秦岭山地夏季降水的时空变化特征及其气候归因

探究秦岭山地夏季降水及其大气归因,是为了研究区域环境对全球气候变化的响应关系。根据1959—2022年陕西省秦岭山地32个气象站点数据和15个大气环流指数,运用一元线性回归法和小波变换分析法(CWT),研究了秦岭山地64年来夏季降水的时间变化特征和空间演变规律及其与大尺度环流指数的关系。结果表明,1959—2022年秦岭山地夏季降水呈现不显著的上升趋势,一元线性回归法的变化速率为10.81 mm/10 a。其中,秦岭山地南坡的商南站降水量变化率最大,为19.3 mm/10 a。秦岭山地夏季平均降水量为344.34 mm。位于秦岭山地南坡的紫阳县降水量最大,约为469.35 mm。位于秦岭山地北坡的华阴县降水量最少,约为216.51 mm。秦岭山地南坡夏季降水明显多于北坡,降水量约为107.68 mm。南坡夏季平均降水量约为377.99 mm,北坡夏季平均降水量约为270.31 mm,均未通过显著性检验。秦岭山地64年来的夏季降水量与SOI、SAODI、SWACI均有较强的正相关关系,与EASMI、SCSMI、SASMI均存在负相关关系。

太白云海——秦岭山地对水汽的阻挡作用

秦岭,是中国重要的南北地理分界线。受秦岭东西走向山脉的影响,关中平原、汉江谷地降水日变化存在明显南北差异。全球变暖趋势下,夏季极端高温正在改变中国南北过渡带降雨昼夜形态。当昼晴夜雨雨量适中时,夜雨将是缓解热浪或干旱的气候资源;当昼晴夜雨雨量异常偏多时,将增加区域高温热浪与突发性洪水叠加的风险。针对中国秦岭南北气候变化研究,过去以分析降水时空变化趋势为主。

基于NDVI的秦岭山地植被遥感物候及其与气温的响应关系——以陕西境内为例

基于MODIS NDVI时间序列数据,利用动态阈值法提取秦岭山地2000-2010年的物候参数,并结合实测物候资料进行验证,在宏观尺度上量化了气温升高对植物物候的影响程度。研究得出：基于NDVI的物候变化趋势与实测物候资料结果一致;2000-2010年间物候始期提前的速率为0.165 6 d/a,末期推后速率为0.109 1 d/a;空间上,秦岭山地北部区域的植被物候始期主要发生在第120-130 d,相对于南坡较晚,物候末期主要发生在第300-325 d,北部区域物候末期的到来较迟,南部区域相对较早;物候始期NDVI与有效气温、春季、生长期气温相关性较好,末期NDVI与夏、秋季节气温相关性较好;气温对生长季开始阶段的NDVI在时间上存在2-3旬的滞后效应。

秦岭山地锐齿栎次生林幼苗更新特征

分析了秦岭山地锐齿栎次生林群落乔木及木本幼苗物种特征值、更新生态位宽度及不同影响因子下(包括林分密度、坡向、海拔等)乔木的更新动态。结果表明,乔木层物种有25种,锐齿栎占有明显的优势,重要值为149.18%;其次为华山松(Pinus armandii)和千斤榆(Carpinus cordata)等。更新层共有木本植物41种,其中乔木种有28种,占所有木本植物总数量的68%,优势种有青蛙皮槭(Acer grosseri)、木姜子(Litsea pungens)等。林下有丰富的幼苗库,更新方式以实生为主;分析了10种更新优势乔木种群的生态位宽度,同种幼树种群生态位宽度均大于幼苗种群生态位宽度。幼苗种群生态位宽度从大到小依次为榛子(Corylus heterophylla)、锐齿栎、青蛙皮槭等。幼树种群生态位宽度从大到小依次为榛子、青蛙皮槭、锐齿栎等;林分密度对林下乔木幼苗和幼树数量影响不同。当林分密度从720增加到1460株/hm2时,幼苗密度逐渐增大。随后随着林分密度的增加,又呈现出减少的趋势。而幼树密度随着林分密度增加一直呈现出减少的趋势。坡向对锐齿栎次生林林下乔木幼苗和幼树的影响各异,阳坡(南偏西3°)均利于幼苗和幼树的更新。南偏西45°林分内,幼苗密度急剧减少。随着坡向转为阴坡,幼苗密度又逐渐增加。而幼树密度逐渐减少。当海拔从1083 m增加到1547 m时,幼树密度逐渐增加。随后,随着海拔增加到1882m,幼树密度则逐渐减小。而幼苗密度随着海拔的增高一直呈现减小的趋势。

