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海水温度垂直变化的规律

海水温度垂直变化的规律

海水温度垂直变化的规律范文第1篇

中国森林水平分布、垂直分布多样

为什么中国森林的多样性和美丽景观能在世界诸国中如此独特?对于科学家、文学家、诗人、摄影人、旅游一族来说,角度不同、审美观不一、知识及阅历的差别都会造成完全不同的解读。如果问我,我就会说,产生中国森林多样性和美丽景观的原因在于中国森林分布地带性的多样,也就是中国森林的水平分布和垂直分布的复杂性。

众所周知,随着地球纬度的逐步升高、热量的减少,植被会由南到北有规律地变化并呈带状分布。另外,由于距离海洋的远近,降水量从沿海到内陆逐渐减少,植被从沿海到内陆也有规律地变化并呈带状分布。这两种情况统称为植被的水平地带性分布。按照欧洲科学家布罗克曼-耶罗什(Brockman-Jerosch)的说法,这是一种理想大陆植被分布模式,前提是假定地球表面是均一的。世界上国土面积最大的国家俄罗斯,由于其广袤国土地势平坦,其森林分布基本上是体现这个规律的。世界上还有不少国家的森林也都类似。

中国的特殊性就在于水平分布(包括纬度分布、经度分布)上,从南到北跨越了热带、亚热带、暖温带、中温带、寒温带五个气候带,从东到西分布了湿润区、半湿润区、半干旱区、干旱区、极干旱区。纬度地带性和经度地带性的不同特点,东西南北的混杂交错产生了各种各样的气候条件,复杂的气候条件必然产生多样性的森林生态系统,这样,多样性的森林生态系统产生多样性的美丽森林景观就不足为奇了。这个条件就已经使中国的森林的绚丽多彩进入了世界前列。

可是,这只是中国森林(本文说到的森林包括多年生的灌木林)的多样性和景观独特的一个原因,更重要的原因是中国地形地势的特殊性带来的森林垂直分布即森林的垂直地带性(垂直地带性指山地自然景观及其组成要素随海拔高度递变的规律性)。从海平面到世界屋脊,中国有地势上的三大阶梯,每一个大阶梯中又有很多适合森林生长的垂直高差悬殊的地形,如第一阶梯青藏高原周边的下切沟谷,喜马拉雅山脉陡峭的南坡,第二阶梯云贵高原的高山峡谷、四川盆周,第三阶梯的长白山、武夷山、台湾玉山等等。

我们知道,山地垂直自然带谱的结构类型与基带(山体所在地理位置)及山地高度等有密切关系,气温通常随山地高度增加而降低,降水与空气湿度在一定高度范围随海拔升高而递增,相应的植被、土壤等变化也随着温度、水分条件制约而发生。一般认为,只要相对高度超过500米,山地就会出现植被垂直带的分异。中国有超过70%的国土不是平原,相对高度超过500米的山峦比比皆是,森林的垂直分布在中国处处可见也就不足为奇了。最为典型的是,在青藏高原南缘的中喜马拉雅山脉南翼,由于巨大的海拔高差原因,从低到高有如下各垂直自然带:低山季雨林带-山地常绿阔叶林带-山地针阔叶混交林带-山地暗针叶林带-高山灌丛草甸带-高山草甸带-亚冰雪带-冰雪带。这种包括了如此多的自然带的垂直分布在世界上是十分罕见的。

中国森林垂直分布规律

科学研究认为,垂直带的温度梯度变化比纬度水平变化大一百倍左右。在海拔高差几千米之内便可出现从热带至极地的极大变化。在各植被带内,随着海拔高度的升高与随着纬度的增加,植被类型的变化大体一致,垂直带可以看作水平带的缩影,但二者是存在差别的。不同地区的森林植被垂直带千差万别,但我国森林的垂直分布主要有如下几条规律:

一、森林垂直分布的基带为当地典型的森林植被带。如亚热带地区垂直带的基带为常绿阔叶林。

二、随着海拔高度的升高或者纬度的增加,森林植被类型的变化大体一致,海拔高差上产生的垂直带谱可以看作纬度、经度水平带上的缩影,但是存在差别。这种差别主要有:

1.落叶阔叶林在典型亚热带以南地区退出各垂直带,寒温带针叶林也只限于亚热带以北的山地。

2.高纬度地区的云冷杉同样在低纬度的亚高山上出现,但山地寒温性针叶林和寒温带针叶林是不一样的。

3.一些山地植被带,如高山灌丛带和高山草甸带,是水平带中是没有的。

4.干旱、半干旱地区的山地植被,从基带的荒漠过渡到水分条件较好的区域过程中,超过一定的高度后,低温的限制作用就会变得越来越突出。如天山中部北坡从山麓到山顶依次出现荒漠、荒漠化草原、山地针叶林、亚高山草甸、高山草甸、高山垫状植被、亚高山稀疏植被。

