一、垂直地带性的成因

垂直地带性的主要成因是高度差别。高度差别引起温度、日照、降水、气压等要素的差别。山体只要有 500 米左右高度,就会出现比较明显的垂直地带性现象。由于山地的阻隔和障碍,坡度和坡向对自然和经济有巨大影响。

大气压力与高度成反比。高度增加,空气膨胀,气体分子扩散,互相碰撞的机会减少,可感温度下降。上升的空气在绝热状况下,热能和物质没有损失,温度也要下降。这个过程是可逆的。

气温随高度上升而下降的速率称温度垂直递减率。平均每上升 160 米温度下降 1℃。在水平状态下,南北相差 1 纬度,气温相差 1℃。用距离尺度比较,垂直变化比水平变化快 600 倍。有些山区,如南美赤道附近的安第斯山, 非洲乞力马扎罗山,在水平距离几十公里内,由于高度剧增,可以出现从热带到寒带的温度变化。“高处不胜寒”,讲的就是垂直地带性。

温度的日较差与高度成正比。海拔越高,日较差越大。在相等的高度下, 山顶山脊温度日较差小,河谷盆地温度日较差大。高原上的河谷是日较差最大的地方。我国西藏定日站其温度日平均差可达 18.3℃,居全国各气象台之首。

高原空气稀薄干燥,大气中尘埃少,阳光透射率强,太阳辐射量大。拉萨有日光城之称。成都纬度与拉萨相似,太阳辐射能不到拉萨一半。

在正常情况下,降水量、湿度与高度成正比。如果海拔 50 米左右的平原地面温度 20℃,露点 12℃。空气上升到 1330 米时,气温降到露点,空气中的水蒸气饱和,出现云彩。在盛行风与山脉相遇时,空气上升,绝热冷却, 降到露点以下,产生降水过程,称地形雨。黄山和庐山每升高 100 米,降水

量分别增加 41.3 毫米与 40.7 毫米(张家诚、林之光,1985)。

海洋也有垂直地带性。在海域中,潮间带、河口、珊瑚礁生产力最高。海水上涌带底部海水上升,营养物丰富,浮游生物多,生产力较高。浅海带生产力次之。开阔的海域生产力最低(表 12)。

表 12 四种海洋生态系统的第一性生产量①

海洋生态系统

第一性生产量

[千卡/(平方米·年)]

开阔海洋

1000

浅海带

2000

上涌带

6000

河口、珊瑚礁

20000

①资料来源:别洛乌露夫著,詹可生、王仲谷译,苏联城市规划设计手册, 15 页,中国建筑工业出版社, 1984 年。