【摘要】：植被作為人類賴以生存的自然環(huán)境的重要組成部分,對(duì)人類的生存與發(fā)展極為重要。我國(guó)南北過(guò)渡帶既是一個(gè)氣候敏感帶也是一個(gè)生態(tài)脆弱區(qū)域,植被生態(tài)環(huán)境極容易受氣候變化影響,了解氣候變化影響下潛在植被的分布變化能夠?yàn)樵搮^(qū)域生態(tài)恢復(fù)建設(shè)和生態(tài)資源保護(hù)等方面提供一定的科學(xué)依據(jù),預(yù)測(cè)未來(lái)氣候情景下潛在植被的分布也有助于該區(qū)域生態(tài)建設(shè)工作的開展。本文基于Holdridge生命地帶模型,利用1970-2016年南北過(guò)渡帶內(nèi)92個(gè)氣象站點(diǎn)的月均溫、月降水量數(shù)據(jù)和DEM數(shù)據(jù)對(duì)南北過(guò)渡帶年代際時(shí)間尺度下潛在植被變化進(jìn)行分析討論,同時(shí)使用BCC_CSM_1.1模式驅(qū)動(dòng)下的2070s南北過(guò)渡帶4個(gè)RCPs氣候情景下的月最低氣溫、月最高氣溫和月平均降水量數(shù)據(jù),對(duì)2070s南北過(guò)渡帶潛在植被分布進(jìn)行模擬計(jì)算預(yù)測(cè),得出以下主要結(jié)論:(1)對(duì)南北過(guò)渡帶47年的年均生物溫度、年降水量和可能蒸散率進(jìn)行統(tǒng)計(jì),得到1970-2016年區(qū)域三個(gè)氣候指標(biāo)的變化曲線及線性趨勢(shì)。近50年年均生物溫度呈波動(dòng)上升趨勢(shì),上升幅度為0.2526°C/10a,降水量呈現(xiàn)微弱的下降趨勢(shì),年降水變化的傾向率為-3.4mm/10a,可能蒸散率表現(xiàn)出不顯著的上升趨勢(shì),傾向率為0.028/10a,近50年南北過(guò)渡帶的氣候變化表現(xiàn)出了暖干化趨勢(shì)。通過(guò)SPSS軟件和ArcGIS軟件計(jì)算得到各年代際生物溫度、降水量和可能蒸散率的空間分布圖,生物溫度空間分布主要呈現(xiàn)出由東向西逐漸降低和由南向北逐漸降低的兩種趨勢(shì),降水量空間分布圖顯示出降水由南向北、由沿海向內(nèi)陸逐漸減少的趨勢(shì),可能蒸散率南部低于北部,平原高于山地,其中青藏高原是一個(gè)低蒸散率集中地區(qū),而黃土高原西北部是一個(gè)高蒸散率集中區(qū)域。(2)基于Holdridge生命地帶模型,在ArcGIS和matlab軟件計(jì)算下得到南北過(guò)渡帶各年代際潛在植被分布圖,對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn):近50年南北過(guò)渡帶出現(xiàn)了21種生命地帶植被類型,暖溫帶干旱森林、暖溫帶濕潤(rùn)森林、冷溫帶草原、冷溫帶濕潤(rùn)森林和北方潮濕森林是南北過(guò)渡帶主要分布的生命地帶類型,Kappa檢驗(yàn)精度為0.508。各年代際生命地帶類型的面積變化中,1980s和1970s、1990s相比,變化幅度最大的是暖溫帶干旱森林和暖溫帶濕潤(rùn)森林,新增的暖溫帶濕潤(rùn)森林絕大部分是由暖溫帶干旱森林轉(zhuǎn)換而來(lái),這與80年代降水量的增加有關(guān),而在1980s之后,暖溫帶濕潤(rùn)森林又在后兩個(gè)年代急劇減少,減少的面積主要轉(zhuǎn)變?yōu)榕瘻貛Ц珊瞪�、亞熱帶濕�?rùn)森林和亞熱帶干旱森林。亞熱帶干旱森林和亞熱帶濕潤(rùn)森林在1990s和2000s的面積持續(xù)增長(zhǎng),是南北過(guò)渡帶部分地區(qū)潛在植被對(duì)氣候暖干化的主要響應(yīng)。利用ArcGIS計(jì)算各年代際生命地帶類型的平均中心,發(fā)現(xiàn)亞熱帶濕潤(rùn)森林、暖溫帶有刺草原和冷溫帶濕潤(rùn)森林的偏移幅度較大,北方干旱有刺灌叢、北方潮濕森林和冷溫帶有刺灌叢的偏移幅度較小,除冷溫帶有刺灌叢、暖溫帶有刺草原和暖溫帶濕潤(rùn)森林外,其他生命地帶類型的平均中心均往北偏移了,位于南北過(guò)渡帶西北處的幾類生命地帶類型的遷移幅度小于南北過(guò)渡帶東南處的生命地帶類型,位于高原地形的生命地帶類型比位于山地、平原地形的生命地帶類型偏移幅度小。(3)基于Holdridge生命地帶模型預(yù)測(cè)2070s在4個(gè)典型濃度RCPs情景下南北過(guò)渡帶潛在植被分布變化,2070s南北過(guò)渡帶在未來(lái)氣候變化條件下共出現(xiàn)了17種生命地帶類型,與2010s相比,高山荒漠、亞高山干苔原、亞高山濕潤(rùn)苔原、北方荒漠以及北方干旱有刺灌叢這5種生命地帶類型消失了,新出現(xiàn)了北方雨林、暖溫帶荒漠灌叢和亞熱帶有刺疏林3種生命地帶植被。暖溫帶干旱森林、亞熱帶濕潤(rùn)森林、亞熱帶干旱森林、冷溫帶草原等類型是2070s南北過(guò)渡帶的主要生命地帶類型。從各類生命地帶類型的面積變化幅度來(lái)看,RCP排放濃度越高,2070s南北過(guò)渡帶生命地帶植被分布格局變化幅度越大,且RCP排放濃度越高,暖溫帶干旱森林、暖溫帶濕潤(rùn)森林和冷溫帶草原的減少越多,亞熱帶干旱森林和亞熱帶濕潤(rùn)森林的面積增加越多。在高排放情景(RCP6.0、RCP8.5)下,亞熱帶森林植被面積逐漸擴(kuò)大超過(guò)暖溫帶森林植被,成為南北過(guò)渡帶的優(yōu)勢(shì)植被,而這些新增的亞熱帶植被絕大部分是由暖溫帶森林受溫度升高的影響轉(zhuǎn)變而成的。從RCPs情景下2070s生命地帶類型平均中心的偏移趨勢(shì)來(lái)看,亞熱帶干旱森林、暖溫帶有刺草原、冷溫帶草原和北方濕潤(rùn)森林的偏移幅度比其他生命地帶類型的偏移幅度大,且亞熱帶干旱森林的偏移幅度最大,冷溫帶有刺灌叢的偏移幅度最小,偏移距離隨著RCP排放濃度的增大而增大,2070s各生命地帶類型的平均中心與2010s相比大多數(shù)都向北偏移了。
【圖文】：

