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2023年  第3卷  第2期

封面
2023-02期封面+目录
2023, 3(2).
摘要(323) PDF(600)
摘要:
刊首语
2023, 3(2).
摘要(174) PDF(1004)
摘要:
“中国南北过渡带典型区域生态保护与发展”专刊
中国南北过渡带地理结构与范围研究
张百平, 姚永慧, 刘俊杰, 李佳宇, 蒋娅, 高美荣, 查小春
2023, 3(2): 1-11. doi: 10.12335/2096-8981.2022102201
摘要(1450) HTML (216) PDF(175)
摘要:
东西向横穿中国中部的昆仑—秦岭巨型构造系使得我国自然环境产生了巨大的南北分异,但目前对于中国南北分界线的位置和南北过渡带范围的划分仍存在争议。本文对秦巴山地和江淮地区的自然地理结构与范围进行了深入的分析,从而确定了中国南北过渡带的范围和性质。研究表明,中国南北过渡带由西部的秦岭—大巴山系和东部的江淮低山平原两部分组成,以地带性的常绿落叶阔叶混交林为主要标志,与之对应的主要气候指标是最冷月均温0~4 ℃、极端最低气温为−10~−20 ℃;秦岭南坡下部常绿阔叶树种的出现不是亚热带开始的标志,而是南北植物交错区的开始或者严格意义上南北过渡的开始;江淮地区具有明显的夏季高温、冬季低温的特点,冬季气候指标比夏季温度指标更具控制作用;秦巴山地的存在和江淮地区冬季低温是我国南北过渡带形成的主要原因,从而发育了长约1 750 km、平均宽度400 km、面积约70万km2的中国南北过渡带。南北过渡带的概念比南北分界线和北亚热带的提法更能够反映秦巴山地和江淮地区的自然地理特点,也更能体现我国自然地理格局的独特性质,对于认识中国地域系统结构与功能具有更重要的科学意义。
秦巴山地典型垂直带带幅变化分析
李佳宇, 姚永慧, 刘俊杰, 张百平
2023, 3(2): 12-25. doi: 10.12335/2096-8981.2022080101
摘要(443) HTML (192) PDF(115)
摘要:
秦巴山地是我国典型的地理—生态过渡带,呈现出高度的复杂性、多样性、过渡性和敏感性。本文基于秦巴山区野外调查样方数据和收集的典型山地垂直带谱数据,从带幅的角度比较秦巴山地典型垂直带的多维变化和分异。结果表明:1)纬向上自北向南,落叶阔叶林带幅从2 200 m逐渐减小至100 m,在唐家河地区消失;常绿落叶阔叶混交林带、针阔混交林带带幅呈线性增加趋势;针叶林带带幅从300 m增加到550~900 m。2)经向上自西向东,沿山脉走向,典型山地常绿阔叶林带幅从400 m增加至600 m,常绿落叶阔叶混交林带带幅从500 m增加至800 m,东部针阔混交林带比西部宽约100 m;落叶阔叶林带在秦巴山区中部较宽、东西较窄,而针叶林带则与之相反。3)坡向方面,大巴山对带幅的坡向分异作用比秦岭更加明显;就单独山体而言,南坡常绿落叶阔叶混交林带和针叶林带带幅通常比北坡更宽,而落叶阔叶林带在南坡更窄,针阔混交林带在秦岭南坡和大巴山北坡拥有比另一侧更宽的带幅,内外相差200~300 m。4)垂直带带幅是多种因素综合作用的结果,其中区域气候决定了基带的性质和垂直带谱的基本序列,山体基面高度对带幅有向上的挤压作用,山体相对高度决定了带幅发育的潜在空间分布范围。秦巴山地典型垂直带带幅的多维分异很好地体现了中国南北过渡带的过渡性和复杂性,研究结果可为秦巴山地自然保护区的植被垂直保护提供科学依据。
东秦巴山地自然保护地样区植被物候的过渡特性研究
胡铮铮, 肖飞, 冯奇, 王立辉, 王宙, 陈苗苗