三、垂直带中每个植被带的下限海拔高度向北逐渐降低,森林带的上限海拔高度也有类似规律。

四、山体越高,垂直带谱越完整,山脉的走向也影响垂直带谱。垂直带中每个植被带的宽度并不相同,且随气候差异而变化。

中国的美丽森林多分布在亚热带

中国目前已经建立了2000多个自然保护区,涵盖了大约15%的国土面积,其中森林类型的自然保护区保护了20%的天然优质森林生态系统。《森林与人类》杂志2012年评选出的中国20大最美森林中,除了坝上森林因为是人工林非自然森林生态系统外,其余19片森林都建立了自然保护区,而且有的地方建立了多个部级自然保护区,如秦岭、大小兴安岭、阿尔泰山等。在号称“中国中央森林景观带”的秦岭,就建立了由多个部级和省级保护区组成的自然保护区群。中国20大最美森林中大部分都具有美丽的森林垂直分布景观,尤以雅鲁藏布大峡谷、秦岭、长白山、高黎贡山、白马雪山、神农架、武夷山、九寨沟、天山等最具代表性。具有著名森林垂直景观但没能进入前20名的部级自然保护区还有贡嘎山、梅里雪山、梵净山、雷公山、哀牢山、无量山、车八岭、猫儿山、五指山等。

从以上分析我们还可以看出,除了长白山、雅鲁藏布大峡谷、阿尔泰山、天山等以外,大部分美丽的森林垂直景观都处于中国的亚热带(其实,即便是雅鲁藏布大峡谷,其海拔2300米以下已经是亚热带了)。这就要从中国亚热带的特点说开来了。

由于青藏高原的隆起、造山运动等原因,中国的亚热带涉及了中国的二、三两级地势阶梯,海拔相差巨大。在亚热带的平原、山地、高原、亚高山上都分布有大量不同类型的森林,中国的亚热带森林是世界上分布最广、类型最为丰富的森林,植被区域占到了全国总面积的1/4。无论我们从科学上讲还是从现实状况上看,除了低海拔地区分布的地带性植被――常绿阔叶林外,在中国亚热带的山地、高原、亚高山都存在着分布面积很大又随处可见的针叶林(有温性、暖性针叶林,高海拔地区还有寒温性针叶林)和针叶-阔叶混交林(温性针叶-阔叶混交林),如银杉林、台湾松林、铁杉针叶-阔叶混交林、云南松栎混交林、冷杉林等,这些类型在中国森林的传统分类中往往将其归入森林类型的较低层次。实际上,这些植被不仅原生状况保存较好,而且分布面积很大,多年来在亚热带地区建设的自然保护区大部分保护的就是这类森林,许许多多中国特有的最为珍贵的野生动植物如大熊猫、金丝猴、银杉、水杉等就栖息繁衍在这种类型的森林中。

由垂直分布带谱

组成的森林生态系统弥足珍贵

森林垂直景观不仅仅是美丽的,更重要的是垂直分布将水平分布几百公里、几千公里的森林景观压缩到一山之中,对于保护生物多样性、科学研究、教学宣传以及让人们认识森林,都有着极为重要的意义。这种独特的由垂直分布的带谱组成的森林生态系统,弥足珍贵。

海水温度垂直变化的规律范文第2篇

摘要:

针对潮流具有顺岸往复流特征的海湾,以某核电厂为例,采用小变态物理模型开展了温排水输运特性的模拟研究。通过分析工程海域岸线、地形及潮流特点,结合设计与环保要求,依据差位式理论提出“近岸明渠分散取水、离岸明渠集中排水”的取排水总体布局。采用全潮水文测验资料进行了定点潮位及潮流流速、流向的验证,在此基础上深入研究了温排水的随潮演变过程、温升分布特点及电厂取水温升变化规律。研究结果表明,温排水在顺岸往复潮流作用下热水带呈伴岸窄带型分布,采用差位式取排水布置对有效降低电厂取水温升、减小温排水对环境的影响具有明显效果。研究成果可为工程设计与环境影响评价提供科学依据。

关键词:

