高考试题聚焦“地理环境的差异性”的分析与思考——以“山地垂直带谱中森林带特殊分布原因”探究为例

一、高考聚焦“地理环境的差异性”的试题设计基于连续两年“5+3”高考新模式后的高三教学经验和最近五年全国各地高考试题研究,发现“地理环境的差异性”是江苏省乃至全国多个省份高考命题和考查的重点。2018年该考点在各省区考查重视度较低,表现为全国各地公布的9份高考试题,其中仅4份对“地理环境的差异性”有考查。但接下来四年各地考查重视度明显升高,尤其是2020年,全国各地公布的10份高考题中有9份考查了“地理环境的差异性”。江苏省高考对这一考点尤为重视,除2019年外,其余四年高考均考查了这一知识点(表1)。

欧亚大陆山地垂直带谱数字集成框架

欧亚大陆是山地垂直带谱多样性和复杂性最集中的区域,在世界山地垂直带谱体系中具有十分重要的地位。针对当前山地研究数据集成相关的研究计划和山地垂直带谱研究中存在的问题,指出进行欧亚大陆山地垂直带谱数字集成的必要性和重要意义;探讨了欧亚大陆山地垂直带谱数字集成的框架体系,包括数字集成的方法、数据库框架结构与内容、技术流程等;详细阐述了数据收集与预处理、分类系统的建立、数据提取、元数据建设、数据存储方式等技术流程;建立了欧亚大陆山地垂直带谱数据库,包括5个专题空间数据库和元数据库;指出了该数据库对山地垂直带谱及相关研究的意义;总结了数据库建设过程中需注意的问题;展望了进一步的发展方向。

山地垂直带谱信息系统应用分析与技术改进

山地垂直带信息系统虽实现了山地垂直带谱的首次数字集成,但系统中还存在标识不清、垂直带颜色不易变动、大量带谱显示时可视程度较差等问题。本文以山地垂直带谱空间可视化为研究对象,探讨系统的技术改进,包括山地垂直带谱图形数据的立体标识、翻转页面、颜色可定制、数据轴可操作等功能的实现。山地垂直带信息系统空间可视化功能的进一步完善,不仅可以有效地管理山地垂直带谱数据,而且可方便直观地显示山地垂直带谱数据,有效地集成山地垂直带谱数据并且充分地发掘山地垂直带谱空间变化规律,也为建立界面友好的世界山地垂直带信息系统奠定了基础。

“秦巴山区典型山地垂直带谱”试题设计

一、试题设计秦岭—大巴山(秦巴山区)是我国青藏高原与东部平原、南北方地区的过渡带,是我国典型的地理-生态过渡带。图1为秦巴山区部分典型山地:神农架(31.75°N,110.67°E)、光雾山(32.35°N,106.83°E)、太白山(34.03°N,107.32°E)的垂直自然带谱图[1]。阅读材料,回答下列问题。

秦巴山地垂直带谱结构的空间分异与暖温带—亚热带界线问题

秦巴山地垂直带谱结构的空间分异对于揭示秦巴山地地域结构复杂性和过渡性、探索中国复杂的生态地理格局具有重要的意义。本文从文献中搜集了秦巴山地33个山地垂直带谱,建立了秦巴山地数字垂直带谱体系,从纬向、经向和坡向3个维度分析了山地垂直带谱的结构、特征、数量、高度以及分布模式。结果表明:①纬向上从南向北基带由亚热带常绿阔叶林带逐渐转变为暖温带落叶阔叶林带;垂直带结构由复杂逐渐变得简单;优势带由山地针阔混交林和山地常绿落叶阔叶混交林转变为山地落叶阔叶林带;②经向上山地垂直带结构呈现复杂—简单—复杂的特征;常绿落叶阔叶混交林带和山地落叶阔叶林带的海拔呈现了二次曲线分布模式;山地针阔混交林带的海拔则呈现显著的线性降低趋势;③坡向方面,秦岭北坡和南坡基带均为暖温带落叶阔叶林带,但南坡含有常绿成分;大巴山北坡为亚热带常绿落叶阔叶混交林带,大巴山南坡为亚热带常绿阔叶林带;秦岭和大巴山北坡优势带类似,均为山地针阔混交林带或山地落叶阔叶林带,但大巴山南坡具有独特的山地常绿落叶阔叶混交林优势带,这表明了大巴山比秦岭更适合作为暖温带和北亚热带的分界线,但是未来还需使用土壤和气候指标进行系统的分析。

