Skip to main content
Global

8.1: 气候和生物群落

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    173181

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    生物群落是大型环境，以典型的气候和植被区分开来（图\(\PageIndex{a}\)）。 生物群落还以那里的动物和其他生物为特征，它们受到植被和气候模式的影响。 地球的生物群落分为两大类：陆生生物群落和水生生物群落。 陆地生物群落以陆地为基础，而水生生物群落包括海洋和淡水生物群落。 影响温度和降水的高度和纬度决定了生物群落的分布。

    显示年温度和降水如何决定生物群落的图表
    图\(\PageIndex{a}\)：年平均温度和年降水量是决定生物群落分布的两个气候因素。 此图表在 y 轴上显示年降水量（以厘米为单位），在 x 轴上显示年平均温度（以摄氏度为单位）。 热带雨林的温度最高，降水量最多。 热带季节性森林和稀树草原温度高（20-30°C），降水量约为50至270厘米。 亚热带沙漠同样的高温，但条件干燥。 温带草原和寒冷沙漠的年平均温度介于 0 到 22°C 之间，每年的降水量小于 50 厘米。 林地/灌木地（例如丛林）的温度范围与寒冷的沙漠相同，但每年的降水量可能略高于100厘米。 温带森林的温度中等（大约16-22°C），但温带雨林的降水量要比温带季节性森林多。 北方森林的降水量略少于温带森林，但更冷（大约1-10°C）。 苔原的温度最低，降水量很少。 沙漠的温度各不相同，但降水量低。 图片由纳瓦拉斯（公共领域）提供。

    低纬度地区（赤道附近）温度较高，而高纬度地区（两极附近）的温度较低。 这是因为太阳更直接地照射赤道。 阳光以一定角度照射两极，降低了单位面积的光（和热能）强度。 温度也会随着海拔高度而降低。 在高海拔地区，大气层更薄，从太阳吸收的热能也更少。 由于温度随海拔和纬度的变化而下降，因此即使山区处于低纬度地区，也存在类似的生物群落。 根据经验，攀登1000英尺（约300米），相当于动植物群的变化相当于向北行驶约600英里（966公里）。

    在降水量适中（每年40英寸（约1米）或更多，并且全年分布相当均匀的地方，主要的决定因素是温度。 这不仅仅是平均温度的问题，还包括诸如温度是否冻结或生长季节长短等限制因素。 因此，生物群落的特点不仅是平均温度和降水量，还包括其季节性。

    纬度不仅会影响温度，还会影响降水。 例如，在环流和大气中盛行的风模式的驱动下，沙漠往往出现在纬度约30°和南北两极。 驱动大气和海洋循环的引擎是太阳能，它由太阳在地球表面的平均位置决定。 直射光提供不均匀的加热，具体取决于纬度和入射角度，热带地区的太阳能很高，而两极的能量很少或根本没有。 大气环流和地理位置是造成沙漠的主要因素。 在赤道以北和以南约 30° 处，沉没的空气会产生贸易风沙漠，例如撒哈拉沙漠和澳大利亚内陆地区（图\(\PageIndex{b}\)）。

    地球上绘制的空气循环模式
    图\(\PageIndex{b}\)：大气的广义环流。 落在赤道带的太阳能会加热空气并使其上升。 上升的空气冷却，其所含的水分会像雨水一样回落到热带地区。 然后，较干燥的空气继续向北和南扩散，然后在北纬和南纬约30度处沉回。 这种沉没的干燥空气会产生占主导地位的高压带，沙漠条件占上风。 这些以高压为主的带空气沿着这些地带下降，要么向北流动，变成西风，要么向南流动成为信风。 注意箭头表示纬度区域的大致风向。 信风在热带地区和中纬度的西部地区占主导地位。

    下面的MinuteEarth视频讨论了导致沙漠的全球气候模式。

    雨影沙漠是在潮湿空气中盛行的风干燥的地方产生的，因为它被迫从山上升起。 北美西半部盛行的风从充满水分的太平洋吹来。 每当这种空气先后从海岸山脉、山脉和喀斯喀特山脉的西坡升起，最后是落基山脉时，它就会冷却，保持水分的能力也会降低。 多余的水分凝结成雨或雪，浸透下面的山坡。 当空气到达东坡时，相对干燥，降水量要少得多。 这种现象称为雨影效应（图\(\PageIndex{c}\)）。 降多少雨以及何时会影响生物群落的类型。 例如，大盆地沙漠（图\(\PageIndex{d}\)）是一种雨影沙漠，来自太平洋的潮湿空气通过抬起内华达山脉（和其他山脉）上空而升起，并在该山脉的雨侧因先前的凝结和降水而流失水分。

    盛行的风将潮湿的空气带到山上，在那里冷却并沉淀。 山边的干燥空气会导致沙漠。
    图\(\PageIndex{c}\)：雨影效果。 盛行的大风将温暖潮湿的空气带到山上。 上升的空气冷却和凝结，在向山上移动时会产生降水。 干燥的空气从山的另一边向下移动，形成了雨影（干燥的地区）。 图片由 domdomegg (CC-BY) 提供。
    该地区的地图涵盖了内华达州的大部分地区、最东部的加利福尼亚州、爱达荷州南部和犹他州西部
    图\(\PageIndex{d}\)：大盆地沙漠地图。 图片由美国地质调查局（公共领域）提供。

    归因

    由 Melissa Ha 从以下来源修改：