季風性垂直自然帶譜係統以山地森林各分帶為主體,如山地常綠闊葉林帶、山地針闊葉混交林帶、山地暗針葉林帶等。植被多屬中生類型,生物化學風化作用占優勢,發育著山地森林土壤,為矽鋁土和鐵矽鋁土,多呈酸性反應。由於水分條件較好,屬濕潤、半濕潤氣候,溫度條件在垂直分異中起主導作用。
四、垂直自然帶結構類型分布模式
根據各山係垂直自然帶的基帶、帶譜結構、優勢垂直帶以及溫度水分條件特點,建立了垂直帶結構類型的分布模式。該模式揭示了青藏高原垂直自然帶的分布規律,從邊緣山地到高原內部腹地,垂直自然帶譜不僅基帶不同,而且帶譜結構由繁及簡,分帶數目也相應減少。
從分布模式看出,在青藏高原上大陸性和季風性兩類性質迥異的垂直自然帶譜的對比十分鮮明。大陸性帶譜係統以荒漠和草原各分帶占優勢,山地森林帶僅局部出現,森林上限有自半幹旱類型向幹旱類型升高的趨勢,其上的高山灌叢草甸帶逐漸分異為高山草甸帶及高山草甸與座墊植被帶,亞冰雪帶的分布高度向高原腹地升高。季風性帶譜係統在地域上則以東南部占優勢,山地森林各分帶組成垂直帶譜的主體。隨著類型的不同,基帶出現分異,各分帶內類型組合也有變化。各分帶的界線,特別是森林上限有自濕潤類型向半濕潤類型遞升的趨勢。高山帶由高山灌叢草甸向高原內部逐漸發展並分異出高山草甸帶,顯示出高原的特色。高山帶及其以上的亞冰雪帶和冰雪帶具有趨同的特點。
冠以“高寒”的幾個結構類型組分別以高山草甸、高山草原和高山荒漠為基帶。它們在高原腹地展布,反映出基帶的溫度、水分條件組合,體現出高原自然地帶的分異。各自然分帶界線大體上都指向高原腹地逐漸遞升,反映出高原熱力作用及巨大的山體效應。
五、森林上限與雪線的分布規律
作為垂直自然帶譜中區分高山和山地的一條重要界線,森林上限的分布高度隨區域不同而變化。通常在濕潤地區分布低,在半濕潤地區則較高;而偏北的緯度位置也對其分布高度有重要的影響。整個青藏高原森林上限高差變幅大達10001200m(陰坡)。和全球高山地區相比較,青藏高原東部山地森林上限居世界之冠,高達海拔4400m(陰坡)至4600m(陽坡),分別由川西雲杉(Picea balfouriana)林和大果圓柏(Sabina tibetica)林組成。除了它所處亞熱帶的緯度位置(30310N)外, 還和高原上的熱力作用及與其相聯係的山體效應有密切關係。
森林上限的分布既取決於組成森林樹種的生態生物學特性,又與所在位置的外界因素有關。前者包括樹木本身在高海拔環境中有利季節的生長能力,以及不利時期內耐幹寒、抗風雪等性能。後者則包括地勢、氣候、土壤、生物及人類影響等。通常認為,在決定森林上限分布的外界因素中生長季的溫度起主導作用,從而把森林上限視為溫度條件不足的(或寒冷的)界線,並指出在中緯度溫帶山地森林上限的分布高度和最暖月平均氣溫10℃等值線的位置接近或大體吻合。
組成森林上限樹種的不同,表明它們對當地條件的適應特點。如在高原的南部及東南部,陰陽坡都有森林分布,各類冷杉林、雲杉林連片生長,形成明顯的垂直分帶,帶幅寬度可達8001000m。而在森林分布區的西北部,森林逐漸呈斑塊狀零星分布,且僅在陰坡有雲杉林出現,帶幅寬度縮小至400500m,繼續向西北,該帶逐漸變窄以至消失。因此,從地域水平分異角度看,森林地區西北邊緣的分布界線可以看成是由於水分條件的限製而形成的一條幹旱界限。
