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秦嶺林線(xiàn)及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)

發(fā)布時(shí)間:2016-10-30 18:34

  本文關(guān)鍵詞:秦嶺林線(xiàn)及其對(duì)氣候變化的響應(yīng),,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


《西北大學(xué)》 2015年

秦嶺林線(xiàn)及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)

馬新萍  

【摘要】:IPCC第五次評(píng)估報(bào)告指出全球氣溫將持續(xù)變暖,并且會(huì)給人類(lèi)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)影響。秦嶺是我國(guó)中部地區(qū)過(guò)渡性質(zhì)較強(qiáng)的巨型山脈,是中國(guó)南北重要的地理分界線(xiàn),氣候、植被垂直帶譜分布明顯,高山林線(xiàn)是氣候變化的監(jiān)測(cè)器,秦嶺山地高山、亞高山林線(xiàn)研究對(duì)揭示氣候變化與陸地植被生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)與適應(yīng)具有預(yù)警作用和前瞻性意義。本文旨在研究在環(huán)境變化大背景下,秦嶺山地氣候變化趨勢(shì)及規(guī)律、秦嶺林線(xiàn)區(qū)域植被變化現(xiàn)狀及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)關(guān)系,并試圖尋找兩者之間的定量關(guān)系,以預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化對(duì)秦嶺高山林線(xiàn)的影響,并獲得了如下進(jìn)展和結(jié)論:(1)55年來(lái)秦嶺南北坡氣溫均呈上升趨勢(shì),并在上世紀(jì)90年代末發(fā)生了突變。在季尺度上,秦嶺南北坡春季和冬季氣溫上升較為明顯,北坡氣溫升高趨勢(shì)略高于南坡,北坡夏季氣溫呈現(xiàn)不明顯的下降趨勢(shì),南坡夏季氣溫略有上升,南坡秋季氣溫的上升趨勢(shì)高于北坡。秦嶺南北坡春季和秋季氣溫變化差異隨時(shí)間變化逐漸增大,冬季和夏季氣溫變化差異不明顯。從空間上看,秦嶺北坡氣溫上升的程度整體大于南坡氣溫升高的程度,低溫的上升在空間上表現(xiàn)十分明顯,秦嶺北坡突變前有74.31%的區(qū)域的氣溫呈減少的趨勢(shì),突變后氣溫呈顯著上升的區(qū)域面積已達(dá)到95.2%。(2)55年來(lái)秦嶺南北坡年降水量均表現(xiàn)為不顯著的減少趨勢(shì),南北坡年降水量的突變時(shí)間為1971和1979年。秦嶺北坡年降水量的減少程度大于南坡,北坡年降水量的變化率為-11.339mm/10a,南坡降水量的變化率為-4.607mm/10a;季尺度上,春秋季節(jié)南北降水量均呈不顯著的減少趨勢(shì),北坡減少程度略大于南坡,夏冬季節(jié)降水量有逐漸增多的趨勢(shì),南坡夏季降水量升高的程度大于北坡,冬季北坡降水量增多的程度大于南坡;突變后降水量的減少程度減弱。(3)將遙感影像分類(lèi)與DEM、NDVI數(shù)據(jù)結(jié)合提取了秦嶺典型林線(xiàn)區(qū),發(fā)現(xiàn)林線(xiàn)對(duì)海拔、氣候變化具有較強(qiáng)的敏感性。采用最大似然法對(duì)秦嶺林線(xiàn)區(qū)域進(jìn)行分類(lèi),劃分出林線(xiàn)樣區(qū)的具體范圍,利用DEM海拔高度提取與NDVI數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法得出林線(xiàn)區(qū)的海拔高度:太白山林線(xiàn)海拔主要分布在3400-3450m,牛背梁、冰晶頂和光頭山屬于秦嶺中西部的系列亞高山,其林線(xiàn)高度主要分布在2600-2700m左右的范圍。對(duì)秦嶺山地環(huán)境要素對(duì)林線(xiàn)影響的敏感性分析研究,發(fā)現(xiàn)近幾十年來(lái)坡向、坡度對(duì)林線(xiàn)的影響未表現(xiàn)出規(guī)律性,而氣溫、海拔是影響林線(xiàn)變化的敏感因子。