例谈高考地理试题中的山地垂直带谱——以“高山草甸带”和“高山苔原带”为例

通过对几组高考题的深度分析，一方面加深对我国部分山地的垂直带谱，特别是高山草甸带景观特征及其海拔分布的认知；另一方面对高山苔原在我国的空间分布，特别是对长白山高山苔原带有一个粗浅的认知。

中国山地垂直带的数字集成与基本规律分析

首次归纳出我国63类垂直带(包括31类基带)；在ArcGIS 8．3平台上,以山地垂直带谱“数字引擎”为内核,成功研制了“中国山地垂直带谱信息系统(1．0)”,将我国约239个山地垂直带谱进行了数字集成,使我们对我国垂直带谱数据的掌握从残缺上升为相对完备。该研究工作不仅为我国山地垂直带谱规律的数字分析提供了强大的手段,也为世界山地垂直带谱的数字集成提供了必要的理论和技术方法。还利用该系统,对重要垂直带界线如雪线、林线、高山草甸进行了空间规律分析。结果表明,除高山草甸经向变化缺乏明显规律外,其他垂直带界线的经、纬向变化的二次曲线(抛物线)模式比其他模式具有更高的相关系数。因而,抛物线模式应是我国山地垂直带宏观尺度上的基本空间模式。今后垂直带谱研究应在界线精度、带谱结构的地理学／生态学解释等方面继续深入。

横断山区垂直带谱的分布模式与坡向效应

根据收集到的横断山区山地垂直带谱数据,对山地垂直带的坡向效应和空间分布规律进行了分析和研究。结果表明:1)主要的垂直带和垂直带界线如林线、暗针叶林带、雪线等的纬度和经度地带性分布规律明显并且分布模式都相似,纬向上呈开口向下的二次曲线分布模式,经向上呈开口向上的二次曲线分布模式,两者共同形成"双曲抛物面"分布模式,充分反映了横断山区的环境与生态的复杂性和独特性,也进一步丰富和发展了山地垂直带谱的二次曲线假说;2)横断山区山地垂直带谱表现出明显的基于水分驱动的坡向效应,主要表现为同一山体的东、西坡往往具有不同的基带和带谱结构,相同类型的带谱出现的海拔和分布范围不同,迎风坡表现出较为湿润的类型和带谱结构,而背风坡则表现出更为干旱的类型和组成结构;横断山区的坡向效应主要是由于山体对当地盛行季风的影响,造成迎风坡和背风坡水热条件相差很大,从而发育不同的山地垂直带谱类型。从横断山区山地垂直带谱的空间分布规律来看,28°～29°N、98°～101°E范围内,即大致在澜沧江以东-雅砻江以西,山地垂直带谱普遍表现出干热的特点,为横断山区干热气候的核心地带。但如何定量分析山地的坡向效应尚有待于进一步的研究和讨论。此外、数据质量和数据误差也对分析的结果,尤其是空间分布模式的数学模拟结果产生一定的影响,在以后的研究中尚需进一步完善。

秦巴山地典型垂直带带幅变化分析

秦巴山地是我国典型的地理—生态过渡带,呈现出高度的复杂性、多样性、过渡性和敏感性。本文基于秦巴山区野外调查样方数据和收集的典型山地垂直带谱数据,从带幅的角度比较秦巴山地典型垂直带的多维变化和分异。结果表明:1)纬向上自北向南,落叶阔叶林带幅从2200 m逐渐减小至100 m,在唐家河地区消失;常绿落叶阔叶混交林带、针阔混交林带带幅呈线性增加趋势;针叶林带带幅从300 m增加到550~900 m。2)经向上自西向东,沿山脉走向,典型山地常绿阔叶林带幅从400 m增加至600 m,常绿落叶阔叶混交林带带幅从500 m增加至800 m,东部针阔混交林带比西部宽约100 m;落叶阔叶林带在秦巴山区中部较宽、东西较窄,而针叶林带则与之相反。3)坡向方面,大巴山对带幅的坡向分异作用比秦岭更加明显;就单独山体而言,南坡常绿落叶阔叶混交林带和针叶林带带幅通常比北坡更宽,而落叶阔叶林带在南坡更窄,针阔混交林带在秦岭南坡和大巴山北坡拥有比另一侧更宽的带幅,内外相差200~300 m。4)垂直带带幅是多种因素综合作用的结果,其中区域气候决定了基带的性质和垂直带谱的基本序列,山体基面高度对带幅有向上的挤压作用,山体相对高度决定了带幅发育的潜在空间分布范围。秦巴山地典型垂直带带幅的多维分异很好地体现了中国南北过渡带的过渡性和复杂性,研究结果可为秦巴山地自然保护区的植被垂直保护提供科学依据。