垂直自然帶中另一條重要界線是作為冰雪帶下界的現代雪線,其分布高低主要取決於溫度和水分條件。從大範圍看,降水條件的不同對雪線分布的海拔高度有重要的影響。青藏高原內現代雪線分布高度相差達16002200m,大體上有從邊緣向內部、自東南向西北升高的趨勢。
第四紀冰期中雪線普遍下降,在高原東部和東南邊緣最低的古雪線為海拔3600m;向西北逐漸上升至海拔5500m以上,最高的古雪線出現在阿裏地區。古雪線下降值在東南部和邊緣山地最大,而高原腹地及西北部古雪線下降幅度小,說明末次冰期時降水分布梯度更大。
六、垂直自然帶的地生態學問題
青藏高原邊緣山地垂直自然帶的形成和類型組合的變化與溫度、水分條件的組合有密切的關係。除森林上限和雪線外,還涉及山地最大降水帶、垂直帶倒置以及高山帶趨同現象等問題。
山地最大降水帶及其與垂直自然帶的關係在喜馬拉雅山有明顯的表現。喜馬拉雅山南翼的最大降水帶在東段較低、向中、西段略有升高。據東喜馬拉雅的觀測資料推算,最大降水帶位於海拔2000m左右,年降水量可達3000mm。這與山地常綠闊葉林帶上段相當,林內十分潮濕,具有苔蘚林或霧林的特征。由於山體走向不同,局地變化也不小,如多雄拉南側支溝中則以海拔3000m的拿格附近降水最高,年降水量達35004000mm。
據推算,西昆侖山西段北翼海拔30003500m一帶,年降水量可達350400mm,策勒至於田之間的西昆侖山東段北翼,年降水量也可達400mm(楊利普等,1987)。 這反映出高山地形對降水形成過程以及高山區局部環流的影響,與高山草甸的出現是相聯係的。
濕潤或半濕潤結構類型中,雲杉林常位於冷杉林之下。在橫斷山區部分山地針葉林帶中存在著雲杉林位於冷杉林之上的現象,曾以逆溫層的存在或所謂“倒置”排列來解釋。實際上它既與冷杉喜冷濕,雲杉偏寒旱的生態生物學特性及樹種生態型有關,也與其所在的位置、坡向以及溫度水分狀況有聯係。對照在北半球雲杉屬(Picea)的分布比冷杉屬(Abies)偏北的事實,上麵所提的垂直分布關係應是一正常現象。雲杉林占據橫斷山森林區域的內部,並且往往是森林向西北方向尖滅的林地建群樹種,表明其更適應大陸性高原寒旱化的影響。
在分布圖式中,高山帶以上的亞冰雪帶和冰雪帶是互相聯通的,並且不再按幹濕狀況予以劃分。例如,對珠穆朗瑪峰南北翼垂直自然帶的研究表明,無論從地麵組成物質、主導成土過程和植被類型結構等自然地理特點來看,南北翼的同名垂直自然帶,如高山寒凍冰磧地衣帶(即亞冰雪帶)和高山冰雪帶(即冰雪帶)都有較大程度的相似和類同。 如高山草甸/墊狀植被帶的組成相近,高山草甸土的融凍泥流現象等特點。南北翼出現這種相近的自然分帶類型是與高海拔處生長期氣溫低、降水量差異並不明顯,幹燥度較低等相聯係的。
七、獨特的地生態現象與空間格局
通過對高原山地若幹引人矚目的地生態現象的考察研究,加深了對高原獨特空間格局的認識。它們是:雅魯藏布江下遊的水汽通道、邊緣山地的幹旱河穀,中東部的高寒灌叢草甸地帶以及羌塘北部和昆侖山腹地的寒旱核心區域等。