差位式取排水布置;滨海核电;潮流;温排水;物理模型试验

近10a我国核电建设进入快车道。截至2014-12,全国已建和在建核电厂17个,其中投入商运机组22台、在建机组25台[1],核电分布呈滨海式布局。滨海核电绝大多数采用直流冷却方式,以海水作为冷却水源。核电运行时,取水口源源不断吸取较低温度的海水进入循环水管路,低温水经凝汽器热交换后水温升高6~11℃,最终从排水口排入环境海域。每单台百万千瓦核电机组的循环水流量大约50~60m3/s,伴随核电站温排水排出的还有余氯与放射性液态流出物。大量的含热废水排入海域随潮输运,一方面造成核电自身取水温升增高,降低电厂运行经济效益;另一方面长期作用于海洋生态环境,还会改变水体理化特性、加重富营养化、引发赤潮,甚至损害生态结构和功能。取排水口工程布置是决定温排水水力、热力特性的关键因素,也是核电规划设计中必须解决的首要技术问题。火、核电厂常用的取排水布置有3种类型:分隔式、重叠式与差位式[2]。其中,差位式取排水布置在潮汐水域核电工程中应用最为广泛。因此,开展滨海核电差位式取排水布置下温排水的随潮输移扩散规律研究,对保障电厂取水安全、提高运行经济效益、减小环境影响具有重要的现实意义。对于感潮河段和以顺岸往复流为主的海湾,温排水从排口流出后随潮输运,热水带呈伴岸窄带型分布,顺潮流方向扩展较长,垂直于潮流方向较短。利用潮汐水域热水运动的上述特点,中国水科院在上世纪80年代进行感潮河段谏壁电厂冷却水研究时,提出差位式取排水布置,即同一过水断面上在取水口(或者排水口)前缘离岸一定距离设置排水口(或取水口),使得取水口避开热水通道[2]。随着沿海火、核电厂的快速发展,差位式取排水布置下温排水的输运特性受到许多学者的关注。物理模型与数学模型是进行温排水模拟预报的主要手段。岳钧堂利用大亚湾核电工程海域潮流具有辐合辐散流的特征,依据差位式理论提出南取东排的取排水布置,通过物理模型试验研究了温排水随潮运动规律,发现涨、落潮过程中热水与冷水均可各行其道[3]。华祖林采用二维水动力数学模型和物理模型对比研究了感潮河段电厂采用分隔式与差位式取排水布置时温排水扩散的差异,结果表明后者更优[4]。陈惠泉采用全潮水力、热力模型开展了台山火电厂温排水随潮输移扩散研究,利用厂址海域地形与潮流特点提出将取水口设在处于冷水通道的港池内,而将排水口设置防波堤外侧,模拟结果表明无论涨潮或落潮,热水均受防波堤阻挡而无法直接进入取水港池口门[5]。徐世凯等通过局部正态模型研究谏壁电厂“浅取深排”近区的温差异重流运动特性[6]。郝青哲等选择k-ε紊流模型对比研究了概化水槽中差位式与重叠式取排水的扩散规律[7]。张晓艳等针对潮流为往复流动的海湾,采用二维数学模型模拟了不同布置方案下温升分布特点,结果显示温升场呈带状分布、差位式布置具有明显优势[8]。

1工程概况

某滨海核电厂,规划总容量为8000MW,由1台高温气冷堆、4台AP1000压水堆、2台CAP1400压水堆组成。核电采用直流供水系统,以海水作为冷却水源。规划容量下循环水流量为435m3/s,取排水温差为8.3℃。厂址附近海湾岸线呈“W”型,核电厂位于海湾中间岬角位置,东、北、南三面环海,东侧濒临开阔大海,北侧与南侧各有一小浅湾(图1)。近岸水域等深线与岸线大致平行,-5m等深线离岸300~500m,-10m等深线离岸1500~2500m。工程海域属不正规半日潮,平均涨潮历时与平均落潮历时比较接近。潮差较小,典型大潮、中潮与小潮的最大潮差分别为1.86,1.44与1.03m。全潮水文测验资料显示,厂址海域潮流主要受岸线与地形控制,主潮流基本呈东北-西南走向的往复流,涨潮流自NNE至SSW方向运动,落潮流基本相反。潮流较强,涨、落潮平均流速约60cm/s。厂址南北侧两个凹湾水域存在回流区,回流区范围与外海潮流强度、流向有关。