春暖和干燥，秋涼且多連綿雨(白紅英，2014；劉胤漢，1983)。從生物資源來(lái)看，以秦巴山區(qū)為主體的南北過(guò)渡帶，山地類型豐富多種山地氣候、各類垂直帶譜、復(fù)雜的生物群落。大熊貓、朱瀗、這四大國(guó)寶的棲息地和潛在棲息地的 50%以上在秦巴山區(qū)，出現(xiàn)在國(guó)特有植物種達(dá) 1428 種，動(dòng)物資源和植物資源豐富，由于生物資國(guó)家在此建立了 85 個(gè)保護(hù)地。川西高原由于其所處的高原環(huán)境，高原植被資源和高地寒漠動(dòng)物群。從社會(huì)經(jīng)濟(jì)來(lái)看，南北過(guò)渡帶行政區(qū)域上包括甘肅、陜西、山西、重慶、湖北、河南等幾個(gè)省市，人口密集，但由于地形復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)程度上的地理限制，使得該區(qū)域成為我國(guó) 14 個(gè)連片特困區(qū)之一，、人口最多、內(nèi)部差異最大的連片特困區(qū)。中國(guó)南北過(guò)渡帶，是中國(guó)大陸上規(guī)模最大、最具典型性的地理-生態(tài)多方面都具有高度的復(fù)雜性、多樣性、獨(dú)特性、敏感性和脆弱性，過(guò)渡、氣候變化上的過(guò)渡，都包含了突出的氣候容量、生物多樣性。

圖 2 - 2 Holdridge 生命地帶模型(郝君明，2009)運(yùn)用 Holdridge 生命地帶模型進(jìn)行植被分類的基本思想是：先計(jì)算出研究區(qū)站點(diǎn)的年生物溫度、年降水量和可能蒸散率，進(jìn)行空間插值后得到研究區(qū)這三個(gè)氣候指標(biāo)的空間分布圖，之后與每個(gè)生命地帶類型在 Holdridge 三角形圖式中中心點(diǎn)的坐標(biāo)（表 2 - 1）進(jìn)行對(duì)比計(jì)算。將柵格（i，j）的三個(gè)氣候指標(biāo)值 ABT（i，，j）、P（i，j）、PER（i，j）與各生命地帶六邊形中心相對(duì)應(yīng)的這三個(gè)氣候指標(biāo)值A(chǔ)BTk、Pk、PERk 進(jìn)行距離計(jì)算，得到 Dk（i，j），當(dāng) Dk（i，j）最小時(shí)，則認(rèn)
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q948

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本文編號(hào)：2695136