植被气候关系与我国的植被分区

气候制约着植被的地理分布,植被是区域气候特征的反映和指示,两者之间存在密不可分的联系.揭示植被与气候之间的关系是正确认识植被分布的前提,是进行植被区划的理论基础.植被区划是植被研究的归纳和总结,是其他自然地理区划和农林业区划的基础.本文在简要回顾中国植被气候关系及植被分区的研究历史的基础上,对我国以往的主要植被分区原则、依据和方案进行了评述,对有争议的主要植被界线进行了讨论.我们认为,在当今我国大部分地区的原生植被已遭到破坏的现实情况下,根据原生植被及其衍生植被类型的分布,确定其分布与限制性气候因子的关系,以此来进行植被带(区)的划分,不仅反映植被气候间密不可分的关系,在实践上也便于操作.尽管在一些植被带的命名、具体界线的划定上有分歧,但最近的中国植被分区方案大都认为我国基本的植被区有8至9个,即针叶林、针阔叶混交林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、常绿阔叶林以及雨林季雨林、草原、荒漠以及高寒植被.通过分析主要植被带附近的植被、气候等特征,本文认为,1)秦岭淮河线是一条重要的水分气候带,而不是温度带,不是亚热带植被的北界;2)我国亚热带植被的北界基本上沿长江北岸,从杭州湾经太湖、安徽宣城、铜陵经大别山南坡到武汉往西,与WI值130-140 ℃·月一致;3)我国热带区域的面积极小,仅分布在海南岛的东南部和台湾南端及其以南地区; 4) 我国东部地区暖温带的水热条件南北差异甚大,建议以秦岭淮河为界,将暖温带划分为两个植被带,即落叶阔叶疏林带和落叶常绿阔叶混交林带;华北地区的地带性植被为落叶阔叶疏林.最后,本文还强调了对应于气候变化进行动态植被分区的重要性.     

植被气候变化与我国的植被分区

气候制约着植被的地理分布,植被是区域气候特征的反映和指示,两之间存在密不可分的联系。揭示植被与气候之间的关系是正确认识植被分布的前提,是进行植被区划的理论基础,植被区划是植被研究的归纳和总结,是其他自然地理区划和农林业区划的基础,本在简要回顾中国植被气候关系及植被分区的研究历史的基础上,对我国以往的主要植被分区原则,依据和方案进行了评述,对有争议的主要植被界线进行了讨论,我们认为,在当今我国大部分地区的原生植被已遭到破坏的现实情况下,根据原生植被及其衍生植被类型的分布,确定其分布与限制性气候因子的关系,以此来进行植被带（区）的划分,不仅反映植被气候间密不可分的关系,在实践上也便于操作,尽管在一些植被带的命名,具体界线的划定上有分歧,但最近的中国植被分区方案大都认为我国基本的植被区有8至9个,即针叶林、针阔叶混交林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林,常绿阔叶林以及雨林季雨林,草朱、荒漠以及高寒植被,通过分析主要植被带附近的植被,气候等特征,本认为,1）秦岭淮河线是一条重要的水分气候带,而不是温度带,不是亚热带植被的北界;2）我国亚热带植被的北界基本上沿长江北岸,从杭州湾经太湖、安徽宣城、铜陵经大别山南坡到武汉往西,与WI值130-140℃,月一致;3）我国热带区域的面积极小,仅分布在海南岛的东南部和台湾南端及其以南地区;4）我国东部地区暖温带的水热条件南北差异甚大,建议以秦岭淮河为界,将暖温带划分为两个植被带,即落叶阔叶林疏林带和落叶常绿阔叶混交林带,华北地区的地带性植被为落叶阔叶疏林,最后,本还强调了对应于气候变化进行动态植被分区的重要性。     

