玉溪市位于东经101016’-103009’、北纬2309’——24058’之间，居于云南高原中部向滇南、滇东南中低山和丘陵过渡的地理位置。全区地势西北高，东南低，自西北向东南逐渐倾斜。最高点为新平县哀牢山的主峰大雪锅山，最低点是元江河谷。全市山地占90％，湖盆、坝子交错分布，在本区西南部还有云南省典型的干热河谷。
秉承云南干、湿季分明的气候特征，玉溪气候类型丰富多样，动植物种类繁多，植物种类多达300余科，1000余属，3000余种。其中属国家重点保护的有41种。已探明主要矿产资源有20多种，铁矿储量居全省之首，磷矿储量居全省第二，镍、铜、煤等矿产资源也具有明显优势。总的来说，其自然环境有如下特征：
（1）亚热带南北部交汇
玉溪市为云南的亚热带南部和北部的交界区，其界限是：沿元江河谷以北、新平峨山交汇一线向西北方向延伸。北部为平均海拔为2000m的广大高原和山地，西南部主要为元江河谷谷地。南部气温偏暖热，降雨较为充足；水平地带性植被为季风常绿阔叶林，地带性自然土壤为赤红壤。北部气温相对较低，降雨较少，水平地带性植被为半湿润常绿阔叶林，地带性自然土壤为红壤。元江干热河谷气候为非地带性气候，不具有此水平气候带交错的特征。
（2）东西差异明显
玉溪市的亚热带北部区域，东北部属昆明、玉溪湖盆高原区。多条近南北走向的高角度断层组成的平行层带贯穿此区，形成了著名的“断陷湖盆区”。分布有面积在100km2以上的大型构造盆地-玉溪、通海、澄江。盆地与周围山地海拔高差在200-500m，最高峰为澄江与呈贡之间的梁王山。构造盆地与山地的相间排列使得地势的起伏相对较大。
玉溪市的西北部，即易门、峨山西部、新平北部为红岩高原区。此区中生代的紫色砂、页岩分布普遍，组成波状起伏地貌。紫色岩系发育充分，岩层较厚，但不抗风化，为碎屑岩系，透水性差。元江红河上游各支流下切剧烈，地势起伏较大。山间盆地以浅切割的侵蚀盆地较多，山丘坡度不大，但流水冲刷的作用比较明显。
（3）江河源头汇集地
玉溪市处于金沙江与红河、南盘江水系的分水岭部位。珠江、红河在此发源，支流众多，但河流多不大，呈网格状或树枝状分布，水系发育不全。红岩高原区发育的河流由于地质条件和地形地貌的特征，加之较低的植被覆盖，河流输砂量较大。
（4）滇中湖群的主要分布区
云南的高原湖泊群在人文地理分布与现实环保问题上倍受世人关注。玉溪市是云南中部断陷湖群的重要分布区，抚仙湖、杞麓湖、星云湖和阳宗海等大小高原淡水湖泊分布于此，为南盘江西侧的发源地。抚仙湖为中国第二深水湖。人类利用这些湖泊的历史由来已久，但近几十年来，耕地盲目扩大、生产生活用水剧增、工厂排污、农药化肥污染、生活污水等一系列环境问题的出现和加剧，使得这些湖泊不堪重负，具有不同程度的退化，直接威胁着区域自然、经济和社会的可持续发展。
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