自然地理环境是由包括地质地貌、气候、水文、土壤、植被和动物界在内的许多成分和要素构成的统一整体。但是,这个整体的不同部分,却经常表现出极为显著的特征差异。地理环境整体及各组成要素的特征,按照一定的方向发生分化,以致形成多级自然区域的现象,称为地理环境的地域分异。导致这种分异的原因,即是地域分异因素。而制约或者支配这种分异的规律,则称为地域分异规律。揭示自然界地域分异的因素并阐明地域分异规律,是区域地理学的任务。甘肃省南北跨10个纬度,东西跨16个经度,为水平地域分异提供了广大的空间。境内海拔最高点与最低点之高度差达5 256m,短距离内的地势起伏也相当显著,为垂直分异创造了充分的条件。在地带性和非地带性因素的共同作用下,甘肃省地域分异规律表现得复杂且特殊。
1.纬度地带性分异
甘肃境内的黄河干流自积石峡从青海流入,在黑山峡流出进入宁夏境内,将甘肃分为两部分,河流以东可称为河东地区,以西地区称为河西地区。伍光和等(1998)指出纬度地带性规律在这两部分均有表现,但存在差异,将之归纳为过渡型地带性和大陆型地带性两类。
(1)河东地区的过渡型纬度地带性
省内黄河以东即河东地区,约位于北纬32°20′~37°30′。年平均气温自南向北由16℃降至7℃,相差9℃以上。在同一方向上,≥0℃积温由5 000℃降到不足3 500℃;≥10℃积温由4 600℃降到3 000℃,南北差值均超过1 500℃,即每增加1°纬度,年均温降低1.08℃,≥0℃和≥10℃积温各降低300℃。这是我国东部同纬度地区所少见的。究其原因,是整体海拔较高,热量背景与东部平原显然不同;地势向南缓倾,气温的纬向变化叠加地势的影响;东西向山脉如西秦岭的屏障作用强化了南北两侧的温差等。
纬度方向热量条件的巨大差别使河东地区归属不同的温度带和在此基础上形成的不同自然带(地理带或景观带)。《中国综合自然区划》制定的温度带指标是,亚热带≥10℃积温4 500℃~8 000℃,最冷月均温0℃~16℃。陇南南部白龙江及其支流的低海拔河谷完全符合上述条件,因此应归属亚热带,实际上它是四川盆地亚热带的北延部分。暖温带≥10℃积温为3 200℃~4 500℃,最冷月均温-8℃~0℃。河东地区大部,包括西秦岭、陇西黄土高原南部及陇东黄土高原,符合上述指标,是甘肃省的暖温带。中温带≥10℃积温为1 700℃~3 200℃,最冷月均温为-8℃~-24℃,陇西黄土高原北部属于中温带。
由上述可知,纬度地带性分异的结果在甘肃东半壁形成了亚热带、暖温带、温带3个温度带,并以此为基础,形成了3个相应的自然带。
(2)河西西部的大陆型纬度地带性
纬度地带性分异在甘肃西半部亦有明显表现,在东经97°线上,甘肃省域约占530km,其南段为祁连山地,中段为河西走廊,北段为北山山地,最北端直抵中蒙边界。自祁连山麓向北至疏勒河谷地,气温愈益升高,呈现显著的热量倒置现象。由疏勒河下游谷地向北至中蒙边界,年均温由8℃下降到4℃,≥10℃积温由3 500℃降至3 000℃以下。其中虽有地势增高的影响,但考虑到气象台站海拔不高,仍可肯定纬度变化是其主要因素。在此经度线上,除祁连山地外,年降水量均保持在50~70mm,变化较小,表明自然景观的地域分异主要是在干旱气候背景下由热量条件的纬度地带性变化所引起的。其中,疏勒河谷地是中国西部巨大的暖温带岛——塔里木暖温带岛的东延部分,以北则为中温带。自然景观亦相应分属暖温带荒漠带和中温带荒漠带。
2.非地带性分异
由于甘肃深居内陆,地貌类型复杂多样,又受青藏高原隆升的直接影响,因此在地带性规律的影响下,一些非地带性分异在甘肃也表现得非常明显。
(1)干湿度分带性
前已述及,甘肃东南部年降水量超过800mm,由此向西北,离海岸线愈远降水量愈少,至甘肃中部减为250~400mm,到河西走廊更减至200mm以下,最干旱的河西走廊西段甚至不足50mm。陇南陇东地势均向东南倾斜,降水量向西北递减的趋势无疑因地势渐高而有所缓解,逾华家岭地势转向北倾斜,降水量在水平方向上的递减与因海拔高度降低导致的递减趋势相叠加,相对递减率急剧增大。进入河西走廊以后,等降水量线走向基本上与走廊延伸方向一致,但宏观上仍显示愈西愈旱的特征,直至亚洲大陆腹地。
(2)垂直分带性(www.xing528.com)
甘肃多高原山地,平均海拔高,且因切割强烈,相对高度较大,受温度和降水的垂直变化影响,垂直分异表现显著。湿润区山地如岷山摩天岭、西秦岭等,森林带占据大部分高度,带谱结构具有海洋性特征(图8-1)。干旱区山地如阿尔金山、西祁连山和北山,以山地荒漠带为基带,很少或没有森林带,带谱结构具有大陆性特征(图8-2)。
