾凝结也是山地高梯度效应的一个重要表现，云雾凝结在纵向岭谷横断山区每年约为30～50mm。它们对植物生长，特别是苔藓、寄生植物和其它阴性树木，云雾所带来的水汽是它们可靠的水分来源。这些植物的生长，也为一些动物如滇金丝猴等的生长提供了食物来源。

山地水分的蒸发也存在着高梯度效应，一般山地的蒸发量随山地海拔高度增加而递减。随着海拔高度的增加，温度降低，可供蒸发的热量输入减少，蒸发量也随之减少。到冰川积雪带，地表强烈反射太阳辐射，可供蒸发的热量不足，亦可减少地面蒸发量。

降水的高梯度效应的关联效应有：降水随海拔高度增加，可缓解山区旱情(如研究区的春旱)；可控制或改变植被和土壤的垂直分布格局；高海拔山地的最大(小)降水高度带可影响山地水分平衡等。

由于有山地的热能高梯度效应和水分变化的高梯度效应组合成的水-热山地高梯度效应的物理基础作用，使山地出现了垂直性的气候分带。随着海拔高度的升高，气候类型和气候带出现了更替，表现出明显的山地垂直气候带性(图5)。山地能量、降水、气候、地貌的梯度效应反映到自然景观上就呈现出自然带谱发育的梯变性特征，本区也是我国山地垂直自然带谱发育重要地区之一(图5)。

图5三江并流区典型山地气候—植被—土壤梯变示意图

（3）山地地貌的高梯度效应

我国西南纵向岭谷区，岭谷高差悬殊，相对高差大，在较短的距离之内出现了较强烈的热能、水分等较大的梯变，形成了明显的随海拔高度上升而变化的垂直气候带谱、植被-土壤等自然带谱。相应的塑造地貌形态的外营力也在垂向上发生了显著变化，形成了山地气候地貌的高梯度效应。

在纵向岭谷区一般可以划分出：干热河谷地带的以物理风化作用的气候地貌带；1500～3700m左右的流水侵蚀作用为主的气候地貌带；3700～4900(或5000)m的冰缘作用气候地貌带；5000m以上的冰雪作用气候地貌带。

（4）资源利用和人类活动的山地高梯度效应

本处所指的资源是指生物质能资源、生物种质资源和热能资源、土地资源等自然资源，而不包括矿产资源等。由于山地海拔高度和相对高度的差别，呈现出不同分层的水热资源。山地生态系统的垂直结构，海拔在2500～4000m之间的山地大约可分出4～6个水热和自然植被带，海拔4000～5000m及5000m以上的山地可分出5～6个以上的水热和自然植被带，图5反映了山地水热和自然植被的垂向的梯变特征。正是这种梯变特征带来了生物质能、生物多样性的梯变特征，也带来了农业资源的利用上的不同(图6)。正是上述的能量-水分-气候-地貌-自然带的高度梯变的特征，造就了高梯度的地貌-气候-自然-人