2差位式取排水布置

温排水在环境水体中的运动规律是布置取排水的基础依据。差位式取排水布置利用热水带顺流窄长形分布的特点,将取排水口间距的着眼点从顺流向转移到垂直于水流方向[5],通过在垂直于潮流方向拉开取排水间距,使得取水位于冷水通道、排水位于热水通道。常见的差位式取排水布置有2种形式:“远取近排”与“近取远排”(图2)。“远取近排”是温排水近岸排放,热水随潮沿岸流动,取水延伸至离岸较远区域吸取低温水。近取远排则相反,将温排水送至离岸较远的强潮主流区,利用环境潮流掺混稀释能力较强的特点,将热水高温升影响区域控制在较小范围。这2种布置方式应用于实际工程时,需结合厂址海域的岸线与地形特点、水文气象条件、潮动力特征、环境保护要求等因素综合确定,同时方案是否合理可行还应经物理模型或数学模型论证。本工程海域潮流具有顺岸往复流特征,满足差位式取排水布置所需基本条件。确定取排水方案时,一方面应保证核电自身取水安全经济,尽量降低取水温升,另一方面还应考虑海域环境敏感点对温升的要求。一般情况下,电厂取水温升限值为全潮最大不超过2℃、平均不超过1℃。本厂址近岸水域存在养殖区,为减小温排水对岸边养殖的影响,环保要求规划容量下1℃以上温升不能贴岸。此外,依据核电厂总平面布置,高温堆与AP1000压水堆位于厂区北侧,CAP1400压水堆位于厂区南侧,各机组分别从南、北两侧取水。基于上述因素,结合工程海域自然条件,可以发现:如果充分利用厂址海域“W”型岸线特点以及深水区离岸较近的优势,将温排水尽量输送到外海主潮流带上,避免温排水贴岸输移,不仅可以加大温排水自排水出口至取水口之间的“流程”,避免高温水直接进入取水水域,而且可以实现温排水与环境流的充分掺混,有利于降低高温升影响面积。为此,针对本工程提出“近岸明渠分散取水、离岸明渠集中排水”的取排水总体布局。

3模型设计

3.1模型选择物理模型是模拟预报温排水运动规律的重要方法,能够比较真实地反映近区温差浮射流卷吸掺混特性,便于直观显示各种取排水方案下温排水的三维水力、热力特征,直接反映取水温升随潮变化规律,在解决取排水口近区问题,如优化取排水工程布置方案、掌握高温升区影响范围、确定垂向温升分布以及取水温升方面具有明显优势。根据水平比尺与垂向比尺是否相同,可将物理模型划分为正态模型与变态模型。对于滨海核电,温排水的受纳水体为海域,环境水域具有水平尺度远大于水深尺度的特点。温排水模拟时往往要求同一模型同时考虑取水与排水,模拟区域需涵盖近区、过渡区与部分远区热影响。综合上述因素,目前滨海核电温排水物理模型多采用变态模型。但随之而来的问题是,模型水平与垂向尺度不同将对环境水体流场以及温排水的输移扩散产生一定影响。这一问题很早就受到相关学者的关注。李瑞生通过比较浮射流计算结果与水槽试验结果,得出变态使得热水层厚度变薄的结论[9]。陈惠泉利用试验水槽开展了变态对温排水近区水力、热力特性的影响研究,认为变态率小于3时对整体影响不明显,有时也可小于5~6[10]。此外,郝瑞霞[11]、赵振国[12]、徐世凯[13],袁方等[14]也开展了温排水的变态影响问题研究。通过总结分析几十年温排水模拟研究实践经验,为确保变态模型能够比较真实地反映温排水运动的流场与温度场规律,《冷却水规程水力热力模拟技术规程》[15]提出变态率宜小于5的建议。基于上述分析,针对本核电厂温排水研究采用小变态全潮物理模型。

3.2相似准则温排水物理模型试验以相似理论为基础,但与常规水工模型试验相比,除了模拟水流运动外还需同时模拟热量传递过程。理论上,要完全复演原型中温排水的输运规律,必须同时满足几何相似、水流运动相似、动力相似和热力相似。但实际模拟时很难同时实现上述条件,因此必须进行合理假设与简化。陈惠泉在20世纪70年代提出3个综合参数:自然水温、水面综合散热系数与临界流量,基本理念是进行水力、热力模型试验时不要求各个物理量相似,但要保证上述综合变量相似[16]。这一理念后来成为指导火、核电厂温排水模型试验的理论基础。利用这3个综合参数,可得到几个简化的模型相似关系式。这些相似关系式看似简单,但仍然存在比尺矛盾,因此模型设计时需要抓住主要矛盾,放松一些条件的相似。对于全潮温排水小变态物理模型,模拟重点为温排水主影响区的水力、热力特性,应以重力与浮力相似为主,兼顾阻力相似、散热相似等条件[16]。

3.3模型比尺及模拟范围滨海核电温排水运动具有排热量大、随潮非恒定输移的特点。为较好地反映取排水区域温排水在潮流作用下的水力、热力特性,模拟区域需要保证涨落潮流场具有相对完整的态势,同时依据相关规程要求,还要包含1℃以上温升影响范围。模型试验一方面希望模拟范围尽可能大,另一方面变态率又不能太大,为此模型设计时需要权衡两者的矛盾。此外,为避免表面张力的影响,模型水深还应大于模拟理论中最小水深要求。综合上述因素,本研究模型水平比尺Lr=400、垂向比尺Hr=150、模型变态率ε=Lr/Hr=3.2。模拟范围为以厂址为中心、包括整个W型岸线在内的顺岸18km、离岸14km的海域,总面积约252km2。

