县境地貌以山地和丘陵为主。山地占总面积的28.5%，丘陵占55.9%，岗地占5.8%，平原占9.8%。地势东南部和东北部高，西南部低，相对高度达1500米。境内山丘分属连云山脉和幕阜山脉。连云山主峰海拔1600.3米，为境内最高峰。幕阜山主峰海拔1593.6米。此外，东南部的十八折、黄花尖、下小尖；南面的轿顶山、福寿山、白水坪、甑盖山、十八盘、寒婆坳；东北部的一峰尖、九龙池、云腾寺、黄龙山、只角楼、秋水塘、丘池塘；北部的流水庵、凤凰山、凤凰翅、燕子岩、冬桃山等21座山，海拔均在1000米以上。
县境气候属大陆性季风气候区，东亚热带向北亚带过渡气候带。主要气候特征为：春温多雨、寒流频繁，降水集中；夏秋多旱；严寒期短，无霜期长；风小、雾多、温度大。年平均气温16.8℃,常年积温6185.3℃。1月平均气温4.9℃，极端最低气温为-12℃（1972年2月9日），7月平均气温28.6℃，极端最高气温40.3℃（1971年7月26日）。年平均气温5℃以上的持续时期为295天。年平均降水量1450.8毫米，雨雪160天。常年雨季从四月初开始，持续80天。雨季降水最占全年降水量的50%。年日照1731小时，太阳辐射平均为每平方厘米108.5千卡。
境内河网密布，分属汨罗江和新墙河两大水系。汨罗江流域面积占96.1%；新墙河流面积占3.9%。汨水自东向西贯穿全境，境内全长192.9公里，有大小支流141条，总长2656.9公里，河网密度0.64公里/平方公里。径流总量32.56亿立方米。水能理论蕴藏量19.7万千瓦，其中可开发利用的能量9.5万千瓦。141条河流中，一级支流有木瓜河、钟洞河、清水、昌江等50条；二级支流67条；三级支流21条；四级支流3条。
境内资源丰富，矿物有黄金、铅锌、磷、石膏、石英、石灰石、长石、云母等60多种，散布于全县各地的矿床、矿点共有200多处，其中大中型矿床10外。石膏、石英、磷等矿物储量均在1000万吨以上，黄金储量50吨以上，各种矿床主要分布在东西向的长平断裂带上。珍稀野生动物主要有虎、獭、穿山甲及白鹳、草鸳鸯、红嘴相思鸟等。野生植物中仅药用植物就有175科，615属，1301种；珍稀植物主要有银杏、水杉、金钱松及杜仲、厚朴、黄莲、青檀等。
风·霜·雾·雪
一、风
县境地处湿润的大陆性季风气候区，属中亚热带向北区亚热带过度气候带。夏季多东南风，冬季多西北风，偏西风占20%，偏南风占5%，静风日142天，长年静风期占39%。多年均风速为1.4米/秒，最大风速为28米/秒（1957年6月4日）。1957年至1985年，29年间有8级大风90天，年均3.1天，大风天数最多的年份是1985年，为9天，最少的年份仅1天（1959、1971、1972、1982年）。大风发生机会以4、7、8月较多，占全年大风天数的57.8%。
二、霜
县境初霜期一般始于11月26日，终霜期3月9日，初终间日数106天，无霜期260天。初霜期最早出现于10月24日（1981年），终霜日最迟为4月14日（1979年）。霜期中有霜日数最多的是1962年，达53天；最少的1968年仅14天。无霜期最长的1957年为314天，最短的1981年为218天。
三、雾
县境自1956年至1985年30年间，年均雾天机率为17.5%，以1、11、12月发生次数较多，月平均分别为7.2、8.5、8.7天；最少的为7月，仅1.3天。雾日最多的是1958年，共81天；最少的是1967年，为45天。
四、雪
县增初雪日一般为12月21日，最早的1956年为11月2日。终雪日一般为2月28日，最迟的1969年为4月4日，初雪日至终雪日平均74天，最长的131天。
1956—1989年，年均降雪9.4天，最多的年份是1983年，为21天；最少的年份是1964年，仅1天。年均积雪一般为5天，积雪最多的年份是1976年，为18天；最少的年份终年无积雪。最大积雪发生于1972年2月7日，深度达32厘米。
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