水汽通道
從氣象學角度看,雅魯藏布江下遊的水汽通道有兩層含義:一是指從印度洋來的暖濕氣流沿布拉馬普特拉河溯江而上,由這裏向高原腹地輸送;二是指通過雅魯藏布江下遊河穀向高原輸送的水汽量居高原四周向高原水汽輸送的首位。其輸送量與夏季自長江流域以南向其北部地區的水汽輸送量相近。
通道地區環境優越,成為第四紀冰期中生物的“避難所”,保存了大量古老的物種。雅魯藏布江下遊河穀是生物遷移的走廊,促進了山脈兩翼生物的交往和混合。地勢高差懸殊的高山峽穀對生物的隔離作用十分顯著。這裏是東喜馬拉雅地區乃至整個喜馬拉雅物種分化最強烈的區域,是物種分化和分布的中心,也是中國-喜馬拉雅植物區係成分最集中的區域。
水汽通道是東喜馬雅山脈最濕潤的地段,發育著獨特完整的濕潤類型的垂直自然帶譜。受南來暖濕氣流的惠澤,加上高原及山脈主體的屏障,通道地區東喜馬拉雅南翼的垂直自然帶具有熱帶北緣的特征。熱帶森林溯江而上進入低山帶,可達290N。從水平自然地帶來看,它處於熱帶的北部邊緣,遠超出其他大陸熱帶所在的緯度界限。同時,熱帶森林的上界可高達海拔1100m,比我國東部季風區北緯200N以南的海南島熱帶森林達海拔800m的上限還要高。
雅魯藏布江下遊水汽通道向西北延伸直達念青唐古拉山南翼,成為青藏高原海洋性冰川的發育中心,分布著我國最長的海洋性冰川——卡欽冰川(長35km)。這裏頻繁出現的災害性地質地貌現象,如山崩、滑坡、泥石流等也多與水汽通道有一定的聯係,且往往成為冰雪型、暴雨型泥石流發育中心。
幹旱河穀
青藏高原東、南、西側的周邊山地,自東緣的橫斷山脈經南緣的喜馬拉雅山至西緣的喀喇昆侖山,許多深切穀地的下部普遍出現幹旱河穀灌叢景觀,是引人矚目的、獨特的地生態現象。這種現象無論在阿爾卑斯山或喜馬拉雅山都早已引起人們的注意。在安第斯山脈中部東坡,具有旱生型植被的幹熱河穀也比較普遍。
橫斷山脈中段的幹旱河穀大多具有明顯的特定景觀,有獨特的優勢植被類型——耐旱灌叢及稀樹灌木草叢。它們分別由旱中生小葉落葉具剌灌木或肉質具剌灌木及耐旱草本(禾草為主)植物所組成,通常具有生長稀疏、覆蓋度較低等特點。在上述植被類型下發育的土壤具有土體偏幹、淋溶較弱,有碳酸鈣殘留,呈堿性反應等旱成土的特征。但在青藏高原西緣的喀喇昆侖山南翼的洪劄穀地則具有山地荒漠的植被和土壤類型。
橫斷山區山脈走向與濕潤氣流來向交角的大小對幹旱河穀的形成有明顯的影響。山穀中溫度的周日變化引起山穀風的晝夜環流,其結果是穀地幹燥的氣流上升,形成具有一定垂直幅度的局部幹旱現象。而穀地氣流上升至一定高度所形成的雲霧帶又恰好與山地森林的存在相吻合。這也說明了穀底幹燥而兩側穀坡上部比較濕潤的不協調現象。
幹旱河穀灌叢帶的分布上界大體上有自外緣向內部升高、從南到北上升的趨勢。它與穀底海拔高度由南到北逐漸遞增相聯係。各河段幹旱河穀的垂直分布幅度主要決定於幹旱程度的強弱。在橫斷山區八宿怒江橋附近的幹溫河穀,最大的垂直幅度可寬達1000m左右;中喜馬拉雅南翼吉隆熱索橋一帶,隻有300m的垂直幅度。