分析發(fā)現(xiàn)太白山、牛背梁、冰晶頂、光頭山林線(xiàn)區(qū)年均溫的變化率分別為0.428℃/10a、0.257℃/10a、 0.362℃/10a、0.298℃/10a,并分別于1998年、1990年、1993年和1990年發(fā)生突變,表現(xiàn)出隨海拔升高,氣溫突變延后。近33年來(lái)隨著氣溫的升高,1980-2013年太白山、牛背梁、光頭山、冰晶頂林線(xiàn)區(qū)植被面積有所增加而石海、裸巖等有所減少。從空間分析發(fā)現(xiàn)太白山林線(xiàn)區(qū)域氣溫整體上升,尤其是西部氣溫上升達(dá)2℃,中東部地區(qū)等溫線(xiàn)有北移的趨勢(shì)。(4)秦嶺及典型林線(xiàn)區(qū)NDVI均表現(xiàn)出上升的趨勢(shì),33年來(lái)秦嶺NDVI突變?yōu)?005年,太白山林線(xiàn)區(qū)NDVI突變發(fā)生于2009年。1982-2013年秦嶺山地年NDVI呈上升趨勢(shì),變化率為0.036/10a。近32年來(lái),秦嶺山地NDVI呈顯著上升的面積占到總面積的52.45%,不顯著上升區(qū)域占到39.75%。即有92%以上的區(qū)域NDVI普遍上升,并于2005年發(fā)生突變。1998-2013年,太白山、牛背梁、光頭山、冰晶頂林線(xiàn)區(qū)的NDVI均表現(xiàn)為上升趨勢(shì),其變化率分別為:0.014/10a、0.042/10a、0.017/10a、0.02/10a。太白山林線(xiàn)NDVI的突變點(diǎn)在2009年左右,而亞高山林線(xiàn)由于受人為影響(如自然保護(hù)區(qū)的建立),其N(xiāo)DVI突變點(diǎn)較多。(5)秦嶺山地及林線(xiàn)區(qū)NDVI對(duì)氣候變化敏感,與氣溫的相關(guān)性明顯高于降水。秦嶺南北年最大NDVI與各時(shí)段溫度及積溫既有正響應(yīng)也有負(fù)響應(yīng),但7月溫度與之達(dá)到顯著正相關(guān)。林線(xiàn)區(qū)植被主要受冬季低溫的影響并達(dá)到顯著相關(guān),太白山林線(xiàn)區(qū)1-3月氣溫與3月NDVI呈顯著正相關(guān),牛背梁4月、6月、8月的NDVI與1月氣溫呈顯著正相關(guān),光頭山2月氣溫與4月NDVI達(dá)極顯著相關(guān)。(6)秦嶺及林線(xiàn)區(qū)域植被生長(zhǎng)受氣溫影響存在臨界點(diǎn),7月份月均溫超過(guò)21.51℃時(shí)秦嶺局部地區(qū)年最大NDVI受到抑制,而太白山林線(xiàn)區(qū)植被更多地受低溫脅迫控制。秦嶺7月月均溫與年最大NDVI相關(guān)性顯著,通過(guò)空間定量分析發(fā)現(xiàn),7月份平均氣溫達(dá)21.51℃時(shí),年最大NDVI正變量突然減少,而負(fù)變量比例逐漸增加,此臨界點(diǎn)后,隨氣溫的上升,可能導(dǎo)致陜西段秦嶺山地東部和西南部植被生長(zhǎng)受到抑制;而太白山4月NDVI受前一年氣溫的影響存在一個(gè)適應(yīng)溫區(qū)(-4.45℃~-1.05℃),小于-4.45℃和高于-1.05℃的氣溫均對(duì)高山林線(xiàn)植被產(chǎn)生負(fù)向作用,即太白山林線(xiàn)植被受氣溫變化影響不同于秦嶺,一方面受低溫脅迫控制,另一方面氣溫的持續(xù)升高會(huì)使林線(xiàn)區(qū)耐寒植被受到影響。秦巴山地巴山冷杉的大量死亡可能與之有關(guān)。(7)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,對(duì)秦嶺林線(xiàn)NDVI變化進(jìn)行預(yù)測(cè),未來(lái)三年氣溫變化率超過(guò)0.3℃/10a時(shí)將對(duì)林線(xiàn)區(qū)植被產(chǎn)生不利影響。采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)秦嶺及林線(xiàn)區(qū)域的未來(lái)NDVI變化進(jìn)行預(yù)測(cè),在秦嶺整體氣溫變化率為0.4℃/10a的情況下,其年均NDVI將會(huì)持續(xù)下降;太白山、牛背梁林線(xiàn)在氣溫變化率為0.2℃/10a的情況下,NDVI在未來(lái)三年出現(xiàn)降低;光頭山林線(xiàn)區(qū)域氣溫變化率為0.1℃的情況下,其年NDVI在未來(lái)三年可能開(kāi)始出現(xiàn)下降,這說(shuō)明未來(lái)氣溫的持續(xù)升高會(huì)影響氣候-植被生態(tài)系統(tǒng)的相互調(diào)節(jié)作用。