秦岭山地生态环境保护与建设

秦岭山地是我国南北重要的天然分界线 ,也是重要的生态功能区。在评价秦岭山地的生态特征和功能的基础上 ,对该区域存在的主要环境问题进行了探讨 ,结合秦岭生态功能区的建设 ,提出了统一规划 ,合理划区 ;建立和完善自然保护区网络 ;发展和科学管理生态旅游 ;合理开发利用自然资源等生态保护与建设的主要途径 。

秦岭山地巴山冷杉林的更新特征及影响因子

【目的】研究秦岭山地巴山冷杉林的更新特征及其更新影响因子,为巴山冷杉林的天然更新趋向判定及近自然化恢复提供理论依据。【方法】通过典型样地调查,以乔木层与灌木层重要值及乔木径级结构、林下木本植物更新特征为指标,分析巴山冷杉林的更新特征,并通过林下木本植物更新层的密度分析不同因子对其的影响。【结果】乔木层中巴山冷杉(Abies fargesii)重要值为193.96%,为建群种,亚优势种为牛皮桦(Betula albo-sinensisvar.septentrionalis),二者的径级结构中0～≤5cm个体缺乏。林下更新层中乔木树种有7种,仅占总种数的17.9%,箭竹(Fargesia spathacea)的重要值最高,达到90.78%;林下的更新方式以灌木萌生为主,该森林群落乔木更新较差,处于衰退阶段。当海拔从2 300m上升到2 726m时,林下幼苗密度逐渐增加,随着海拔继续升高,幼苗密度却呈逐渐下降趋势;而幼树密度随着海拔的上升一直呈下降趋势。当林分密度从460增加到880株/hm2时,林下自然更新的幼苗密度达到57 000株/hm2,其后随林分密度的增加逐渐减少;而幼树密度在林分密度最小(460株/hm2)时达到36 500株/hm2,随后随林分密度的增加而急剧下降。当坡向从阳坡SE15°转至半阳坡SE84°时,林下幼苗密度呈现增加趋势,继续转向阴坡NE32°的过程中,则呈现递减趋势;林下幼树密度在由阳坡转向阴坡的过程中逐渐减少。【结论】秦岭山地巴山冷杉林乔木更新较差,处于衰退阶段;林下箭竹的过度生长对乔木树种的拓殖有严重抑制作用;海拔、林分密度、坡向等是该林分天然更新的主要影响因子。

秦岭山地云杉林结构特征与更新动态的研究

This paper discusses the mechanism of structure characteristics and dynamics for spruce forest in Qinling Mountains through the investigation and comparison of Chinese spruce( Picea asperata ) forests at different stages.The result shows that there is a large amount of seed sources and a little number of saplings at age below 20 years,but only this species is the dominant regeneration tree species in mature forest of Picea asperata. In the regeneration forest under selection cutting system,the height growth of poplar and birch is very fast during first 30 years,and dominates rapidly over the canopy. Picea asperata shows a lower growth rate and most tolerant tree species in first growth stage so that it will replace gradually all the other trees.After clear cutting,poplar and birch often occur dominant,only a small number of saplings are Picea asperata in the regeneration forest.In nature conditions,it will take a long time to recover the Chinese spruce forests.The amount of saplings and seedlings in the spruce forest is a key factor in the maintain of the steady state of the spruce forest.This dynamics process can be controlled and improved by human activity.

西秦岭山地农村生活能源建设与退耕还林的生态经济效益评价

在西秦岭山地使用太阳灶和沼气,生态经济效益显著。1户1台1.5m2太阳灶、1个8 m3沼气池每年所得到的热量等于773 kg标准煤,折合1 353 kg薪材,净收益为268元。一年内所替代的薪柴等于0.338 hm2有林地一年的生长量,可使0.042 275hm2有林地免遭砍伐。农户从退耕还林中得到的收益为平均每年465元,与种植粮食比较,这些收益主要是不再种粮后所节省的生产成本。退耕还林以扩大林木增量为目标,应作为中长期的战略,稳步实施。使用太阳灶和沼气以保护林木存量为目标,是巩固退耕还林成效的有力措施和生态建设的必要手段,应加大投入和建设力度。

