从气候到生态：解析高山地区苔原带缺失之因

从气候到生态：解析高山地区苔原带缺失之因

苔原带是地球上独特的自然景观之一，主要分布在北极圈及其附近地区。然而，在一些高山地区，尽管海拔很高，却难以形成典型的苔原带。这是为什么呢？本文将从气候、地质、土壤等多个角度，深入探讨高山地区缺失苔原带的原因，并通过地理实践和实验例题，帮助读者更好地理解这一地理现象。

苔原带的气候特征

苔原带的气候特征主要表现为：

• 气温：最热月气温在0~10℃之间，全年冬季。
• 降水量：年降水量都在250毫米以下，大部分降水是雪，部分冰雪夏季能短期融化。
• 相对湿度：大，蒸发量小，沿岸多雾。

苔原带的分布

苔原带主要分布在亚欧大陆及北美大陆的最北部，以及北极圈内许多岛屿。

苔原带环境特征

苔原带的环境特征包括：

• 气候严寒：冬季漫长多暴风雪，夏季短促，热量不足。
• 土壤冻结：土壤冻结，沼泽化现象广泛。
• 植被稀少：不利于树木生长，以苔藓和地衣占优势，形成无林的苔原带。
• 土壤类型：土壤属于冰沼土。
• 动物种类：动物界比较单一，种数不多，特有驯鹿、旅鼠、北极狐等。夏季有大量鸟类在陡峭的海岸上栖息，形成“鸟市”。

高山苔原带

高山苔原带是极地苔原在低纬度高山上的变体，主要分布在高海拔山地，由耐寒的低矮灌木、草本、苔藓、地衣等植物构成。其形成与寒冷、湿润的气候和寒冻土壤密切相关。

然而，许多高山地区都缺失苔原带，其原因主要包括：

1. 地质历史和冰川活动：如果某个地区的地质历史上没有经历过显著的冰川时期，或者冰川活动的影响不足以形成苔原带所需的环境，那么该地区可能就不会出现苔原带。

2. 气候条件：苔原带的形成与特定的气候条件密切相关，特别是温度和降水量。即使海拔足够高，如果条件不符合，如温度过低、降水不足或变化不稳定，也难以形成苔原带。

3. 土壤类型和成土过程：苔原带的土壤有其特殊的性质，如泥炭潜育化成土。如果高山地区的土壤形成过程与苔原带的土壤形成过程不一致，那么即使其他条件都满足，苔原带仍然无法形成。

4. 生态系统适应性：高山地区的生态系统可能由于其他更适应高海拔的生态系统（如高山草甸）的存在而被替代。例如，在某些高山地区，湿度和温度条件更适宜高山草甸的生长，从而抑制了苔原带的发展。

5. 地理位置和纬度：地理位置和纬度也影响苔原带的分布。在低纬度的高山地区，由于温度和降水量的变化，苔原带可能根本不存在。

地理实践与实验例题分析

山西省陶寺古观象台观测日出方位

山西省陶寺古观象台始建于公元前2100年，由13根沿圆弧分布的夯土柱组成，柱间形成12道竖缝。古人站在观测点以竖缝为参照，通过观测日出方位来确定节气，安排农事。考古队在原址复制模型（见图），研究发现一年中的日出方位介于Ⅰ缝和XI缝之间呈有规律的移动。

1. 每年10月上旬，冬小麦开始播种，可能观测到日出于

• A．Ⅰ缝
• B．Ⅲ缝
• C．V缝
• D．Ⅶ缝

2. 某日日出于Ⅰ缝，该日日落时观测者的影子朝向

• A．东北方向
• B．西北方向
• C．东南方向
• D．西南方向

参考答案

1. D
2. C

试题分析

1. 根据材料“古人站在观测点以竖缝为参照，通过观测日出方位来确定节气”可知，图片正中部前方，即观测点中部土柱狭缝大致朝向正东，通过方位判读可知，图中左侧为东北，右侧为东南方位，每年10月上旬，太阳直射点位于南半球，当地为北半球，日出方位位于东南，图中Ⅶ缝符合，D正确；Ⅰ缝、Ⅲ缝、V缝不符合，ABC错误。所以选D。

2. 根据上题分析可知，图中左侧为东北，右侧为东南方位，某日日出于Ⅰ缝，日出太阳位于东北方向，则日落太阳位于西北方向，日落时影子朝向东南，C正确，ABD错误。所以选C。

海绵城市建设原理模拟实验设计

近年来，我国重视海绵城市建设，充分发挥原始地形、地貌对降雨的积存作用，自然下垫面对雨水的渗透作用，以及植被、土壤、湿地等对水的吸纳与净化作用，使城市像“海绵”一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，从而有效预防城市内涝的发生，缓解旱季时水源不足的情况。

实验设计：

1. 选取实验材料：模型容器（如水盆或整理箱）、土壤、沙子、草皮、砾石、喷壶、量杯、活性炭等。
2. 控制变量：采用不同材料实验时，模拟降水强度（时间、水量）相同。
3. 观察与记录：观察土壤、沙子、草皮、砾石等不同下垫面下渗、积水、水质净化情况，并记录数据。
4. 数据分析：比较不同材料对水分渗透和蓄存的影响。
5. 获得结论：“海绵城市”能减少城市洪涝灾害。同时，可提出改进城市建设的建议。如，增加城市绿地建设；人行道采用高透水性材料铺设；完善地下排水管网；建设地下储水系统等。

雅鲁藏布江滑坡—碎屑流案例分析

滑坡—碎屑流是一种沿着斜坡表面作远程运动的岩石碎屑流动体。形态高陡的堆积体在外界因素诱发下，发生整体形变并向低处流动，产生碎屑流。下图示意雅鲁藏布江某支流主沟剖面示意图，甲地的基岩上常覆有深厚的碎屑物质堆积体。在气候变暖湿的背景下，2018年甲地曾出现了大规模滑坡现象，并产生碎屑流。碎屑流远距离流动后，阻断河道，形成堰塞体（类似大坝的挡水体），并在堰塞体的上游出现一个堰塞湖。

1. 分析甲地碎屑物质堆积体形成的动力机制。
2. 有关专家研究表明：受气候变化影响，该地还将会再次发生滑坡及碎屑流。请对此做出合理解释。
3. 运用水循环与水量平衡原理，推测堰塞湖湖水水位的变化并解释原因。

参考答案

1. 甲地位于沟谷，四周山地海拔高，坡度大，受重力影响冰川下移速度较快，裹挟搬运能力强；冰川融水和山地降水形成的坡面径流流速快，将碎屑物质向低处搬运；甲地地势低平，搬运力减弱，碎屑物质大量堆积。

2. 暖湿的气候背景下，冰雪融化速度加快，大气降水增多，同时碎屑物质堆积体持续吸水、增重；堆积体沿基岩表面整体滑动，出现滑坡现象；堆积体形态发生改变，向低处流动，形成碎屑流。

3. 水位变化：先升高再稳定（或先升高再降低）；
   原因：阶段一：堰塞湖形成后江水无法下泄，上游来水持续注入堰塞湖，堰塞湖水量收入大于支出，水位抬高。阶段二：堰塞体溃决（被冲刷侵蚀），湖水快速下泄，水位降低，堰塞湖消失（达成新的水量收支平衡），水位恢复稳定。