2-8 地形因子

2．8地形因子地形对于森林是一个间接生态因子，通过改变气候、土壤等条件而影响森林植物。我国现有森林植被多分布在地形起伏变化较大的地带，因此，研究地形变化与森林分布、生长发育的生态关系，显得非常重要。2．8．1地形的概念 地形是指地球表面的形态特征。地球表面有海洋、陆地之分，其中陆地有高山、平原、盆地、沙漠和丘陵。 大陆地形按地壳表面的水平和垂直方向空间位置的不同，一般分为山地、丘陵、高原、平原和盆地5种类型。据统计，在我国的陆地中，山地约占33％，高原约占26％，平原约占12％，丘陵约占10％，盆地约占19％。 全国广西 山地约占33%53.1% 高原约占26% 盆地约占19%8.0％ 平原约占12％14.4％ 丘陵约占10％21.7％ 河流水库占2.8％ 山地可按其海拔高度和相对高度的不同区分为： 极高山：海拔高度在5000m以上，相对高度大于1000m。 高山：海拔高度超过3000m，相对高度在1000m以上，山形高峻，尖峰峭壁。 中山：海拔高度为1000～3000m，相对高度为500—1000m，有山脉形态，但分割较碎。 低山：海拔高度为500—1000m，相对高度为200～500m，外形平缓，其山顶、山脊呈圆形或棱形。 海拔高度在500m以下，相对高度在50～100m，地表相当起伏，地形破碎，山麓与邻近平原逐渐过渡，且坡度不大的称为丘陵。 平原的海拔高度多数小于200m，相对高度通常不超过50m，地表特征是平坦，偶有浅丘、孤山。 盆地是周围高、中间低的地形，盆心与盆周高差在500m以上，地表特征是内流盆地地势平坦，外流盆地分割为丘陵。广西的划分 高山；＞2000米 中山：2000－800米 低山：500－800米 高丘：250---500米 中丘：100---250米 低丘：＜100米 在实践中，通常还按地形要素的范围大小划分为巨地形、大地形、中地形、小地形和微地形等五个等级。 巨地形：通常指水平距离数十一数百公里，垂直高度数百米一数千米的广大范围内的地形。如蒙新高原、秦巴山地、南岭山地都属之。 大地形：指水平距离数百米一数十公里，垂直高度数十米一数百米范围内的地形。如山系的支脉、山前丘陵、分水岭、山间盆地等。 中地形：指宽度数十米一数百米，垂直高度数米一数十米范围内的地形。如山岭的脊部、平原或盆地中的洼地、孤山、丘陵等。 小地形：指宽度2米到20－50米，高差2到数米范围内的地形。如小洼地、切割沟、冲积雄、小纱丘、山坡上明显的突起等。 微地形；指宽度1－2米，高差1—2米或更大范围的地形变化。如蚁类、鼠类活动所造成的或由根系、倒水所引起的微小地形的变化。 我国地域辽阔，地形类型丰富多彩，有气势磅礴的高原，巍峨的崇山峻岭，群山环抱的大型盆地，浩瀚的沙漠，宽广无垠的平原，奔流不息的江河，绵延万里的海岸，浩瀚宽阔的海域以及星罗棋布的岛屿。2．8．2地形因子的生态意义 地形因子主要通过改变光、热、水、土壤和风等自然条件间接作用于植物。生态因子的空间分布和组合受地形条件所制约(图24)。 不同的海拔、阴坡阳坡、迎风坡背风坡、陡坡缓坡、山顶(脊)山麓乃至小地形的起伏等，在不同的气候条件下形成不同的生境类型。 如较高山顶处空气稀薄，大气透明度高，长短波辐射强，致使气温变化大，风力强劲，蒸发剧烈，以物理风化为主，成土作用差，植物一般表现为耐寒、耐旱、耐贫瘠、抗风、抗紫外线等生理生态习性及株矮根壮等形态特征。 地形条件本身规模大小悬殊，加上所处的大环境有别，生态意义各不相同，但却共同为创造组合多样化自然环境奠定基础。2．8．3地形对森林的影响 延绵数公里，数十公里至数百公里的巨大地形都可不同程度地左右大气环流和气团的进退，从而给区域气候以深刻的影响。使热量、水分、风等主要气象要素按地形结构而重新分配，同时，影响到土壤的发育；动植物种类的生长和分布，以至农林业生产结构和栽培技术的运用。