4潮流模拟验证结果

采用海工模型自动生潮控潮系统实现潮流模拟。控潮方式为开边界给定流量过程、同步监测潮位的开环控制模式。模型验证资料选择2006年工程海域全潮水文测验数据,测点布置见图1。模拟区域包括1个潮位测站和12个测流站。实测大潮的模拟与实测潮位过程对比见图3,结果表明,潮位验证良好,高潮与低潮出现时刻相同、最高与最低潮位偏差不超过10cm。12个测流站模型验证结果显示,各测站模拟的流速与流向随潮变化过程与实测资料符合较好,潮流转潮时刻基本一致,涨落潮平均流速与实测值误差在10%以内,流向偏差小于15°,模型能够反映工程海域涨落潮流场的总体特性,可据此开展温排水模拟预报。厂址近岸区域D07以及外海主流区D08测流站验证结果如图4所示。

5温排水随潮输运特性

5.1取排水工程局部区域流态分析工程区域的水流流态便于掌握温排水的运动规律。核电厂采用厂区“南北两侧近岸明渠分散取水、中间明渠离岸集中排水”的取排水总体布局。物理模型试验经过多方案比选优化论证,提出最终取排水方案的排水明渠外延长度600m,一直延伸至7.0m等深线(图5)。试验时,采用在排水中加入高锰酸钾示踪剂以及在取排水区域投放示踪粒子的方法研究温排水随潮运动轨迹,发现取排水工程实施后外海主流区潮流依然呈往复运动,潮流场总体特性没有改变;排水出口位于涨落潮主流区,温排水受强潮作用可以较快地与外海新鲜客水进行交换;厂址近岸局部区域受取、排水明渠岸线影响流态有所改变,主要表现为排水明渠南北两侧靠近浅湾区域出现明显回流流态;涨潮时回流呈顺时针旋转,且北侧回流区范围更大;落潮时则基本相反。

5.2温升分布随潮特性高于环境水温的温排水以一定速度从排口排入海域后,其运动过程受到排水初始动量、温差浮力效应、环境潮流等因素的共同作用,表现为非恒定紊动浮力射流。排水近区是温排水水力、热力特性急剧变化的区域。在此区域,一方面,排水出流与周围环境水体发生强烈的卷吸、掺混,环境低温水不断掺入,射流流量沿程增加,并在横向和垂向上扩展;另一方面,温排水高于环境水温8.3℃,排水密度明显小于环境水体密度,温排水受到浮力作用后向水体表层运动,形成温差异重流。近区的水温分布表现为:垂向上具有明显的温度梯度;平面上水温沿程急剧下降,具有较大的温降梯度。近区高温升影响范围是热污染控制的重点区域,目前环境影响评价中绝大多数以4℃以上温升区作为监管混合区。本工程秉承差位式取排水布置理念,近岸取水、离岸深排。推荐取排水方案下,排水出口处于水深流急的外海主潮流通道,环境潮流与温排水的掺混稀释比较充分,有利于将热水高温升范围控制在较小区域。针对实测大潮开展温排水物理模型试验,水体表层全潮最大温升包络范围见图6a,排口前缘A点涨急与落急时刻垂向温升分布见图6b与图6c。试验结果表明:排水出流流速约0.2~0.3m/s,环境潮流较强,最大涨、落潮流速可达0.9~1.0m/s,排口近区温降较快,规划容量下温升大于4℃的混合区范围较小,全潮最大包络面积不超过4.5km2;排水区域存在比较明显的温度分层现象,排水出口前缘水体热水层厚度约2~3m,表底温差约3.0~4.0℃。随着温排水在潮流挟裹下远离排口,其水力、热力特性变化逐渐趋于平缓。温排水的出流初始动量与浮力效应消失殆尽,垂向层与层间的热量交换大为削弱,热水层厚度由于水体下掺沿程逐渐变薄,温排水的运动受控于环境潮流,对流扩散作用以及水面散热成为影响水温分布的主要因素。试验研究结果表明:温排水随潮输移扩散,涨潮时向西南方向输运,落潮时基本相反,热水带呈顺流窄带型分布,沿涨落潮主流方向扩展较远,而垂直于潮流方向相对较窄。在取水口附近水域,温差分层现象已不明显,表底温差减小至0.2℃以内。1℃温升全潮最大包络影响范围不超过35.6km2,且1℃温升线离岸大于200m,没有影响到岸边养殖区。