【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:S718.5;P467
【目錄】:

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7 劉時(shí)銀,魯安新,丁永建,姚檀棟,丁良福,李剛,Hook RogerL;黃河上游阿尼瑪卿山區(qū)冰川波動(dòng)與氣候變化[J];冰川凍土;2002年06期

8 馬明國(guó),董立新,王雪梅;過(guò)去21a中國(guó)西北植被覆蓋動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與模擬[J];冰川凍土;2003年02期

9 劉洪蘭,李棟梁,郭江勇;河西走廊春末夏初降水的空間異常分布及年代際變化[J];冰川凍土;2004年01期

10 李述訓(xùn),吳通華;青藏高原地氣溫度之間的關(guān)系[J];冰川凍土;2005年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 代群;李晴;;ALOS衛(wèi)星遙感影像的處理與圖像解譯[A];全國(guó)農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王曉艷;基于方向性多分辨率分析的遙感影像融合算法研究[D];蘭州大學(xué);2011年

2 閆桂琴;太白紅杉種群生態(tài)及遺傳結(jié)構(gòu)研究[D];西北大學(xué);2001年

3 王曉春;中國(guó)東北亞高山林線(xiàn)對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)[D];東北林業(yè)大學(xué);2004年

4 楊永川;中國(guó)中亞熱帶東部低山丘陵地形梯度上植被的分異及其形成和維持機(jī)制[D];華東師范大學(xué);2005年

5 宋江洪;遙感圖像處理軟件中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(遙感應(yīng)用研究所);2005年

6 常禹;長(zhǎng)白山森林景觀邊界的定量判定及其動(dòng)態(tài)變化[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所);2001年

7 王永華;計(jì)算ADME研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(大連化學(xué)物理研究所);2006年

8 譚炳香;高光譜遙感森林類(lèi)型識(shí)別及其郁閉度定量估測(cè)研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2006年

9 鄧向瑞;北京山區(qū)森林景觀格局及其尺度效應(yīng)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2007年

10 黨海山;秦巴山地亞高山冷杉(Abies fargesii)林對(duì)區(qū)域氣候的響應(yīng)[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(武漢植物園);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 馬延輝;南方針葉林遙感信息提取研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2010年

2 馬瑞蘭;基于RS和GIS技術(shù)的火地塘林場(chǎng)森林蓄積量估測(cè)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