2．8．3．1巨大山脉对森林分布的影响 绵延百里或千里的山脉，高耸人云的山峰是气流活动的天然屏障。 山脉和山峰是气团活动的障碍，故山脉的走向对气候的影响较大．对温度和降水的影响尤为明显。 我国地处季风气候区，故东西走向的山脉能阻止暖气团北上和冷气团南侵。在山北，冷气团受阻而聚积；在山南，湿润的暖气团被抬升冷却致雨，形成山北干冷山南湿热的不同气候。并在植物种类，植被特征和生产结构上反映出来。 秦岭山脉东西亘延数百公里，海拔高度在2000m左右，主峰太白山3767m，对南部地区有良好的屏障作用，成为我国亚热带与暖温带的天然界线。 杉木、枫香、马尾松、苦储、樟、棕榈等天然分布只限于秦岭以南；南面的汉中有柑桔类亚热带水果的生产，而在北面的渭河河谷，这些果树却无法露地越冬，无经营的可能。 南岭山脉也有类似作用，但海拔一般只有1000m左右，最高峰也只有2000m，屏障作用较小，且切割较严重，地形比较破碎，山间还有不少隙道（如湘桂谷地），有利于冷气团的南下活动，使位于北回归线以南的广州和南宁也偶有零下低温，地处南部边陲的龙州所种植的橡胶在强寒潮年份受到严重的寒害。 山脉的走向对降水的影响也很大。 山脉的迎风面或临海面（东或东南面），地形雨较多，湿度较大；山脉的背风面（西或西北面）属于雨影区、降雨少，气候较干燥。 云南境内的横断山脉也属于南北走向，但受西南印度洋季风影响，水汽自西南而来，西侧是迎风面较湿润，东侧仅是雨影区，少雨而干燥，分布着不少耐旱的植物和植被。 广西的十万大山,大明山,大瑶山等山脉也有类似情况． 总之，由于山脉对气团的阻隔和抬升，一山之隔气候差异很大，植物和植被也迥然不同。山体愈高、愈大，山体愈完整。其屏障和抬升作用就愈大，山脉两侧的气候和植物差异也愈显著。 此外。当气团越过山岭或高原下沉时，常产生焚风效应，气温增高气候干燥，使背风面的植物和植被具有较为干热的特征。2．8．3．2山地地形对森林的影响 山地地形错综复杂，导致综合环境条件的多样性。 山地的各种气象要素都随着坡向、坡位、坡度、海拔高度等地形因子的变化而发生较大的变化。 因此，在局部范围内就会出现气候、土壤和植物群落的差异。 (1)坡向 (2)坡位 (3)坡度 (4)海拔高度 (5)沟谷宽度(1)坡向 坡向不同，则辐射强度和日照时数不同，使不同坡向的光、热、水和土壤条件有较大的差异。 我国处于北半球，北坡日照时间短，辐射强度也小，所获得的辐射总量比南坡小，尤以冬季为甚，且愈往北，南北坡的这种差异愈大。 在一定坡度范围内，南坡所获得的总光能平均为北坡的1．6—2．3倍。（1）坡向 南坡称阳坡，南坡温度高、湿度小、蒸发量大、土壤的物理风化和化学风化都较强的特点，有机质积累少，也比较干燥和贫瘠。 南坡多为喜暖、喜光、耐旱的植物 北坡称阴坡，多为耐寒、耐阴、喜湿的种类 东坡较接近北坡称半阴坡 西坡较接近南坡称半阳坡 在冬季，生长在南坡上的植物因恢复生长早而易受晚霜危害，相反北坡上的植物则易受早霜危害，东坡最早受太阳照射，幼苗或幼嫩枝叶在霜冻后因迅速融化而易干枯死亡等现象都必须引起引种栽培的注意。 树木开始生长的时间也是南坡早于北坡，森林类型和树种的垂直分布界限，南坡也常高于北坡。 在树种的分布区内，北方树种在其南界可分布到山的北坡；南方树种在其北界，则可分布到山的南坡，即南坡是南方树种的北界，北坡是北方树种的南界，这就是阿略兴提出的植物先期适应的法则。(2)坡位 坡位是指山坡的不同部位，通常可把一个山被划分为上坡、中坡、下坡三部分，在山体很大，坡面很长时，还可划为山脊、上坡、中坡、下坡和山麓（山谷）等五部分。 坡位的变化实际上也是阳光、水分、养分和土壤条件的生态序列，从山脊到坡脚，坡面所获得的阳光不断减少（日照时数减少），水分和养分则逐渐增多，整个生境朝着明暗湿润的方向发展 山坡有凸形、凹形和直形3种基本形状。 