5.3电厂取水温升随潮变化规律本工程核电机组取水口分别位于厂址南北两侧近岸取水明渠根部,而排水则延伸至600m处的主潮流深水区。取水口与排水口离岸距离较远,位于温排水高温升影响带之外。这种取排水布置形式能够有效增加取水与排水之间的流程,避免热水短路现象,有利于降低取水温升。试验研究结果表明:温排水对南取水口的影响主要发生在涨潮至高平转落时段,对北取水口的影响则发生在落潮至低平转涨时段。涨潮时,热水随潮南下,远离北侧取水,不会对北侧取水产生直接影响,在此过程中南侧取水温升有所升高。当潮流较强、高温升热水带较窄时取水温升相对较低,而潮流较弱,温升带离岸扩展较远时,取水温升略高,温升峰值发生在高平之后2~3h。落潮时相反,热水北上,远离南侧取水,北侧取水温升增大,峰值出现在低平过后3h左右。从水体表层全潮最大温升分布图可以看出,2℃温升线尚未影响到取水明渠口门。提取一个完整潮周过程中南、北取水口逐时取水温升,统计最大值以及平均值,可以得到南取水口全潮最大与全潮平均取水温升分别为1.2℃与0.9℃,北取水口全潮最大与全潮平均取水温升分别为1.3℃与1.0℃,均满足设计要求。南、北两侧取水受温排水影响的程度较为接近,温升特征值相差不超过0.1℃。

6结语

海水温度垂直变化的规律范文第3篇

1森林土壤类型的特征

1.1燥红土燥红土分布于深切割的金沙江河谷地区,海拔在1200m以下地带,焚风效应显著,具有热量高、蒸发强、旱季长的特点。气候类型为南亚热带河谷气候,年均降雨量850mm以下,蒸发量则为降雨量的3.5倍。成土母质有冲积物、坡积物和零积物等,母岩有砂岩、砾岩和页岩。主要植被以合欢为主的落叶阔叶林和车桑子为主的灌草丛。土壤剖面号:01号地点:金塘镇附近的河谷山坡上大地形属乌蒙山系西坡地形:中山下部河谷海拔:990m。坡向:南偏西60°坡位:下部坡度:25°母岩:石灰岩母质:坡积物植被:车桑子、山绿豆、余甘子、苦刺、扭黄茅、拟金茅、桔草等。(1)剖面特征A层0~10cm,灰棕色,质地中壤,粒块状结构,紧密度为紧。湿度为干,草根多,有石块侵入,石砾含量为30%,层次过度不明显。B层10~28cm,黄红色。质地为中壤,块核状结构。湿度为干,植物根系多,有少量半风化母质,含石量为30%,层次过度不明显。C层28cm以下,棕褐色。有少量植物根,湿度为干,是半风化母质。(2)理化性质

1.2红壤红壤是巧家县的主要土壤,分布在海拔1200~2400(2600)m间的中低山地,气候类型为中、北亚热带高原季风气候。主要植被为:半湿润常绿阔叶林、云南松林、云南松与阔叶混交林,成土母质主要是沉积的冲积物、堆积物,母岩为石灰岩、砂岩、页岩。在地形、气候和森林植被的综合作用下,形成了各种亚类。据调查,巧家县境内红壤亚类有红壤、黄红壤、褐红壤和粗骨性红壤等4个亚类。

1.3黄棕壤黄棕壤是在暖湿气候条件下发育形成的土壤,成土母岩为玄武岩、石灰岩,母质多为坡积物、原物。主要分布于红壤和棕壤之间,在海拔1800~3000m间的山地。植被类型以华山松林、常绿阔叶林为主,土层一般为中厚层,肥力较高,呈灰黄色、黄棕色,土壤质地以中壤为主。(1)剖面特征A层0~5cm,灰黄色,质地为中壤,粒状结构,紧密度为疏松,温度为润,有根系盘结,有小石块入侵,含石量为10%,层次过度不明显。B层5~25cm,黄棕色,质地为重壤,块状结构,紧密度为疏松,温度为润,根系较多,有结核与腐烂根,含石量10%。BC层25~66cm,黄棕色,质地为重壤,块状结构,紧密度为紧密,有少量根系分布,有结核,含石量20%,层次过度不明显。C层66cm以下,黄棕色,质地重壤,核状结构,紧密度为较紧密,有石块侵入,含石量30%,母质与母岩交错分布,层次过度为逐渐过度。(2)理化性质。