2023, 3(2): 26-33. doi: 10.12335/2096-8981.2022073102
摘要(432) HTML (169) PDF(110)
摘要:
本文选取东秦巴山地神农架样区和伏牛山样区2个自然保护地集中分布地域作为研究区,通过比较分析南、北2个不同地域精细尺度的物候格局,探讨东秦巴山地植被物候的南北过渡特征。基于近20年时序遥感影像信息综合提取植被物候空间格局,从物候总体分布特征、物候与高程关系等多方面分析2个研究区物候特征的联系和差异,并在物候信息高程校正的基础上,对比分析同高程、不同地域物候的南北变化特征及规律。研究结果表明,在不考虑地形高程影响的情况下,神农架样区植被生长季开始期晚于伏牛山样区 8.49 d;生长季长度则短于伏牛山样区 9.31 d;不同海拔高度对于南、北2个研究区植被物候影响也不一样,海拔每增高100 m,神农架样区生长季开始时间推迟1.97 d,生长季长度缩短2.54 d;伏牛山样区生长季开始时间推迟2.05 d,生长季长度缩短1.56 d。经过高程校正,神农架样区整体植被生长季开始时期比伏牛山样区早 2.52 d,植被生长季长度比伏牛山样区植被生长季长度增长了 3.91 d。比较2个研究区主要的植被类型落叶阔叶林和常绿针叶林之后可发现,神农架样区的落叶阔叶林生长季开始时间比伏牛山样区早 3.25 d;常绿针叶林的生长季开始时间比伏牛山样区早 1.78 d,生长季长度长 11.96 d。在植被物候信息高程校正前后,2个研究区的植被生长季开始期相对早晚、生长季长度相对大小均发生反转。这种物候格局的复杂分布特征,较好地呈现了多列山地阻隔和分异作用所形成的东秦巴山地植被复杂过渡特征。
秦巴山地自然保护地空间分布特征研究
余付勤, 张百平
2023, 3(2): 34-43. doi: 10.12335/2096-8981.2022081501
摘要(413) HTML (1021) PDF(136)
摘要:
秦巴山地是我国南北过渡带的主体,其地理位置和自然条件使其在生物地理分布上具有独特的地位与意义,是我国生物多样性关键地区之一。本研究通过对其自然保护地的现状进行梳理,发现秦巴山地自然保护地的空间分布整体上呈聚类型分布,在组成上以自然保护区、森林公园为主,以地质公园、湿地公园等为辅;在空间交叉重叠上,共有34处重叠区域,涉及60个自然保护地,主要分布在米仓山、西秦岭的太子山、神农架、伏牛山以及熊耳山等地;隶属于6种交叉重叠类型,以自然保护区—森林公园交叉重叠类型为主,反映了自然保护地设立早期的历史遗留问题。在此基础上,提出需要对规划不合理、存在空间重叠、碎片化的自然保护地予以重点关注和提升,从而促进秦巴山地自然保护地整合优化,形成科学合理的保护地布局。
近16年白龙江流域植被NDVI对气候变化的响应
靳立亚, 任骊安, 冯瑞娟
2023, 3(2): 44-52. doi: 10.12335/2096-8981.2022072803
摘要(420) HTML (564) PDF(298)
摘要:
白龙江流域的植被与近16年来气温、降水的变化存在着密切关系。其中在流域中下游区域(宕昌、舟曲、武都、文县)植被与降水呈显著正相关。不同季节气温和降水对植被的影响存在着明显差异,春季气温与植被的关系以正相关为主,其中显著正相关的像元占比为26.07%,主要位于流域中上游;夏季降水与生态植被的关系以正相关为主,其中显著正相关的像元占比为11.21%,主要位于流域中下游区域;秋季气温和降水与植被的关系类似,即在流域西部为负相关、流域东部为正相关,其中显著负相关的像元占比分别为7.13%(气温)和40.74%(降水)。生长季贯穿春季到初秋的时段,气温和降水与植被的关系呈显著正相关的像元占比分别为22.08%和28.65%。