3 嚴(yán)恩萍;中高分辨率遙感影像闊葉林信息提取研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2011年

4 施擁軍;森林遙感分類(lèi)技術(shù)研究——以浙西北山區(qū)為例[D];浙江大學(xué);2003年

5 游曉斌;多遙感信息源在森林資源二類(lèi)調(diào)查中適用性研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2003年

6 高寧;基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)作物蟲(chóng)情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及其MATLAB實(shí)現(xiàn)[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2003年

7 劉旭升;基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的森林植被遙感分類(lèi)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2004年

8 徐達(dá);中山陵景區(qū)SPOT5融合及分類(lèi)技術(shù)研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2005年

9 許林軍;太白山林線(xiàn)森林生長(zhǎng)分布規(guī)律及林線(xiàn)波動(dòng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2005年

10 趙正勇;針闊混交林TM遙感圖像自動(dòng)分類(lèi)識(shí)別技術(shù)研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2005年

【相似文獻(xiàn)】

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1 王襄平,張玲,方精云;中國(guó)高山林線(xiàn)的分布高度與氣候的關(guān)系[J];地理學(xué)報(bào);2004年06期

2 方近圻;吳寧;羅鵬;易紹良;;干擾對(duì)高山林線(xiàn)再形成過(guò)程的影響[J];生態(tài)學(xué)雜志;2005年12期

3 李明財(cái);羅天祥;朱教君;孔高強(qiáng);;高山林線(xiàn)形成機(jī)理及植物相關(guān)生理生態(tài)學(xué)特性研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2008年11期

4 常錦峰;王襄平;張新平;林鑫;;大興安嶺北部大白山高山林線(xiàn)動(dòng)態(tài)與氣候變化的關(guān)系[J];山地學(xué)報(bào);2009年06期

5 吳錫浩;青藏高原東南部現(xiàn)代雪線(xiàn)和林線(xiàn)及其關(guān)系的初步研究[J];冰川凍土;1989年02期

6 戴君虎,崔海亭;國(guó)內(nèi)外高山林線(xiàn)研究綜述[J];地理科學(xué);1999年03期

7 羅輯;高山林線(xiàn)植物的光合作用——與劉鴻雁等先生商榷[J];山地學(xué)報(bào);2003年04期

8 李蟠;孫玉芳;王三根;王小丹;蔡小虎;朱萬(wàn)澤;Cherubini Paolo;李邁和;;貢嘎山地區(qū)不同海拔冷杉比葉質(zhì)量和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量變化[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2008年01期

9 沈澤昊,方精云,劉增力,伍杰;貢嘎山海螺溝林線(xiàn)附近峨眉冷杉種群的結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)[J];植物學(xué)報(bào);2001年12期

10 任青山;楊小林;崔國(guó)發(fā);王景升;黃瑜;;西藏色季拉山林線(xiàn)冷杉種群結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2007年07期

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1 馬新萍;白紅英;;秦嶺林線(xiàn)分布及研究展望[A];2013中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(第六卷)[C];2013年

2 李蟠;王三根;李邁和;;貢嘎山高山林線(xiàn)樹(shù)種的若干生理特性[A];中國(guó)植物學(xué)會(huì)七十五周年年會(huì)論文摘要匯編(1933-2008)[C];2008年

3 戴麗;羅格平;許文強(qiáng);;天山北坡矮曲林狀林線(xiàn)土壤性質(zhì)分析[A];發(fā)揮資源科技優(yōu)勢(shì) 保障西部創(chuàng)新發(fā)展——中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(下冊(cè))[C];2011年

4 李邁和;;青藏高原高山林線(xiàn)形成的生理生態(tài)學(xué)原因[A];中國(guó)青藏高原研究會(huì)2006學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編[C];2006年

5 白紅英;張善紅;章杰;;太白山植被時(shí)空變化及其高山林線(xiàn)變化研究[A];2011中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(第四卷)[C];2011年

