山体效应是由于隆起地块产生的增温导致山地垂直带界限分布高度在山体内部要高于山体外部的现象。它是山地垂直带界限分布的重要控制机理。但是传统的山体效应的研究多集中在“山体越大、山体效应越大”的定性描述之中，缺乏定量研究。山体效应因而也难以纳入陆地表层系统空间分布和动态模型的建造之中，从而影响了模型的精度和解释性功能。由于山地垂直带界线对山体效应最敏感，因此我们可以通过山地垂直带的高度变化和规律来揭示山体效应的大小。本文通过深入比较山地垂直带的实际分布模式和不受山体效应影响的理想状态的分布模式的差异，进行山体效应的定量化。　　本博士论文是国家自然科学基金重点项目——基于垂直带的山体效应定量化研究(No.41030528)的重要组成部分。本文的主要研究内容和结论包括以下几个方面:　　1、欧亚大陆主要的山地垂直带界限分布模式研究　　在从文献中收集的447个林线高度和151个雪线高度数据的基础上，研究了欧亚大陆林线和雪线的分布模式。结果显示:欧亚大陆的林线和雪线高度都随着纬度的增加显示了降低的趋势;从沿海向内陆，在一定的纬度范围内随经度的变化满足二次曲线模式;从大型山系边缘向内部呈现了明显的升高的趋势。　　2、没有山体效应的理想状态山地垂直带界限分布模式研究　　利用全球历史气候网(GHCN)站点资料和与林线和雪线高度分布有关的气候因子，计算海拔低于200m的站点的气候林线和气候雪线的高度，建立没有山体效应的理想状态林线和雪线高度分布模型，探索理想状态林线和雪线的分布规律。结果表明，与实际林线和雪线高度分布类似，从赤道向两极，理想林线和雪线高度随纬度的增加而降低，但是纬向递减率分别为73m/°和84m/°，要低于实际的递减率（分别为100m/°和103m/°）;从沿海向内陆，与经度的关系满足二次曲线模式，但模型R2要高于实际状态;从山系边缘向内部，其变化幅度远小于实际状态。　　3、山体效应的定量化及分布模式研究　　基于林线和雪线实际高度与没有山体效应的理想高度的差异，计算了山体效应值，分析了山体效应的分布规律。结果表明，欧亚大陆山体效应最大的区域位于青藏高原的内部，最高可达2100-2400m;从青藏高原向北至天山、阿尔泰山和蒙古地区逐渐降低至900-1200m及600-900m，至平坦的北西伯利亚地区，山体效应多在300m以下;向东至我国的中部地区和东部地区，山体效应依次降低为600-900m及300m-600m，我国东部的沿海地区，山体效应多在300m以下;向南越过喜马拉雅山，山体效应出现了突然降低的趋势，在小于200km的范围内，山体效应值由青藏高原内部的1200-1500m，降低至南部外围平原地区300m以下;向西山体效应在伊朗高原和阿拉伯高原出现了两个相对高值区，山体效应可达900-1200m，在它们的边缘地区逐渐降低至300-600m，至阿纳托利亚的沿海地区，山体效应降低至300m以下。　　青藏高原的山体效应以高原内部为中心，向四周递减，不同方向，山体效应变化幅度不同。尼泊尔的中部和东部，喜马拉雅山系南部外缘的Yangri Danda和Chyochyo Danda，山体效应仅为450m，向北至高原内部的珠穆朗玛峰北翼，山体效应升高至1900m，在小于150km的范围内，山体效应高度值的升高幅度高达1450m，该地区也成为青藏高原乃至整个欧亚大陆山体效应高度值变化最快的地区。　　天山邛可尔泰山-萨彦山体效应整体从南部(800～900m)向北部(400～500m)递减。除此之外，天山的山体效应还存在从西向东先降低后升高的趋势。位于吉尔吉斯斯坦境内的天山的山体效应为500～700m;向东至伊犁谷地，山体效应降低至200m以下;再向东至奇台、哈密一带，山体效应升高至500m以上。阿尔卑斯山的山体效应存在两个高值中心，一个位于46.3°N～46.8°N，9.7°E～11°E之间的瑞士阿尔卑斯山，山体效应介于650m～850m之间;一个位于44.1°N～44.5°N，6.4°E～6.7°E之间的法国阿尔卑斯山，山体效应值高达800～1000m。围绕这两个中心向四周逐渐降低至200m以下。　　基于山体效应值和常用的经度/大陆度和纬度，构建了欧亚大陆的林线分布模型和雪线分布模型，结果发现增加山体效应作为解释因子后，它们的R2分别可达0.965和0.978，远远高于传统的经纬度模型（R2分别为0.848和0.713）。另外山体效应的定量值也从机理上科学地解释了传统的经纬度模型无法解释的欧亚大陆的林线和雪线高值点出现在青藏高原，具有重要的地理学和生态学意义。但是未来的研究还需要关注以下几方面的内容:　　(1)山体效应对除林线和雪线外的其它垂直带界限分布的影响有待进一步研究　　隆起地块产生的增温效应不仅影响林线和雪线，也能影响山地常绿阔叶林带、山地暗针叶林带、高山草甸带等垂直带分布的界限，如何将这些垂直带界限高度纳入到山体效应定量化模型，构建更完整的山体效应数据库，是未来完善山体效应定量化的重要环节。　　(2)山体效应直接定量化有待进一步的实现　　地形因素是影响山体效应大小的主要因素，其中包括山体高度、基面高度、形状、山脉走向。将这些山体效应因子与山体效应的结果（山体效应值）结合起来，建立山体效应指数，实现山体效应的空间定量化也是未来山体效应研究的重要的方向。　　(3)山体效应的机理的认识有待加强　　从宏观尺度来看，水热状况的变化是山地垂直带分布的决定因素，也是山体效应现象的重要机理。从局部尺度分析，土壤、地形地貌、风、人类活动紫外线都能影响山地植被带分布，对山体效应的值进行局部的微调。未来的研究需要将这些不同尺度的机理结合起来，构建具有一定等级结构的多层次的跨尺度的模型，对山体效应的产生做出全面的综合的解释。