机器学习方法在九寨沟县自然保护地植被解译中的应用
付小丽, 周文佐, 周新尧, 李凤
2023, 3(2): 53-65. doi: 10.12335/2096-8981.2022072501
摘要(287) HTML (102) PDF(95)
摘要:
明确自然保护地的植被类型和空间分布,在改善生态环境质量与维护国家生态安全等方面具有重要参考意义。本文基于Sentinel-2A遥感影像数据,利用随机森林算法和旋转森林算法对九寨沟县自然保护地植被进行分类,并结合植被类型图与坡度、坡向以及高程数据对研究区内各植被类型的空间分布特征进行分析。研究结果表明:1)旋转森林算法分类效果优于随机森林算法,总体精度为85.73%,Kappa系数为0.83;2)九寨沟县植被在阴坡和半阴坡朝向生长较好,各植被类型集中分布于坡度16°~45°范围内,且区域内植被分布垂直地带性明显,海拔由低到高陆续出现的主要植被类型为栽培植被、灌丛、阔叶林、针阔混交林、针叶林以及草地。
渭河源区径流变化特征及其归因分析
周伟业, 田鹏
2023, 3(2): 66-74. doi: 10.12335/2096-8981.2022072301
摘要(251) HTML (102) PDF(87)
摘要:
受气候变化和人类活动的双重影响,渭河源区的径流日益减少。基于1975—2018年渭河源区武山水文站的水文资料及其周边3个气象站的气象资料,本研究采用Mann-Kendall趋势检验法、双累积曲线法以及Budyko假设的弹性系数法等多种方法,分析流域内的径流变化趋势及突变特征,揭示引起径流变化的驱动因素,并量化分析驱动因素的影响程度。研究结果表明,1975—2018年渭河源区年平均径流量为4.89亿 m3,呈现显著减小趋势;年降水量为467.43 mm,减少趋势不显著;潜在蒸散发量为811.39 mm,呈现显著增大趋势;渭河源区的径流突变年份发生在1993年。通过对渭河源区径流敏感性分析发现,径流对降雨的敏感性最强,其次是人类活动和潜在蒸散发量,且对三者的敏感性均呈现显著增大趋势。通过Budyko假设的弹性系数法发现,人类活动对径流变化的影响为主要因素,占径流变化量的54.09%,这是由于渭河源区大范围的退耕还林以及其他水土保持措施的实施,显著减少了地表径流的形成。
南北过渡带潜在蒸散发的估算与时空变化特征研究
侯敬植, 金铮, 石昕颜, 崔黎壮, 巴旦罗布, 宋小燕
2023, 3(2): 75-89. doi: 10.12335/2096-8981.2022080301
摘要(245) HTML (84) PDF(190)
摘要:
为探究中国南北过渡带主体部分秦岭—大巴山的潜在蒸散发计算方法的适用性、时空变化特征以及其影响因素,本研究以FAO56 Penman-Monteith(P-M)方法为基准,选取了4种不同潜在蒸散发量的估算方法,对比研究各种方法在中国南北过渡带的适用性。以P-M法得到的估算结果为依据,运用Mann-Kendall趋势检验等方法,研究秦岭—大巴山地区潜在蒸散发量时空分布特征,并分析了秦岭—大巴山地区海拔对潜在蒸散发的影响。研究结果表明,在本研究所选的估算方法中,以Priestley-Taylor(P-T)估算方法适用性最好,Hargreaves(Har)方法次之,Thornthwaite (Tho)估算方法适用性最差;研究区年潜在蒸发量最小值(800 mm)出现在都江堰站,最大值(1 120 mm)出现在三门峡站,研究区季节潜在蒸散发量夏季(330~430 mm)最多,冬季(100 mm)最少;年潜在蒸散发量(PET)呈现由西南向东北逐渐增加的变化态势;M-K趋势计算年潜在蒸散发量所得Z值最大值(4.43)出现在合作站,最小值(−4.77)出现在三门峡站,从总体上看,研究区西北部的年潜在蒸散发量(PET)呈现显著增加趋势,而东南、东北及中部偏北地区呈现显著减少趋势;各站点的蒸散发量随着海拔的升高而减少,但海拔对蒸散发量的影响随着时间逐渐减弱。