1.4棕壤棕壤在巧家县分布范围较广,主要分布在海拔2800~3500m之间,有季节性冻层出现。成土母质有残积物、坡积物,母岩主要以玄武岩、石灰岩为主,是暖温带湿润针阔混交林下发育的土壤类型。原生植被以针阔混交林为主,但原生植被遭破坏严重,多为阔叶灌丛或箭竹林,在2800m左右有人工华山松林。棕壤区降水丰沛,雨季多雾雨,土层一般比较深厚,土壤有机质及矿物含量较高,自然肥力高。植被:箭竹、锈斑杜鹃、大白花杜鹃、锈线菊、小蘖、黄连刺、牛毛草、鞭打绣球、野青茅、翻白叶、草血竭等。(1)剖面特征A0层0~5cm,半分解和未分解的草叶和箭竹叶、苔藓等。A层5~31cm,表层冻结8cm,暗棕色,质地为重壤,粒块结构,湿度为潮湿,结持力疏松,有大量草根与箭竹根盘结,有石块侵入,含石量25%,层次过度明显。B层31~45cm,棕色,质地为重壤,块状结构,湿度为湿,结持力为紧密,有少量根系盘结和石块侵入,含石量15%,层次过度明显。C层45cm以下,黄棕色,质地为粘壤,块核状结构,湿度为湿,结持力为紧密,半风化和未风化的母岩占40%。

1.5暗棕壤暗棕壤分布在海拔3300~3700m范围内,主要在药山部级自然保护区内,植被有箭竹、杜鹃多种,草本以牛毛草、翻白叶为主。主要有草甸暗棕壤亚类,成土母质以玄武岩为主的残积物、坡积物,土层以中层居多,自然肥力较高。

1.6亚高山草甸土亚高山草甸土在海拔3600m以上,主要分布在药山顶部,该地区气候寒冷而湿润,常年积雪达10个月左右,其成土过程以腐殖质积累和融冻作用为主,母质为玄武岩风化的残积物,土壤颜色为暗褐色。植被以零散低矮分布的箭竹、单花金丝桃、胡颓子、黄连剌、牛毛草、羊茅、白斑人参果、沿叶香青、翻白叶等,地表附生物有地衣、苔鲜等。酸性土壤,有机质及全氮、全磷、全钾等含量较高。

2森林土壤的分布规律

2.1土壤的垂直地带谱巧家县因地形复杂,相对高差悬殊,生物气候发生变化而形成土壤的垂直分布,由金沙江河谷区(牛栏江河谷区)的基带土壤燥红土(褐红壤)开始,随着海拔升高依次出现一系列与较高纬度带相应的土壤类型。巧家县出现的土壤垂直地带谱,从南亚热带,中、北亚热带,南温带,中、北温带和寒温带的垂直地带谱结构呈现有规律的变化,是山地生物气候条件变化的必然反映。巧家县土壤垂直地带谱为:517~1200(1500)m燥红土(褐红壤)1200~2400(2600)m红壤1800~3000m黄棕壤2800~3500m棕壤3300~3700m暗棕壤3600~4040m亚高山草甸土。详见图1。

海水温度垂直变化的规律范文第4篇

垂直分异规律又叫从山麓到山顶的地域分异规律。地球表层存在着明显的地势起伏。在一定高度的山区,随着高度上升,温度逐渐降低,降水发生变化,从山麓到山顶自然环境及其组成要素会出现逐渐变化更迭的现象,这就是垂直分异。

地域分异规律是指自然地理环境各组成成分及其构成的自然综合体在地表沿一定方向分异或分布的规律性现象。

地理上常见的是地域分异指地球表层自然环境及其组成要素在空间分布上的变化规律,即地球表层自然环境及其组成要素,在空间上的某个方向保持特征的相对一致性,而在另一方向表现出明显的差异和有规律的变化。一般包括从赤道到两极的地域分异、从沿海向内陆的地域分异、山地的垂直地域分异三种。

(来源:文章屋网 )

海水温度垂直变化的规律范文第5篇

关键词:长白山;野生植物;垂直分布;探讨

基金项目:“十二五”农村领域国家科技计划项目(2012BAD22B0401)

中图分类号: Q948 文献标识码: A DOI编号: 10.14025/ki.jlny.2017.06.049

长白山在《山海经》中以不咸山命名,是东北第一高山。长白山脉从西南向东北走向,长度达上千公里。长白山自然环境比较复杂,生态系统比较完整,山上气候变化多样,野生植物种类丰富。长白山海拔高度约2700米,垂直依次分布着阔叶林带、针叶阔叶混交林带和针叶林带。本文主要介绍这些地带野生植物分布特点,总结分布规律。

1长白山自然环境

长白山位于吉林省东南部,在中国和朝鲜交界处,是松花江、鸭绿江和图们江的主要发源地。长白山海拔差异非常明显,整个山脉从上到下环境差异梯度显著,自然野生植物多样,随着海拔的增加,植被明显呈垂直分布。历史上长白山多次经历火山爆发,但并没有对长白山的植被造成影响,长白山野生植被物种非常丰富。