4个常用的气候-植被分类模型对中国植被分布模拟的比较研究

 应用KAPPA一致性检验方法,比较研究了4个常用的气候植被分类模型：Penman模型、Holdridge生命地带系统、Kira模型和Thornthwaite模型对中国植被分布模拟的一致性和适用性。结果表明：这4个常用的气候 植被分类模型对中国植被区划一级分类的植被地理分布模拟效果较好。其中,Holdridge生命地带系统的KAPPA值达到0.57,模拟效果优于其它三者。但对特定地区,如青藏高原的植被地理分布,所有模型均需改进或引入新的影响因子才能较好地模拟二级植被区划的植被地理分布。1)Penman模型对温带草原和青藏高原的植被地理分布模拟的KAPPA值超过0.50,是4个模型中对青藏高原植被地理分布模拟效果最好的。2)Thornthwaite模型对热带雨林、季雨林植被地理分布模拟的KAPPA值达到0.40,可以弥补Holdridge生命地带系统对热带植被地理分布模拟精度的不足。3) Holdridge生命地带系统对中国植被地理分布模拟的效果最佳,但对西部季雨林、雨林区域(52)、西部草原亚区域(63)、青藏高原温性荒漠地带(86)和温性草原地带(84)的模拟程度不理想。4)Kira模型对亚热带常绿阔叶林植被地理分布的模拟效果可与Holdridge生命地带系统相媲美;对低海拔和湿润、湿润地区植被地理分布的模拟效果尚可,但在温带荒漠区与青藏高原区植被地理分布的模拟效果与实际相差较远。     

小五台山北台林线附近的植被及其与气候条件的关系分析

在野外调查的基础上,对小五台山林线的范围进行了划分,探讨了林线附近植物种类组成的多样性随海拔高度的变化,并对林线及其附近分布的主要乔木树种的气候指示意义进行了分析。结果表明,小五台山北台北坡的林线是一种渐变式的林线,其海拔高度范围为2620－2800m。林线中草本植物组成丰富,其多样性高于亚高山草甸和山地针叶林。从林线中心向亚高山草甸和森林带,物种替代率逐渐升高,在林线的边缘达到最高。桦、白扦、华北落叶松可作为环境变迁研究的生态指示种。定量地给出了各主要树种在研究区内分布范围的气候指标。对分析我国暖温带北带的植被特征以及这一地区植被对气候变化的响应提供了定量化依据。     

中国气候-植被关系初探

气候—植被分类必须强调气候因子的综合影响及其指标的区域性。一般的气候观测缺乏在生物学上具有重要与综合的作用或代表性,而区域潜在蒸散包括从所有表面的蒸发与植物蒸腾,并涉及到决定植被分布的两大要素：温度和降水。因此,区域潜在蒸散具有作为植被—气候相关分析与分类的综合气候指标的功能。本文首次根据区域潜在蒸散对气候—植被关系的热量与水分指标进行了初步探讨,提出了进行气候—植被关系的热量指标(TI)和区域湿润指标(RMI),并据此对中国气候—植被关系进行了初步的定量研究。该研究对于了解气候—植被之间的相互关系,正确地评估和预测全球变化对人类及生物所赖以生存的生态环境的影响具有重要的理论和现实意义。     

中国气候－植被关系初探

气候－植被分类必须强调气候因子的综合影响及其指标的区域性。一般的气候观测缺乏在生物学上具有重要与综合的作用或代表性,而区域潜在蒸散包括从所有表面的蒸发与植物蒸腾,并涉及到决定植被分布的两大要素：温度和降水。因此,区域潜在蒸散具有作为植被－气候相关分析与分类的综合气侯指标的功能。本文首次根据区域潜在蒸散对气侯－植被关系的热量与水分指标进行了初步探讨,提出了进行气候－植被关系的热量指标（ＴＩ）和区域湿润指标（ＲＭＩ）,并据此对中国气侯－植被关系进行了初步的定量研究。该研究对于了解气候－植被之间的相互关系,正确地评估和预测全球变化对人类及生物所赖以生存的生态环境的影响具有重要的理论和现实意义。     