秦岭山地植被NDVI对气候变化与人类活动的响应

秦岭山地是中国中东部重要的地理界线和山地生态系统最为丰富的区域之一,对气候变化和人类活动的影响较为敏感。基于秦岭山地MODIS NDVI、气温、降水和DEM数据,利用线性趋势法、相关系数、偏相关系数和缓冲区方法,分析了植被NDVI对气候变化与人类活动的响应,结果表明:(1)2000—2015年秦岭山地植被NDVI总体呈线性增加趋势,占总面积的84.84%。减少趋势主要分布在中西部区域(中、高海拔地区)以及河流谷地、盆地,如汉中市、安康市和商洛市等城市附近区域。(2)2000—2014年秦岭山地植被NDVI与气温之间以负相关为主,与降水之间以正相关为主,同时气温、降水对植被NDVI的影响具有交叉作用,其中降水的交叉作用(10.05%)高于气温的作用(9.64%)。(3)市级较县级范围人类活动强烈,植被NDVI在1 km范围变化速率为正(植被增加)、2~5 km范围变化速率为负(植被恶化,可能遭受人为破坏)、6~10 km范围变化速率为正(人类活动相对较弱)、11~15 km范围变化趋于平稳(基本不受人类活动影响)。该研究可为秦岭山地植被生态环境保护和人类活动调整与限制提供科学依据。

基于GIS的秦岭山地植被类型与环境梯度的关系分析

应用地理信息系统技术支持下的环境梯度分析方法,充分利用G IS强大的空间分析功能,选取了海拔、降水量、温度、坡度和坡向5个影响因子,将各环境因子分布图分别与秦岭植被类型分布图叠加,对植被分布与环境梯度的关系进行了研究及统计分析,得出结论:(1)证明植被分布与海拔、降水、温度、坡度和坡向之间是相互制约、相互影响的;(2)海拔是决定秦岭植被分布的主导生态梯度,随着海拔高度的增加,环境中的水热因子发生变化,形成水热因子的复合梯度,生境中所对应的植物种类相应改变;坡度、坡向体现了山体南仰北俯的地形特点,对植被分布的影响是次要的;(3)反映了植被的连续性变化、各植被类型的最优生长环境区间及植被与环境梯度的分布规律,定量描述了各植被类型的海拔、降水量、温度、坡度和坡向分布,结合实际给出了理论解释,证明了G IS结合生态分析方法在秦岭山地植被与环境梯度的关系研究中是十分有效的。

秦岭山地生态分界线的论证

山地自然生态分界线,实际为一条生态过渡带。分界线位置的准确划分,有助于把握现代气候-植被-土壤的敏感变化特征,也是指导当地大农业生产的基础依据。秦岭山地长期以来被认为是中国东部重要的南北生态分界线,即亚热带和暖温带的分界线。但对该界线的具体位置,历来存在着北坡、分水岭和南坡3种争议。根据作者多年的工作积累和对相关问题的思考,以文献评析为基础,以气候-植被参数计算结果为依据,并通过对秦岭山地不同区域植物区系和植被垂直带谱已有研究结果的比较分析,从中得出如下主要结论:(1)根据秦岭地区气候-植被参数等值线的分布,整个秦岭山地都应属于暖温带,这一结论可与国际有关研究相互接轨。(2)根据对秦岭不同区域植物区系调查结果的比较分析,秦岭南坡大部分区域都应属于暖温带,而南麓海拔1000m等高线附近很可能是暖温带的南缘。(3)根据对秦岭南北坡植被垂直带谱的比较分析,南麓海拔1000m等高线应该是一条重要的生态分界线。综合来看,将秦岭山地的南北分界线放在南坡海拔1000m附近比较适宜。上述归纳研究所获结论,将通过在秦岭山地深入开展现代"3S"技术支撑下的植被、土壤、气候等生态与地理方面的综合研究,最终得到完全验证。

2000—2016年秦岭山地植被覆盖变化地形分异效应

利用2000—2016年MODISNDVI数据,采用趋势分析及地形差异修正法,探讨秦岭山地植被覆盖变化在南北坡、不同海拔以及不同坡度坡向下的空间分异性。结果表明:近17年来,秦岭山地植被覆盖度良好,整体呈上升趋势,南北坡、不同海拔、不同坡度、不同坡向下植被覆盖度有所差异,植被变化趋势也不同。(1)就南北坡而言,近17年来秦岭南坡植被覆盖度上升趋势大于北坡,南坡植被覆盖以上升趋势为主,而北坡以稳定为主。(2)不同的海拔高度上秦岭山地植被覆盖变化在存在分异性:低海拔区域呈减少趋势,中海拔区呈明显的上升趋势,2000m以上的高海拔区域北坡的植被覆盖度较为稳定,而南坡的2500到3100m区域内有较明显的减小趋势。(3)从坡度来看,随着坡度的增加秦岭山地植被覆盖度由减少转为增加再转为稳定,南北坡植被变化分异性不明显。(4)不同坡向上,秦岭南北坡植被覆盖度变化差异明显,由阴坡转为阳坡时,北坡植被覆盖有明显的增长趋势,而南坡则不明显,植被覆盖度减小区在南北坡的分布呈相反趋势,分别分布在南坡的阳坡以及北坡的阴坡。

