第一节 自然地理特征
一、地形特征
第一,西高东低,南高北低。湖南属于云贵高原向江南丘陵、南岭山地向江汉平原的过渡地带。湘西山地海拔1000~1500m,主要山脉有武陵山脉和雪峰山脉,山势雄伟。其中,雪峰山是资水与沅水的分水岭,也是湖南省东、西自然环境的分界线。湘东有幕阜、连云、九岭、武功、万洋、诸广等山脉,海拔多为500~1000m,皆为东北—西南走向。湘南山地属南岭山脉,山峰海拔多在1000m以上,是长江水系与珠江水系的分水岭。湘北为洞庭湖及湘、资、沅、澧四水尾闾冲积平原,地势低平,海拔多在50m以下。湘中属于地势过渡区域,多丘陵和盆地,丘陵海拔一般不超过500m,湘中盆地多为河谷沟通,并有河流冲积平原。
第二,三面环山,朝北开口。全省东、西、南三面山地环绕,逐渐向中部及东北部倾斜,形成向东北开口的不对称“马蹄形”地形。省内海拔2000m以上山峰的分布与地势基本一致,集中于东、南、西部山地。湘东最高点是炎陵县桃源洞国家级自然保护区境内的酃峰,海拔2122.35m,为湖南最高点。东南部有桂东县的八面山,峰顶海拔2042m。湘南有道县的韭菜岭,峰顶海拔2009m。西南部有城步县的二宝顶,峰顶海拔2021m。西北部有石门县的壶瓶山,峰顶海拔2099m。
第三,地貌类型复杂,山地丘陵多。按地貌成因分类,湖南以流水地貌为主,面积占全省的64.8%;岩溶地貌次之,占26.0%;湖成地貌较少,仅占2.9%;水域占6.3%。按组成物质分类,沉积岩类地貌要占全省的57.8%;变质岩类地貌次之,占25.0%;岩浆岩类地貌仅占8.9%;其余为水域。按海拔高度分类,以300m以下地貌为主,占全省的44.2%;300~500m 地貌次之,占22.6%;500~800m地貌占18.5%;800m以上地貌占14.7%。按地貌形态分类,山地占全省的51.2%,丘陵占15.4%,岗地占13.9%,平原占13.1%,水面占6.4%。全省以山地和丘陵地貌为主,约占总面积的2/3(图2-1)。
二、主要山脉
湖南省的主要山脉有武陵山脉、雪峰山脉、南岭山脉、幕阜罗霄山脉、衡山山脉(图2-2)。
武陵山脉盘踞在湖南省的西北角,属云贵高原云雾山的东延部分。山系呈北东向延伸,弧顶突向北西,为新华夏构造带之隆起,海拔1000m左右。峰顶保持着一定平坦面,山体形态呈现出顶平、坡陡、谷深的特点,最高峰为壶瓶山。武陵山脉地貌发育自北向南分为三支。北支分布于湘、川、鄂边境的八面山、八大公山、青龙山、东山峰、壶瓶山;中支沿澧水干流北侧,有天星山、红星山、朝天山、张家界、白云山等;南支从贵州省境延伸过来,进入湖南省有腊尔山、羊峰山、天门山、大龙山、六台山等,为武陵山脉的主脉,是澧水与沅水的分水岭。上述三支山脉均消失于洞庭湖平原。武陵山脉纵贯湖南省西部,成为东西交通的屏障,但局部地段有较低的山隘如洞口等,构成东西交通的通道。
雪峰山脉从广西进入湖南省境,由南向北经城步、黔阳、溆浦、安化等县,全长300~400km,宽60~80km。走向较复杂,中段向西北突出呈弧形,总的走向为西南—东北走向,地势南段高于北段。主脊海拔1000~1500m,最高峰二宝顶山。北段山势稍缓,海拔500~1000m,最高峰九龙池海拔1622m。山体多由变质岩及花岗岩组成,具有山高谷深、山幅大、延伸长的特点,属中、低山地貌类型。雪峰山脉西坡较缓,东坡较陡,是湖南重要的地理分界线,也是资水与沅水的分水岭。