秦巴山区主要生物气候指标的时空格局与植被敏感性
李想, 徐晓明, 张芳, 张雪芹
2023, 3(2): 90-103. doi: 10.12335/2096-8981.2022083005
摘要(438) HTML (1794) PDF(68)
摘要:
秦巴山区地处我国南北气候过渡带,是气候变化的敏感区和生态环境的脆弱区,也是全球变暖背景下研究植被对气候响应的热点区域。本文选取89个气象站点的观测数据和植被遥感数据作为研究对象,给出1982—2015年秦巴山区年均温、年降水量、积温等10个生物气候指标的时空格局,并基于地理探测器和相关分析探讨了植被对生物气候指标的敏感性。秦巴山区生物气候指标的时空分布特征包括:1)山区年均温由东南向西北递减,年降水量由南向北递减,两者均由低海拔向高海拔递减;2)积温、积温日数和温暖指数的分布表明,山区东部热量条件最优、西部较差,最暖月均温分布格局与温暖指数高度一致;3)山区干燥度由南向北递增,干旱频率由西向东递增;4)生物气候指标随时间变化的特征为热量条件显著改善,水分条件不显著地改善,水热组合条件有变干旱的趋势,区域干旱频率增加。生物气候指标的变化影响了山区的植被覆盖。一方面,反映高温或热量总量的指标和干旱频率对植被分布的解释力较高;另一方面,植被与积温的相关性最显著,大部分站点的植被变化受热量指标影响,水分和水热组合指标主导低纬度地区植被变化。研究结果可为我国南北过渡带的植被变化预估和生态可持续性保护提供理论支撑。
秦巴山地植物多样性空间分异及其与气候因子的关系
张兴航, 张百平, 姚永慧, 刘俊杰, 李佳宇, 蒋娅
2023, 3(2): 104-122. doi: 10.12335/2096-8981.2022072901
摘要(395) HTML (84) PDF(65)
摘要:
秦岭—大巴山作为中国暖温带和亚热带气候过渡区,是中国生物多样性研究的热点地区之一,气候对秦巴山地植物多样性空间分布影响巨大。本文基于秦巴山地及邻区种子植物物种数据库,首先分析了植物目、科、属、种多样性,乔木、灌木、草本多样性以及中国特有种多样性的空间分布规律,以阐明植物多样性在秦巴山地过渡带上的空间分布特点;其次,结合秦巴山地的气温和降水数据,对植物多样性和环境指标进行空间叠加分析,揭示其在空间分布上的协同变异规律;再次对植物目、科、属、种,乔木、灌木、草本以及中国特有种进行聚类,并将结果展布在空间上,以显示秦巴山地植物在空间上的聚类规律;最后总结植物多样性突变位置的气候特征,并据此确定亚热带和暖温带划分的植物指标。研究结果表明:1)该区目、科、属、物种多样性,乔木、灌木多样性均呈现由南到北逐渐减少的空间分布格局,植物科、属多样性具有较明确的分界线,物种多样性具有明显的过渡带,而这条分界线处和过渡带内气候指标的变化范围稳定,南多北少的分界线位置大致均在东部伏牛山(南召县、内乡县、商南县、郧县)—中部太白山以南(镇安县、石泉县、洋县)—西部秦岭南坡(勉县、武都区、文县、平武县);2)南多北少的过渡带覆盖东部伏牛山南坡—神农架北坡之间宽阔的地区,中部太白山南坡—米仓山北坡相对较窄的区域,西部几乎为一条线,与分界线位置基本重合;3)在中国特有种多样性方面,秦巴山地内部明显高于秦巴山地邻区,进一步印证了秦巴山地内部的过渡性强烈。本文的研究结果可为秦巴山地植物多样性保护提供科学依据,有助于人类理解生态环境对森林生态系统的影响。