陕西秦岭山地旅游资源特征及开发模式探讨

陕西人文旅游资源丰富,自然旅游资源开发利用相对薄弱。秦岭是陕西山地旅游资源开发的主体,且以自然旅游资源为主。从地理学角度出发,对秦岭山地旅游资源的基本特征进行了分析,认为秦岭山地旅游资源具有4个显著特点。针对目前秦岭山区旅游开发存在的问题,结合自然地域分异规律,并在"资源环境保护"为开发前提的理念基础上,总结了秦岭山地的开发模式,包括森林公园生态旅游开发模式、地质地貌公园生态旅游开发模式、生态主题公园旅游开发模式、乡村山地生态旅游开发模式等。

秦岭山地植被净初级生产力及对气候变化的响应

基于1999～2009年的NDVI数据和气象数据,利用CASA模型对秦岭山地植被净初级生产力(Net primaryproductivity,NPP)进行模拟估算,并分析了秦岭NPP的时空变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:1999～2009年11年间秦岭山地的平均年NPP为542.24 gC.m-2.a-1;研究期内秦岭NPP呈显著增长趋势(P<0.01),2008年最高(718.77 gC.m-2.a-1),2001年最低(471.78 gC.m-2.a-1);四季对全年NPP的贡献率大小依次为夏季(49.90%)>春季(26.16%)>秋季(18.87%)>冬季(5.07%);月NPP与温度和降水都显著相关,但与温度的相关性更高,月水平上温度对NPP的影响比降水大;生长季期间NPP与温度和降水的相关性在空间分布上都以正相关为主。

秦岭山地秦岭箭竹群落物种多样性研究

【目的】研究秦岭山地秦岭箭竹（Fargesia qinlingensis）群落的物种多样性及影响因子，为进一步了解秦岭箭竹的生长发育和揭示该群落的更新演替规律提供理论依据。【方法】采用典型样方法设立18块10 m×10 m的样地，其中依据坡向（阴坡、阳坡）设置6块，依据海拔（1 470，1 874，2 270，2 643 m）设置12块，并计算每块样地的物种重要值、丰富度、优势度、多样性、均匀度指数，分析不同坡向和海拔秦岭箭竹群落的物种多样性特征，分别选取灌木层和草本层重要值较大的8种植物，利用Levins公式计算并分析其生态位宽度。【结果】秦岭箭竹群落中共有79种植物，其中灌木层23种，占总物种数的29.1%，秦岭箭竹重要值为57.95%，远大于其他物种，是该群落的建群种；草本层有56种，占70.9%，其中披针叶苔草（Carex lanceolata）重要值为15.05%，是草本层的主要优势种；草本层的物种丰富度大于灌木层，说明灌木层物种对草本层物种无明显的抑制作用。灌木层与草本层物种多样性均表现为阴坡大于阳坡。随着海拔的升高，物种多样性均呈现减小趋势。群落内重要值较大物种的生态位宽度较大，分布在0.68～0.95，秦岭箭竹在群落中的生态位宽度最大，为0.95；凤毛菊（Saussurea japonica）在草本层中的生态位宽度最大，为0.86。【结论】秦岭箭竹群落草本层的物种多样性优于灌木层；阴坡有利于群落内物种的生长发育和更新演替；海拔对群落的物种多样性有影响，且对灌木层的影响大于草本层。群落内各种植物的生长状况和环境因子都是物种多样性的影响因素。