南岭山脉是我国巨型纬向型构造之一,从总体来看,大致呈东西走向。花岗岩侵入体及变质岩、石英砂岩节理发育的地方抗蚀力强,常形成簇状山岭,多为中山地貌。峰峦挺拔,山势巍峨。道县韭菜岭海拔2009m,临武香花岭海拔1594m。骑田岭、萌渚岭、越城岭、都庞岭绵亘于湘南,海拔1000~1500m,是中亚热带与南亚热带的重要地理分界线,也是长江水系和珠江水系的分水岭。连接湘粤、湘桂间的通道多为南岭山地低谷处。
图2-1 湖南省地形
图2-2 湖南省主要山脉分布
幕阜罗霄山脉主要分布于湘赣交界地区,自北而南有幕阜、连云、武功、万洋、罗霄山脉。受燕山运动地质构造的控制,山脉走向呈东北—西南向延伸,长300多千米,呈雁行排列,为湘江、赣江水系的分水岭。海拔900~1600m,山间谷地,多河流,垂直高差大。东南部有桂东、资兴交界的八面山,海拔2042m。山区气候温暖湿润,生长松、杉、楠、樟、竹等树种,有大量热带区系植物分布。林区栖息水鹿、林麝、金钱豹等珍贵野生动物。有铅、锌、铜、金和其他贵重稀有矿藏。罗霄山脉中段,包括江西的井冈山、宁冈、永新、遂川、莲花和湖南的茶陵、炎陵等县的相邻山区,是土地革命时期红色政权的根据地,迄今仍保存有许多革命遗址和文物。
衡山是中国“五岳”之一,位于湖南中部偏东南,雄踞于湘中丘陵之间,略呈南北走向,南起衡阳白露坳,北上湘潭近郊,长约80km。唐《元和郡县志》称“衡山,南岳也,一名岣嵝山”。《舜典》谓虞舜南巡狩至南岳。汉武帝移南岳名于霍山,隋文帝复以衡山为南岳。旧有南岳72峰之说,称回雁(在今衡阳市区)为首,岳麓(在今长沙市区)为足。属华夏及华夏式构造体系,属新华夏系湘东“多”字形构造带。由燕山期花岗岩构成断块山体。初成于侏罗—白垩纪燕山运动,因花岗岩浆侵入,成为穹隆山地。经历长期侵蚀,成为准平原。最高峰祝融峰海拔1290m。天柱、芙蓉、紫盖、石廪、金简、烟霞、祥光、观音、莲花、雷钵、白石等海拔均在1000m以上。垂直带谱明显,海拔800m以下属亚热带常绿阔叶红壤带,以上属矮林、灌丛、草丛黄棕壤带。森林覆盖率67%,有多种珍稀植物、名贵药材及珍奇动物。
三、气候
湖南地处中亚热带地区,受东亚季风环流的深刻影响,属于大陆性明显的亚热带季风性湿润气候。冬季湖南主要受制于从西伯利亚和蒙古高原南下的干冷气团,天气较为干冷。准静止锋和气旋活动的影响,可带来一定的雨雪冰霜天气。夏季湖南多为海洋暖湿气团所盘踞,高温闷热,副热带高压也会造成较长时期的干旱。春季湖南南北气流对峙,气旋与锋面活动频繁,雨水较多,天气多变。秋季湖南副热带高压逐步南撤,偏北气流逐渐控制全省,多表现为层结稳定、湿度较小的秋高气爽天气。
湖南气候具有以下特点。
第一,气候暖湿,四季分明。湖南年平均气温16~19℃。冬季湖南处于冬季风控制之下,因东、南、西三面环山、向北敞开的地貌特征,有利于冷空气**,1月平均气温多为4~7℃,临湘曾出现过-18℃的极端最低气温(图2-3)。夏季湖南在副热带高压控制之下,气温偏高,7月平均温多在27℃以上,湘江下中游则在29℃以上,长沙曾出现过43℃的极端最高气温(图2-4)。春秋两季平均气温多为16~19℃。由于季风和地形的影响,全省气温分布的总趋势是湘南高于湘北,东部高于西部(图2-5)。湖南一般3月初入春,春季可维持65~75d,入春后气温逐渐回升,但常有低温阴雨天气。5月中旬起自南至北先后入夏,夏季一般维持4个月左右,是一年四季中最长的季节,高温暑热,骄阳似火,蒸发旺盛,但台风带来的降雨容易引发洪涝灾害。9月湖南各地相继进入秋季,秋季较短,一般只有2个月左右,往往前一个月秋高气爽,后一个月秋风秋雨。冬季自11月下旬开始,通常长达3个多月,湖南冬季气温尽管不是很低,但较为湿冷,时而降雪,时而会发生雨凇冰冻天气。
