2.2.3 山地垂直地带性理论

山地达到一定的高度，自然地理环境各组分及其构成的自然综合体将随高度变化而出现分异的现象，称为高度地带性，或垂直地带性（孙建、程根伟，2014）。简言之，垂直地带性即自然景观及其各要素随海拔高度逐渐变化的规律性。构造隆起的山体是形成垂直带谱的基本条件，热量随高度变化的迅速降低（每千米下降6℃）是垂直带谱形成的直接原因，只要山体有足够的高度，便可形成一系列的垂直自然带。垂直带的数量和顺序等结构形式被称为垂直带谱。垂直带谱的起始带称为基带，垂直带谱的性质和类型主要与带谱所处的纬度地带性、所处的位置和山体本身的特性有关，如相对高度、坡向、山脉排列及局部地貌条件的变化等。中国南北几乎跨越所有类型的温度带，东西穿越湿润森林到极干旱荒漠的所有干湿景观，特别是拥有世界上独一无二的青藏高原，生态环境极为复杂，因而孕育了世界上最为丰富的山地垂直带谱（张百平，2003）。山地垂直带谱结构反映山地的基本特征，对它的分析研究是揭示山地环境结构的基本模型方法，也是传统地学的经典范式之一（张百平，2003）。

山地垂直带的研究最早起源于19世纪的德国，该国地理学与博物学家洪堡德对南美安第斯山垂直带进行了观察和研究。20世纪30年代以来，学者们关于山地的研究开始转向山地相似垂直带的空间分布规律，尤其是雪线及森林上下限的全球比较（Card, 1972）。随后，国内地学界和植物学界开始关注山地垂直带研究。60年代后，很多相关研究关注垂直带与水平带的关系，并确立了“垂直带结构的地带性原则”，即垂直地带性从属于水平地带性。20世纪70年代，地理学计量化开始发展，关于垂直带空间分布与热条件之间的定量关系成为人们研究的热点。该时期研究成果最多的是山地三维垂直地带性研究，最为经典的是牛文元先生先后在1980年和1981年提出的自然地理新论，他通过模式分析和数量关系分析，建立了自然地带性统一的空间联系，最终将复杂化的地带性规律纳入一个共同的模式之中（牛文元，1980，1981）。侯学煜先生较全面地阐述了中国山地植被的分布格局及生态规律，他强调植被三维地带的“相对性”，以防止人们把三维地带规律绝对化（侯学煜，1963，1980；植被生态学研究编辑委员会，1994）。随后，有学者对山地森林垂直带谱有了更加深入的研究。如Hamilton和Perrott（1981）利用航片和实地调研对Mt. Elgon的森林垂直带谱进行研究，认为温度和植物竞争造成垂直梯度上的植被变化。Sprugel等（1981）从植被特征、植物个性以及物种数方面开展了相关研究，把强风作为干扰因子对高海拔的云杉森林系统的稳定性和演替进行了研究。

山地的土地利用变化受到垂直地带性的影响。一般来说，在不同的海拔高度，土地利用类型大有不同。通常在高程较低的河谷、缓坡地带会有较多的建设用地和水体用地、农用地（耕地、园地），而在海拔较高和坡度较大的区域，则以林地为主。但是，关于土地利用的垂直地带性研究内容并不多见。

本书研究的案例区属于典型的山地地形，通过实地调研和查阅资料，发现研究区土地利用在近30年来有较大的变化，土地利用在高程上的分布明显具有山地垂直地带性特点，所以本书尝试用山地垂直地带性理论作为指导对研究区的土地利用时空变化进行研究和分析。