6 張齊兵;呂利新;;西藏高山林線(xiàn)樹(shù)木生長(zhǎng)與氣候的關(guān)系[A];生態(tài)文明建設(shè)中的植物學(xué):現(xiàn)在與未來(lái)——中國(guó)植物學(xué)會(huì)第十五屆會(huì)員代表大會(huì)暨八十周年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集——第2分會(huì)場(chǎng):植物生態(tài)與環(huán)境保護(hù)[C];2013年

7 何吉成;羅天祥;孔高強(qiáng);劉新圣;;藏東南色齊拉山林線(xiàn)植被地上生物量的研究[A];青藏高原資源·環(huán)境·生態(tài)建設(shè)學(xué)術(shù)研討會(huì)暨中國(guó)青藏高原研究會(huì)2007學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要匯編[C];2007年

8 張蕓;孔昭宸;閻順;楊振京;倪健;;天山北麓晚全新世云杉林線(xiàn)變化和古環(huán)境特征[A];中國(guó)孢粉學(xué)分會(huì)七屆一次學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2005年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

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2 楊小林;西藏色季拉山林線(xiàn)森林群落結(jié)構(gòu)與植物多樣性研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2007年

3 王曉東;長(zhǎng)白山北坡林線(xiàn)對(duì)氣候變化的響應(yīng)過(guò)程研究[D];東北師范大學(xué);2011年

4 劉洋;川西高山林線(xiàn)交錯(cuò)帶與林草交錯(cuò)帶地上/地下生物多樣性格局[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

5 石培禮;亞高山林線(xiàn)生態(tài)交錯(cuò)帶的植被生態(tài)學(xué)研究[D];中國(guó)科學(xué)院(自然資源綜合考察委員會(huì));1999年

6 張橋英;青藏高原東緣高山林線(xiàn)喬木種群生態(tài)特征研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(成都生物研究所);2006年

7 白登忠;祁連山青海云杉林線(xiàn)樹(shù)木生長(zhǎng)、更新的影響因素研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2012年

8 王曉春;中國(guó)東北亞高山林線(xiàn)對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)[D];東北林業(yè)大學(xué);2004年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李蟠;貢嘎山高山林線(xiàn)樹(shù)種生理特性比較研究[D];西南大學(xué);2008年

2 張英;近50年來(lái)廣東山地林線(xiàn)高度的時(shí)空變化分析[D];廣州大學(xué);2012年

3 陳佳楠;長(zhǎng)白山西坡林線(xiàn)上侵原因分析[D];東北師范大學(xué);2011年

4 劉紅梅;長(zhǎng)白山北坡1500年來(lái)林線(xiàn)變遷及環(huán)境演化[D];東北師范大學(xué);2010年

5 謝玉華;川西高山林線(xiàn)土壤微生物特征研究[D];西南大學(xué);2008年

6 曾令兵;祁連山中段高山林線(xiàn)交錯(cuò)區(qū)動(dòng)態(tài)與氣候變化的關(guān)系[D];北京林業(yè)大學(xué);2012年

7 徐振鋒;川西亞高山林線(xiàn)交錯(cuò)帶典型優(yōu)勢(shì)物種物候與生長(zhǎng)對(duì)模擬增溫的初期響應(yīng)[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

8 張力;亞高山林線(xiàn)復(fù)合群落優(yōu)勢(shì)植物的光合特性以及對(duì)模擬升溫的響應(yīng)[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

9 李佩曉;秦嶺冰晶頂植被變化及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)[D];西北大學(xué);2015年

10 何紅;基于RS和DEM的太白山高山林線(xiàn)對(duì)氣溫變化響應(yīng)的研究[D];西北大學(xué);2014年


  本文關(guān)鍵詞:秦嶺林線(xiàn)及其對(duì)氣候變化的響應(yīng),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



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