第二,热量充足,光照丰富。湖南光照丰富,热量充足,大部分地区≥10℃活动积温为5000~5840℃,可持续238~256d,无霜期253~311d。从积温分布大势来看,湘东高于湘西,湘南高于湘北,湘南河谷地区≥10℃活动积温多在5500℃以上。全省年日照时数1300~1800h,呈东部多而西部少的态势。全省太阳辐射量86~109kcal/(cm2·a)[1],系我国同纬度中光能相对丰富的省份。洞庭湖区太阳辐射与日照时数都比较多。
第三,雨量较多,降水集中。湖南省年降水量1200~1700mm,是我国降雨较多的省份。降水强度偏大,是湖南降水的一个显著特征。大范围的强降水常使江河水位猛涨,造成洪涝灾害。湖南最大月雨量超过800mm,最大日雨量超过300mm,6小时最大雨量超过200,1小时最大雨量150mm。湖南3个多雨区分别是:雪峰山脉北端(以安化为中心)、湘东南多雨区(以桂东为中心)、湘东幕阜—九岭山多雨区(以浏阳为中心);湖南3个少雨区分别是洞庭湖区、衡邵地区、湘西南边境地带。湖南雨量的季节分配,具有春夏多、秋冬少的特点,降水变化与季风进退大体一致,春夏两季降水量要占全年的70%,秋冬两季仅占30%,但春多于夏,秋多于冬(图2-6)。
第四,春温多变,夏秋多旱。湖南春季乍寒乍暖,天气变化剧烈,春季气温虽然逐渐回暖,但北方南下的冷空气仍能频繁入侵,并伴随有大风、冰雹、暴雨等天气,冷空气过后天气放晴,气温很快回升。湖南夏秋少雨,7~9月降雨量多在300mm左右,加之南风高温,蒸发量大,时常发生干旱。
图2-3 湖南省1月平均气温
图2-4 湖南省7月平均气温
图2-5 湖南省全年平均气温
图2-6 湖南省年降水量分布
第五,严寒期短,暑热期长。冬季湖南严寒期比较短,通常不足10d,多出现在1月中下旬,即“三九”期间。有时冬季偏冷,出现大范围的冰雪雨凇,但降雪和冰冻的时间一般不会很长。从降雪日数来看,湘北一般10d左右,湘南仅5d左右。水域结冰日数,湘北有20~25d,其余地区不足20d。夏季湖南暑热期长,一般从6月底开始,到8月中旬结束,个别年份可延至9月初,暑热期可达1.5~2个月。湘中的长沙、衡阳一带最热,日平均气温≥30℃的酷热天气,长沙每年平均有28d,衡阳有33d。一次酷热天气持续的时间,一般10d左右,湘中可达半个月。日最高气温≥35℃的日数,平均每年衡阳为33d,长沙为26d。
湖南的梅雨、台风和寒潮
梅雨是初夏季节在江淮地区经常出现的一种大范围的降水气候特征。每年初夏,湖南省都有一段时期降水充沛,相对湿度大,云量多,地面风力弱的连阴雨。湖南省梅雨期间,往往伴随着比较强的降雨,倘若洞庭湖底水较高,或者长江形成洪水,就有可能在四水中下游和洞庭湖区引发洪涝灾害。
就湖南省来说,台风主要发生于6~9月,以7~8月相对集中。由于7~8月湖南被副热带高压长期盘踞,炎热少雨,甚至引起严重干旱,因此台风过境利多于弊,不但带来丰沛降雨,还能缓解炎夏酷热。但有时台风会引发洪水、泥石流、滑坡等自然灾害。
湖南纬度偏低,大多数寒潮的强度并不算大,只是造成短时期的降温、冻雨和冰冻。但高强度的寒潮天气,会对湖南造成长时期的低温冻害,导致树木被冻死或压垮,高压线和道路普遍结冰,甚至造成大范围的停电事故。