图8-1 摩天岭、西秦岭植被垂直带
0.常绿阔叶林带1.山地常绿落叶阔叶林带2.山地落叶阔叶林带3.山地针阔叶混交林带4.亚高山针叶林带5.高山灌丛草甸带
图8-2 祁连山地的垂直带(据伍光和)
1.冰雪带2.高山亚冰雪稀疏植被带3.亚高山灌丛草甸4.亚高山草原5.山地森林草原6.山地草原7.山地荒漠8.草原荒漠
值得注意的是,甘肃省主要山地的中山带冬季存在不同程度的逆温现象,其中尤以祁连山地最为显著,诸山地的垂直递减率仅0.45℃~0.55℃/100m。冬季逆温使山地年平均气温直减率明显降低,进而从热量条件方面促使垂直带厚度相应增加。另一方面,本省降水量的垂直梯度(即高度变化100m时降水量的增减数)普遍偏小,例如祁连山东、中、西三段,分别只有15~25mm、7~18mm和4~10mm;陇南山地一般不超过30mm,中部孤立山地多在20mm上下。水分条件变化缓慢也有利于加大单个垂直带的厚度,简化垂直带谱的结构。这是甘肃省垂直分异有别于东部沿海山地的重要原因之一。
需要特别说明,垂直带性分异并不仅限于山地。凡是地表高度差足够大的地方,无论其为何种地貌类型,都将发生垂直分异现象。例如,在河西走廊有两个基本地理事实,一是走廊南界即祁连山山麓线普遍达到2 000m~2 500m,与走廊最低处约1 000m相比较,高差达1 000m~1 500m,从走廊边缘的洪积倾斜平原顶部到最低处的河流冲积平原,水热条件迥然有别。二是走廊的最高部分,即作为石羊河流域与黑河流域分水岭的西大河、山丹河洪积扇形地,海拔高度已近3 000m,与走廊最低处相差2 000多米,其2300~2600m部分已属山地草原-栗钙土带,而2 600m~3 000m已是亚高山草甸草原-黑钙土带。如果其地貌类型为山地并处于阴坡,理应生长森林,但由于没有必要的地貌条件相配合,故未出现垂直森林带。对种植业而言,热量取代水分成为主要制约因素,畜牧业相对于农业占有较大优势。
(3)地方性分异
地方性分异主要是由局地环流、特殊的地貌结构和下垫面的变化等形成,属于中尺度非地带性地域分异范畴。伍光和等认为,在甘肃省域内典型的地方性分异有以下几例。
①高原北倾与局地热量倒置。由于地表太阳辐射总量和辐射平衡值从低纬度向高纬区递减,全球热量分布表现出低纬度带比高纬度带高的规律。甘肃省地处青藏高原东北侧,河西走廊、阿拉善高原和陇西黄土高原的一些地区,地势明显向北倾斜。在这些北倾高原的特殊地区内,例如河西走廊南侧的洪积倾斜平原,临夏州、兰州市和定西市的部分地区,南北海拔差异造成的气温垂直变化超过其纬度变化幅度,于是出现了北部气温高于南部的热量倒置现象。祁连山北麓年均温多在4℃~6℃,而河西走廊内部大多在6℃~9℃;临夏、定西年均温为7.3℃和6.3℃,向北到达兰州、白银、靖远一带,反而升至8-4℃~10.2℃。活动积温亦有同样趋势,祁连山北麓≥10℃积温仅有2 000℃~2 500℃,而走廊内部普遍在3 000℃上下,西段甚至可达3 500℃。临夏、榆中、定西等县域南高北低、南冷北暖的特征尤为显著。
②青藏高原东侧的“干舌”。甘肃河东地区等降水量线的分布有一个极为突出的特点,就是500mm和600mm线从临夏向南直下白龙江谷地,再转而北上经陇山南段向东北斜穿陇东黄土高原直抵子午岭,形成一个南伸250km、宽80km~150km的舌状弯曲。从全国降水量图上可以看到,该地区是我国除青藏高原外,500mm和600mm线位置最偏南的地区,尤其是在北纬33°~35°间,降水量明显低于紧邻的东西两侧。气候学家形象地称之为“干舌”,该地区内的西汉水、白龙江和白水江谷地则被称为“干旱河谷”。
③河西走廊地方风系的影响。地表气象观测表明,来自蒙古-西伯利亚的冷空气终年可从北山-弱水间的空旷荒漠平原侵入河西走廊,其频度和强度以冬春两季为甚。冷气流受阿尔金山、祁连山阻障产生分支,一支自西北向东南纵贯走廊,另一支则以偏东风形式倒灌瓜州、敦煌乃至塔里木盆地。风向不同致使黑河与疏勒河流域沙丘的排列方向、移动方向和速度均大不相同。而走廊地形效应促使风力加强,致使花海盆地及疏勒河下游细土平原上形成带状延伸的雅丹地貌,曾经覆盖砾质戈壁表面的细粒物质被吹扬殆尽。河西走廊西段与中段间的地域分异,除热量条件与干旱程度不同外,局地风系的影响显然是一个重要因素。河西走廊西段铁路防风和绿洲防护林建设之所以重要,显然与强烈的局地环流影响有关。
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