西安市秦岭山地绿色旅游开发的初步建议

本文指出西安市秦岭地区绿色旅游开发的地理基础、五项开发依据、绿色旅游的３０项基本内容、４个旅游区和１３个旅游小区的自然和人文景观特征、公路建设及旅游网络设想。

基于高分辨地形的秦岭山地滑坡特征参数提取分析

秦岭山地是我国滑坡地质灾害多发区和易发区之一,传统的野外调查方法获取滑坡特征参数往往费时费力,因此我们在校园径流小区对消费级无人机(DJI Phantom 3(4k))进行精度验证的基础上,对秦岭山地单体滑坡展开调查,通过ArcGIS 10.2,Global Mapper等软件提取滑坡特征参数,并对其进行分析。结果表明:①在没有布设地面控制的情况下,无人机能够获取地面水平重复精度0.5m、垂直重复精度0.2m的厘米级高分辨率DOM和DEM;②利用无人机和三维模型重建技术与GIS空间分析技术,提取了秦岭山地风枫沟滑坡的高精度几何与地形特征参数,这些参数可以帮助我们很好地解析滑坡高程分布、坡度陡缓、地形起伏以及滑动方向等特征,具有很高的应用价值;③这种新的非接触测量技术具有低成本、安全、快速、高分辨率的优势。

近60年秦岭山地旱涝变化规律

随着极端气候变化,山地灾害频发。基于秦岭山地32个气象站点的实测数据,以标准化降水蒸散指数(SPEI)为旱涝量化指标,研究了过去60年秦岭山地旱涝时空变化特征、频率、周期等变化规律,结果表明:(1)1960—2019年,秦岭山地年SPEI指数以0.124/10a的速度下降,其中,90.23%的面积呈显著下降趋势,1.96%的面积呈显著上升趋势,并在1990年发生干旱突变;秦岭北坡的干旱化趋势大于南坡,且高海拔地区干旱化更为明显。(2)突变前秦岭山地湿润比例平均值为36.94%,突变后下降为18.19%;干旱比例由突变前的17.64%急剧上升到突变后的38.19%;突变前30年秦岭山地极端干旱事件、严重干旱事件极少发生,发生频率几乎为0;突变后30年严重干旱和极端干旱事件发生频率增加,秦岭南北坡极端湿润和严重湿润事件近乎销声匿迹。(3)整体上,太阳黑子与秦岭山地旱涝变化以显著负相关关系为主;ENSO事件对秦岭山地的旱涝变化影响较大,在La Nina年易发生洪涝事件,在El Ni1o年易发生干旱事件;在不同时域范围内,海表温度距平(SSTA)对秦岭山地旱涝变化的影响不同:1990年以前,SPEI与SSTA存在显著的负相关关系;1990年后,SPEI与SSTA存在5—6年的强凝聚性共振周期,且SPEI滞后SSTA约1/4周期。

山地土地类型的结构分析与优化利用——以陕西秦岭山地为例

山地土地类型的多样性及其结构格局的序列性特征明显 ,相应地呈现出土地类型在空间、数量和质量等 3个方面的基本格局型式。格局分析能够揭示土地类型结构与功能的异质性及其有序性 ,从而为全面认识土地类型群体的生态属性与其演替规律提供重要的理论依据 ,同时为土地利用优化配置的实践提供科学指导。以陕西秦岭山地为例 ,进行了土地类型的结构分析 ,并根据山地类型结构格局的空间层次性、结构多级性和功能多元性的特点 ,提出了不同空间尺度下山地土地利用配置的模式及其优化利用方案。

秦岭山地森林植被变化及对气候响应的地形影响

地形是影响森林植被分布与生长的重要地理因子,秦岭山地作为中国中部重要生态屏障区,其森林植被变化及对气候变化响应研究受到广泛关注。基于2000—2014年秦岭山地MODIS NDVI、DEM、气温和降水数据,利用线性趋势法和相关系数对森林植被变化及对气候响应的坡向、坡度影响进行了分析,研究结果:(1)秦岭山地森林植被以落叶阔叶林为主,占森林总面积的59.72%。按坡向划分,森林植被主要分布在半阳坡上,约占50%;按坡度划分,森林植被主要集中在斜坡和陡坡上,共占50%以上。(2)2000—2014年秦岭山地各森林植被NDVI均呈线性增加过程,在坡向和坡度上均表现为落叶阔叶灌木林线性增加速率最高、落叶阔叶林次之、常绿针叶林最低的特征,并且落叶阔叶灌木林、落叶阔叶林、常绿阔叶林的主体部分均呈显著的线性增加趋势,而针阔混交林、常绿针叶林的增加过程不显著。(3)秦岭山地森林植被与气温在不同坡向和坡度上均呈负相关关系,而与降水呈正相关关系,反映该区域热量条件充足,降水成为森林植被生长的主要限制因子。同时,在不同一坡向上,随着坡度的增加,气温、降水与森林植被的相关关系变化趋势较为一致。研究结果表明,秦岭山地地形条件对森林植被分布影响较大,而不同地形上水热条件对植被生长发育影响较小。