四、水文
1.洞庭湖水系
洞庭湖水系流域面积26.28×104km2,约占长江流域面积的14%。主要入湖河流有湘、资、沅、澧四水,长江由松滋、太平、藕池三口分流入湖。四水与三口水流经洞庭湖调节后再由城陵矶注入长江。洞庭湖水系多年平均年径流量2016×108m3,约占长江流域地表水资源的21%。洞庭湖四水流域遭遇较大暴雨,洪峰流量超过河道安全泄量,往往造成洪水灾害,以澧水下游尾闾段最为严重。
洞庭湖北连长江,南纳四水,是长江最重要的调蓄湖泊。洞庭湖面积2650km2,是全国第二大淡水湖。洞庭湖水系复杂,河网密布,可分为西、南、东洞庭湖三大片。西洞庭湖指赤山岛以西的湖泊,现仅存目平湖与七里湖,主要水系为沅、澧二水尾闾。南洞庭湖指赤山岛以东与磊石山以南的湖泊,介于东、西洞庭湖之间,南接湘、资尾闾,北与大通湖相连。南洞庭湖现存湖泊较大者有万子、横岭两湖,主要是湘、资两水尾闾。东洞庭湖位于湖区东部,在木合铺、新洲、大东口与磊石山、鹿角之间,西有藕池河东支于新洲注入,南受西、南洞庭湖的转泄及湘江的入汇,东有汨罗江、新墙河注入,使东洞庭湖成了三口、四水的总汇合区,再由岳阳向东北流至城陵矶汇入长江(图2-7)。
图2-7 洞庭湖水系
洞庭湖区年平均降水量1235mm,以3~6月相对集中。每年汛期(5~10月)入湖水量2240×108m3,其中46.4%来自于长江三口,47.3%来自于湘、资、沅、澧四水,6.3%来自于湖区及其径流产水。每年进入洞庭湖的泥沙平均为13610×104m3,其中82.3%来自于长江三口,17.7%来自于湘、资、沅、澧四水。城陵矶(七里山)多年平均出湖泥沙3510×104m3,占入湖泥沙总量的25.8%。每年大约有1×108m3的泥沙淤积在洞庭湖中,占入湖泥沙量的74.2%。由此可见,洞庭湖的泥沙主要来自于长江。
秦汉以前云梦泽南连长江,北通汉水,“方九百里”。到南北朝时,云梦泽萎缩到“方三四百里”,而洞庭湖则与南面的青草湖相连,由过去的“方二百六十里”扩大到“方五百里”。到唐宋时,云梦泽不复存在,分解成星罗棋布的小湖群,洞庭湖则向南扩展,西吞赤沙,横亘“方八九百里”。1542~1852年,洞庭湖湖面超过6000km2。1860年以后,藕池、松滋先后溃口分流,分泄了长江大部分的洪水,使下荆江河段因流量剧减而淤塞蜿蜒,形成九曲回肠,同时加剧了洞庭湖的淤积和水患。洞庭湖自此陷入不断萎缩的过程,到1949年洞庭湖缩小到4350km2,如今洪水水面只有2650km2。湖区不少地方历经沧桑变迁,原为陆地,后沉陷为水面,继而又退出复为陆地,成为江湖演变的历史见证。
2.湘江
湘江发源于广西临桂县海洋坪龙门界,东北流至全州会灌江及罗江,北流进入湖南省境经永州市纳潇水,松柏纳舂陵水,衡阳汇蒸水及耒水,衡山纳洣水,渌口纳渌水,湘潭纳涓水和涟水,长沙汇浏阳河与捞刀河,至新康纳沩水,最后经濠河口流入洞庭湖。流域面积94660km2,其中湖南省内流域面积85383km2;干流全长856km,其中湖南境内流长670km。湘江与珠江流域的桂江由公元前2世纪开凿的灵渠沟通,现在尚可通航小船。
湘江河源海洋坪海拔不到500m,到长沙附近降至约40m,湘江流域内除阳明山海拔1530m、衡山海拔1290m外,大都为低矮丘陵或河谷平原,具有丘陵缓坡河流的特性。湘江流域多年平均年降水量1435mm,年径流深776mm。湘江是长江流域汛期最早的支流之一,与雨季相呼应,4月便可出现洪峰。湘江水质较好,河水含沙量低,多年平均含沙量仅为0.18kg/m3,特别是上源河水清澈,水质上乘,是理想的饮用水源。
