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遠古時期,神農架林區(qū)還是一片汪洋大海,經燕山和喜馬拉雅運動逐漸提升成為多級陸地,并形成了神農架群和馬槽園群等具有鮮明地方特色的地層。神農架位于我國地勢第二階梯的東部邊緣,由大巴山脈東延的余脈組成中高山地貌,區(qū)內山體高大,由西南向東北逐漸降低。神農架平均海拔1700米。山峰多在1500米以上,其中海拔3000米以上的山峰有6座,海拔2500米以上山峰20多座,最高峰神農頂海拔3106.2米,成為華中第一峰,神農架因此有“華中屋脊”之稱。西南部的石柱河海拔僅398米,為境內最低點,相對高差達2708.2米。
神農架是長江和漢水的分水嶺,境內有香溪河、沿渡河、南河和堵河 4個水系。由于該地區(qū)位于中緯度北亞熱帶季風區(qū),氣溫偏涼而且多雨,海拔每上升100米,季節(jié)相差3--4天。“山腳盛夏山頂春,山麓艷秋山頂冰,赤橙黃綠看不夠,春夏秋冬最難分”是神農架氣候的真實寫照。由于一年四季受到濕熱的東南季風和干冷的大陸高壓的交替影響,以及高山森林對熱量、降水的調節(jié),形成夏無酷熱、冬無嚴寒的宜人氣候。當南方城市夏季普遍是高溫時,神農架卻是一片清涼世界。
神農架地處中緯度北亞熱帶季風區(qū),受大氣環(huán)流控制,氣溫偏涼且多雨,并隨海拔的升高形成低山、中山、亞高山3個氣候帶。年降水量也由低到高依次分布為761.4 ~2500毫米不等,故立體氣候十分明顯,“山腳盛夏山頂春,山麓艷秋山頂冰,赤橙黃綠看不夠,春夏秋冬最難分”是林區(qū)氣候的真實寫照。獨特的地理環(huán)境和立體小氣候,使神農架成為中國南北植物種類的過渡區(qū)域和眾多動物繁衍生息的交叉地帶。這里擁有當今世界北半球中緯度內陸地區(qū)唯一保存完好的亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)。境內森林覆蓋率88%,保護區(qū)內達96%。這里保留了珙桐、鵝掌楸、連香等大量珍貴古老孑遺植物。神農架成為世界同緯度地區(qū)的一塊綠色寶地,對于森林生態(tài)學研究具有全球性意義。
神農架有許多神奇的地質奇觀。在紅花鄉(xiāng)境內有一條潮水河,河水一日三涌,早中晚各漲潮一次,每次持續(xù)半小時。漲潮時,水色因季節(jié)而不同,干旱之季,水色混濁,梅雨之季,水色碧清。
宋洛鄉(xiāng)里有一處水洞,只要洞外自然溫度在28℃以上時,洞內就開始結冰,山縫里的水沿洞壁滲出形成晶瑩的冰簾,向下延伸可達10余米,滴在洞底的水則結成冰柱,形態(tài)多樣,頂端一般呈蘑菇狀,而且為空心。進入深秋時節(jié),冰就開始融化,到了冬季,洞內溫度就要高于洞外溫度。
獨特的地理環(huán)境和立體小氣候,使神農架成為中國南北植物種類的過渡區(qū)域和眾多動物繁衍生息的交叉地帶。神農架擁有各類植物3700多種(菌類730多種,地衣190多種,蕨類290多種,裸子植物30多種,被子植物2430多種,加上苔蘚類可達4000種以上),其中有40種受到國家重點保護;有各類動物1050多種(獸類70多種,鳥類300多種,兩棲類20多種,爬行類40多種,魚類40多種,昆蟲560多種),其中有70種受到國家重點保護。幾乎囊括了北自漠河,南至西雙版納,東自日本中部,西至喜馬拉雅山的所有動植物物種。
神農架是中國內陸唯一保存完好的一片綠洲和世界中緯度地區(qū)唯一的一塊綠色寶地。它所擁有的在當今世界中緯度地區(qū)唯一保持完好的亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng),是最富特色的壟斷性的世界級旅游資源,動植物區(qū)系成分豐富多彩,古老、特有而且珍稀。蒼勁挺拔的冷杉、古樸郁香的巖柏、雍容華貴的桫欏、風度翩翩的珙桐、獨占一方的鐵堅杉,枝繁葉茂,遮天蔽日;金絲猴、白熊、蘇門羚、大鯢以及白鸛、白鶴、金雕等走獸飛禽出沒草叢,翔天林間。一切是那樣地和諧寧靜,自在安詳。這里還有著優(yōu)美而古老的傳說和古樸而神秘的民風民俗,人與自然其同構成中國內地的高山原始生態(tài)文化圈。神農氏嘗草采藥的傳說、“野人”之謎、漢民族神話史詩《黑暗傳》、川鄂古鹽道、土家婚俗、山鄉(xiāng)情韻都具有令人神往的誘惑力。這里山峰瑰麗,清泉甘冽,風景絕妙。神農頂雄踞“華中第一峰”,風景埡名躋“神農第一景”;紅坪峽谷、關門河峽谷、夾道河峽谷、野馬河峽谷雄偉壯觀;陰峪河、沿渡河、香溪河、大九湖風光綺麗;萬燕棲息的燕子洞、時冷時熱的冷熱洞、盛夏冰封的冰洞、一天三潮的潮水洞、雷響出魚的錢魚洞令人叫絕;流泉飛瀑、云海佛光皆為大觀。