山地垂直带信息系统:主要功能与完善

山地垂直带信息系统建设是山地垂直带研究的需要。山地垂直带信息系统实现了图形分析功能和山地垂直带数据的有效组织和管理,实现地理要素、山地垂直带谱数据和山地垂直带谱图三者之间的实时连接,带谱数据相对高度和绝对高度的实时转换,带谱图多种格式的数据输出、更为友好的用户界面和功能设计等。掌握其在空间上的变化模式并结合气候、地形等数据,必将会推进山地垂直带谱结构的生态学解释和地学解释。

封面说明

钱江源-百山祖国家公园位于浙江省境内,是我国首批10个国家公园体制试点区之-,分为钱江源和百山祖2个园区,总面积为747 km^(2),其中,钱江源园区面积为244 km^(2),百山祖园区面积为503 km^(2)。这里是中亚热带森林生态系统的典型代表,在垂直尺度上跨越了中亚热带、北亚热带、暖温带和中温带4个气候带,保存了较为完整的山地垂直带谱。

神农架世界自然遗产地的全球突出普遍价值及其保护

自然保护地是生物多样性及其生物生态过程保护的最有效手段,世界自然遗产地是全球最具有保护价值的自然保护地。神农架世界自然遗产地以其丰富的动植物多样性和独特的生物生态过程,维持着北亚热带山地生态系统的功能和稳定性。目前,尚缺乏对神农架世界自然遗产地全球突出普遍价值的深入研究和论证,仍不清楚其突出普遍价值及其在全球的代表性。本研究在收集整理神农架历史文献资料的基础上,基于对神农架地区长达近20年的调查研究和数据积累,依据"实施《世界遗产公约》操作指南",从动植物多样性及其栖息地、生物群落及其生物生态学过程等方面,分析论证了神农架世界自然遗产地的全球突出普遍价值。神农架保存了完好的原始常绿落叶阔叶混交林,典型代表并展示了北半球常绿落叶阔叶混交林生态系统的生物生态学过程,拥有北亚热带典型的山地垂直自然带谱,在东方落叶林生物地理省具有唯一性和代表性;是温带植物区系分化、发展和集散的重要地区和世界上落叶木本植物最丰富的地区,突出反映了北亚热带生物群落的生物进化与演替的进程;是众多古老孑遗物种的避难所,也是国际珍稀濒危物种和中国特有种的重要栖息地。研究结果表明,神农架世界自然遗产地在生物多样性、生态系统类型、生物演化等方面为全球同纬度杰出代表。本研究明确了神农架世界自然遗产地在全球背景下的突出普遍价值,为科学合理地监测和保护全球同纬度地区北亚热带生物多样性和生态系统功能提供了科学依据。

中喜马拉雅山区土地利用的空间分布特征

基于Google Earth卫星地图,采集中喜马拉雅4条典型高山峡谷带遥感影像,利用ArcGIS空间分析技术,按山地垂直带的5级海拔指标和青藏高原土地种的4级坡度指标,分析研究区耕地和草地空间分布特征。研究结果表明：①海拔2200m以下无耕地,坡度影响强烈,海拔2500～3800m的宜农坡度带（〈5°、5～15°）,是耕地利用方式、程度和潜力的核心区域;②草地优势海拔为38004800m,坡度影响较弱,4个谷地在宜牧坡度带（〈5°、5～15°、15～35°）的草地数量差异性小;③横向比较发现,吉隆谷地可利用土地最多,其次为朋曲谷地、波曲谷地、绒辖谷地,但受海拔和坡度限制,不宜农、牧坡度带也有不同程度的农业生产活动,极不利于生态环境保护和土地资源合理利用。研究结果具有代表性地反映了中喜马拉雅山区土地利用现状和结构。