凸形坡排水好，土壤较干燥，土层较浅薄； 凹形坡则是汇水的，土壤较湿润，土层较厚。 在一个山坡上，山脊和上坡常是凸形的，中坡则可能是凸凹相间的复式坡面，下坡则通常是平直的。 坡位的变化实际上是阳光、水分、养分和土壤条件的变化。 有例外的情况，如当山坡的坡度较大，山脊又比较平坦开阔时，山脊的土壤常较山坡的深厚，这样山脊的林分要比山坡的林分生长得好些。(3)坡度 坡度是指坡面的倾斜程度。一般将坡度分为6个等级，即平坡(5º以下)、缓坡(6º～15º)、斜坡(16º一25º)、陡坡(26º～35º)、急坡(36º～45º)和险坡(45º以上)。 不同坡度的山坡，因太阳的投射角度的不同，其所获得的太阳辐射也有所不同，气温、土温及其他生态因子也随着发生变化。 。坡度影响着水土流失．表现为坡度愈大，水分的流失愈多，土壤受侵蚀的可能性也愈大，其结果陡坡土壤变得浅薄而贫瘠。 平坦地和缓坡地一般为农用地，斜坡以上的坡地为林业或牧业用地． (4)海拔高度 海拔高度是山地地形变化最明显，对树木生活影响最大的因素。在山地海拔每升高l00m，气温平均下降0．5～0．6℃。在一定范围内，空气湿度和雨量随海拔的升高而增加。但超过一定范围后又有所下降。 海拔高度不同，土壤发育的条件有别。 风力和短波辐射随海拔高度增加而增加 总的趋势愈往高处北方的耐寒的成分逐渐增加，达到一定高度后，由于温度太低，风力太大，而不宜于树木生长，所以高山上存在着树木分布上界，即高山树木线。(5)沟谷宽度 沟谷宽度（也称开阔度或开拆度），是指沟谷的深度与宽度的比例,分宽谷和峡谷两类。 开阔度＝沟谷宽度／沟谷深度 凡沟谷的宽度大于深度，两谷坡的坡度较平缓，谷底较宽阔的称为宽谷，其通风和光照条件良好，谷坡的生态差异视两谷坡的坡向和坡度而定；凡沟谷的宽度小于深度，且两谷坡坡度较陡，谷底狭窄的称狭谷，不管谷坡的波向、坡度如何，光照强度点时间都具有明显的减少，具有阴凉湿润的特点． 在山地条件下，由于海拔高度、坡向、坡位、坡度和谷宽等等地形因素的不同组合，使生境极为复杂，不太大的范围内就可遇到很不相同的生境，适于不同的树种生存，使山区的植物种类远较平原地区为多，山区的植被也远比平原地区复杂。因此，一些学者认为山区既是某些植物的“避难所”，也是孕育新种的环境。2．8．3．3河谷地形对植物的影响 河谷是一种长条状延伸的倾斜地，其长度远远超过宽度。在横断面上可以分出：河床、河漫滩与阶地三部分；在纵剖面上可划分出上游、中游和下游。 一般上游河谷狭窄，水流急； 中游河谷宽展，河漫滩与阶地较发育； 下游多形成弯曲或叉河；河口多形成三角洲。 河谷扩大了气团的影响范围。 河谷是生物的隐蔽所或生物迁移的向导。 由于河谷中生活条件的多样性，致使河谷中的动物复杂而丰富，几种特殊地貌的生态特点及其植被 一、岩溶地貌（喀斯特地貌）及森林植被 二、海岸地貌及红树林一、岩溶地貌（喀斯特地貌）及森林植被 （一）基本生态特点 1.含钙多,土壤呈微酸性或中性至微碱性 2.变温剧烈、少水,干旱 3.缺土、不连续,多石屑（二）植被特征 1．喜钙的或耐钙的植物占相当比重，有不少特有种。 2．有较多的耐旱种类，缺乏真正的湿生植物，根茎类草本植物也少。 3．树木的根系都具有根强的穿透力，沿石缝、石隙向下伸展。二、海岸地貌及红树林 ㈠、红树林海岸生境的主要特点 红树林海岸生境的主要特点是：海底平缓（5°～10°），成垄状微地形；在潮汐的作用下，周期性地外露和淹没。涨潮时红树林也可完全被淹没；退潮时则连基质一起外露。㈡、红树林的主要特点 1·种类成分比较单纯，且各地的种类有较大的相似性。 2·群落结构简单。 3．组成植物多具特殊的形态特征以适应特殊的生境。 4．不少种类具有特殊的繁殖方式——“胎生”现象