2长白山野生植被垂直分布情况

长白山野生植被分布以海拔为分界,可分为5个地带。

在海拔500~800米地带,温度在3℃左右,这一地带土壤为棕色森林土壤,年降水量大概700毫米左右,属于分布着含有针叶树在内的落叶阔叶混交林带。

在海拔800~1100米地带,温度在2℃左右,这一地带土壤为暗棕色森林土壤,全年无霜期为130天,属于针叶、落叶、阔叶混交林带。

在海拔1100~1800米地带,温度在2℃以下,这一地带属于高峰区的斜缓地带,长白山经常被云雾所笼罩,属于寒温针叶林带。

在海拔1800米以上地区,由于地势比较陡峭,地表主要为各种火山喷发物组成。在海拔1800~2000米地带,是由缓坡向山顶过度地带,属于寒温针叶矮曲林带。

在海拔2000~2700米地带,这一地带全年温度极低,相对温度大,风力大,是无林地带,主要的野生植被有山地苔和小灌木等。

3各垂直地带野生植被分布特点

3.1含有针叶林的落叶阔叶混交林带

含有针叶林的落叶阔叶混交林带主要位于长白山海拔500~800米地带。这一地带气候温暖、降水量也比较充分,土壤为棕色的沙壤质森林土,这一地带的主要野生植被是属于高位芽、地面芽和地下芽的植被类型。这些植被之间差别不明显,但是不同种类植被在群落的作用却差异很大。其中高位芽植被群落中,落叶阔叶大高位芽植被是群落中的主体,它可以明显压倒其他类型的植被。群落里主要以中型叶和小型叶植被种类最为丰富。野生植被从表面上看是以落叶阔叶林木为主,含有少量的针叶树林。此群落可以分为草本、灌木和乔木三个层次,草本在森林的最底端,植物种类丰富,普遍高度大约为40厘米;灌木丛也比较发达,高度一般在1.5米以下;乔木层植株比较高,个别高度达28米以上。这三个层次的植被分别属于地下芽、地面芽和高位芽植被。

3.2红松落叶阔叶混交林带

红松落叶阔叶混交林带位于长白山海拔800~1100米之间。这里气候温暖且湿润,土壤也是暗棕色的森林土,野生植被群落结构复杂,层次非常明显。大高位芽植被主要以常绿针叶大高位植被为主,落叶阔叶大高位芽植被在这个群落里位居第二。常绿针叶和落叶阔叶交错形成外观上致密型的林冠,此群落也可以分为草本、灌木和乔木三个层次,在非常阴湿的地方也会有苔藓出现,灌木层次并不十分明显。这一带的乔木层可分为二个亚层,第一亚层主要是高19~28米高的乔木,主要以常绿针叶树种为主;第二亚层主要是10~19米高的乔木,是由常绿针叶和落叶阔叶林交错构成。灌木不明显,主要高度为2米以下,覆盖率达24%左右。草本层的覆盖率大概为41%,也分为两个亚层,第一亚层高度约35厘米左右,草本植被比较丰富;第二亚层高度大概为10厘米,主要为阴性的小草。

3.3寒温针叶林带

寒温针叶林带主要位于长白山海拔1100~1500米,这个地带的土壤是棕色泰加林土,土壤主要由火山灰组成,土壤内部有比较多的火山灰和砾石。这一地带气候寒冷,空气湿度也比较大,主要以针叶林混交为主。这一地带的群落的树木整体比较整齐,树木也非常高大。这一地带的乔木层种类比较复杂,灌木丛覆盖率较小,草本和苔藓丰富。乔木层最高为24米左右,第一亚层主要是17~24米高,以常绿针叶和落叶针叶大高位芽植被为主;第二亚层主要是9~17米高,以常绿针叶大高位芽植被为主,也混有部分落叶阔叶中高位芽植被。灌木丛高在2米以下,随着海拔的增加,灌木丛的覆盖率也变小。草本植被覆盖率大概为36%,正常高度为15厘米左右,由草本地下芽植物层和地上芽植物组成。

3.4岳桦矮曲林带

岳桦矮曲林带位于长白山海拔1800~2000米地带,这一地带气温低且湿度、风度大,不适乔木生长。岳桦矮曲林属于乔木,但是由于外形小、主干扭曲,又从地上分枝,所以取名为岳桦矮曲林。这种植物比较适应高山地区的强风侵袭,也分为草本、灌木和乔木三个层次。乔木层次最高为10米,岳桦是主要树种。灌木和草本的覆盖率大概在76%左右。

4Y语

随着长白山海拔的增加,气候条件变冷,各垂直地带的主要植物群落中树木种类变少,几个垂直地带都以红松阔叶落叶混交林种类最为丰富。随着海拔高度变化,气候变化带动群落之间的相似程度不同。在两个相近的垂直群落中的植被有很多相似之处,两个相远的垂直群落中的植被的相似之处就比较小。由低海拔到高海拔的递进过程,主要植物群落从多层到二层到单层。

参考文献