3.资水
资水有南源和西源。南源夫夷水,源出广西资源县越城岭,流经资源、新宁、邵阳,至双江口与西源汇合。西源赧水为正源,出自湖南城步县雪峰山东麓,东北流经武岗、洞口,先后纳蓼水及平溪水,至隆回纳辰水,至邵阳县双江口。夫夷水与赧水汇合后始称资水。经邵阳市纳邵水,新邵以下纳石码江、大洋江、渠江,安化(东坪)以下纳敷溪,于益阳以下的甘溪港注入洞庭湖。资水干流全长713km,其中湖南境内流长630km;流域面积28142km2,其中湖南境内26738km2;总落差972m。河流大部分流经山地丘陵区,河谷两岸又与山脉逼近,从而加速雨水的集流过程,水位陡涨陡落,具有山区河流的特性。资水流域多年平均年降水量1462mm,年径流深813mm。资水洪水多为暴雨山洪性质,涨落迅速,容易成灾。多年平均含沙量0.14kg/m3,水质略好于湘江。
4.沅江
5.澧水
澧水干流在桑植南岔以上有北、中、南三源。北源为主流,发源于桑植杉木界;中源出湘鄂边境八大公山东麓,亦名绿河;南源出永顺龙家寨,亦名上洞河。三源在龙江口汇合后往南经桑植、大庸至慈利纳溇水,至石门纳渫水,经临澧至澧县纳道水、涔水,流至津市小渡口注入洞庭湖。在湖南四水中,澧水流域面积最小,干流长388km,流域面积18496km2,其中湖南境内15505km2;总落差620m。上游崇山峻岭,山峰海拔2000m左右,峡谷壁立,河床陡峻,滩多水急。中游峡谷与盆地相间,大部分为丘陵。下游两岸山势较低,张公庙以下为冲积平原。澧水流域多年平均年降水量1425mm,年径流深846mm,居四水之首。澧水洪水多为暴雨山洪性质,陡涨陡落,多发生在6~7月,且易与长江干流洪水遭遇,故澧水尾闾地区常遭洪水威胁。河流多年平均含沙量0.43kg/m3,泥沙含量偏高,流域水土流失严重。
五、植被
由南向北,湖南省内的植物可划分为两大区域,即北部中亚热带常绿阔叶林与南部南岭山地常绿阔叶林,其分界线大致蜿蜒在北纬26°~26°30′,即东起万洋山北端,经茶陵、永兴、耒阳、常宁、阳明山和泗州山北缘、零陵,止于都庞岭北端省界。
从地带性植被来看,湖南南部南岭山地常绿阔叶林与湖南北部中亚热带常绿阔叶林在植物群落组成、外貌和生态特性上有所不同,特别是位于低山山麓、河滩、沟谷地等地形的常绿阔叶林往往更兼有热带雨林的特征。
南岭山地常绿阔叶林群落植被种类富有热带成分。森林下层种类组成复杂,如莽山低山常绿阔叶林,在2000m2内有大小乔木种类79种之多,植被层结构复杂,个别地方出现板根。
湖南北部植被带为常绿阔叶林,组成和结构比较简单,主要植被种类有桐、栲、栎等。南部地带由于热量条件好,水稻生育期长,适宜甘蔗、烤烟等喜热作物。北部地带由于冬季冻害较重,双季稻生长季节较短,种植晚稻只能选早熟品种。
六、土壤
湖南省地处中亚热带,地形复杂,岩石类型多,光热充足,降水丰富,生物繁茂,为土壤的发育提供了良好的条件。红壤、黄壤是湖南省的典型土壤,此外还有石灰土、紫色土、潮土和水稻土等。
沿武陵—雪峰山东麓一线划界,以东红壤为主,以西黄壤为主。洞庭湖平原为潮土地区;湘中为丘陵红壤、紫色土、水稻土地区;湘南为中低山丘陵黄壤地区;湘西为中低山石灰土,黄壤地区。其中红壤面积约占全省土壤总面积的一半,水稻土约占全省土壤总面积的1/5。
[1] 1kcal=4.1868kJ,下同。