我国6ka BP植被变化的气候模拟研究

根据花粉恢复的古植被表面中国森林区的常绿阔叶,和叶阔叶林以及针叶林在6Ka BP向北扩张,反映了6ka BP夏季和冬季均比现代温暖的气候特征,然而,根据地球轨道参数变化驱动的气候模式,由于6kaBP时北半球夏季太阳辐射高于现代,而冬季太阳辐射低于现代,模拟的6ka BP夏季温度比规划温暖,但冬季比现代寒冷,模拟得出的冬季寒冷与地 冬季增温不一致,说明6ka BP的气候和植被变化并不完全受到太阳辐射变化的控制,针对这一重大缺陷,我们利用具有陆面过程的全球大气环流模型（ACCM＋SsiB),采用了外动力太阳辐射变化和古地表状史的强迫边界场进行了古气候模拟试验,模拟结果能够捕捉到亚洲季风地区6kaBP冬季气候变暖的气候特征,初步阐明6ka BP植被变化的气候动力学机制。     

基于MODIS的中国陆地植被生长及其与气候的关系

基于MODIS2000~2005(缺2004年)5a每8d的GPP资料,分析了中国陆地植被生长特征,讨论了我国气候因子(温度、降水以及辐射)对同期植被生长的影响。研究结果显示,中国陆地植被的年均GPP分布范围在0~3252.6gC.m-.2a-1之间,5a平均值为491.1gC.m-.2a-1;年均GPP最大的地方主要分布于云南南部、海南、台湾以及东南沿海部分地区,最小值主要出现在青藏高原、新疆以及内蒙古西部等高寒、干旱地区。温度是影响同期我国陆地植被生长的主要因子,其次为降水,辐射对我国陆地植被的影响比较小,主要影响区域在华南地区。陆地植被GPP与温度和降水的相关系数在我国表现为自北向南逐渐减小的分布特征,与对应气候因子的分布呈反向关系;而GPP与云量的相关系数则自北向南逐渐增大。     

山西高原植物与气候的关系分析及植被数量区划的研究

本文利用去势典范对应分析和数量区划的方法,研究了山西高原植被与气候之间的关系,并进行了数量区划,排序的结果表明：ＤＣＣＡ的第一轴代表山西高原植被和气候梯度的纬向性,热量梯度是决定植被分布最主要的气候因子,水分梯度中的年降水量也对第一轴有较大的影响,由于山西高原南北跨度大,植被与气候因子表现明显的纬向性;ＤＣＣＡ第二轴代表山西高原植被和气候梯度的经向性;与ＤＣＣＡ第二轴相关性较大的是水分因子中的年降     

内蒙古草原区植被净初级生产力及其与气候的关系

利用NOAA/AVHRR GIMMSNDVI数据、土地覆盖分类数据、气象数据等,基于改进的基于光能利用率的净初级生产力(Net Primary productivity,NPP)遥感估算模型对内蒙古草原区1982-2006年的NPP进行估算,并分别以年、季节和月为时间单位,计算基于像元的NPP与降水、温度之间的相关及偏相关系数,分析不同时间单位及尺度上NPP与气候的关系。结果表明,1982-2006年内蒙古草原区NPP总量呈波动增加的趋势,平均增加值为0.861Mt C/a。以年为时间单位,内蒙古草原区年NPP与降水的关系比较明显。以季节为时间单位,年际春季和夏季NPP与降水的关系比较明显,秋季二者关系相对较弱,春季和秋季NPP与温度的相关系数和偏相关系数空间格局比较一致,且相关性明显高于夏季。以月为时间单位的相关水平明显高于年际水平,多年平均年内月NPP与降水、温度的相关程度明显增强,除去降水的影响,月均温对NPP的影响明显下降,且空间格局也有明显的变化,说明以月为时间单位在年内尺度上降水对植被生长的影响比温度要大。而以4、7、10月份为例,在年际尺度上,虽然各月份NPP均受降水的影响较大,但与降水关系最为密切的是4月份和10月份NPP,与之相比,7月份NPP与温度的关系明显高于其他两月。     

北方农牧交错带植被重建中适宜乔、灌、草种的生态区划

因遭受滥垦及过度放牧破坏的中国北方农牧交错带亟待进行植被的恢复和重建.本文从为该区域植被的恢复与重建提供植物物种上的支持出发,对适宜该区域生长与分布的乔、灌、草种进行了生态区划.生态区划的原则概括为4条:生态保育优先、有利生产发展、适地适树适草以及参考行政区划边界.在该原则指导下,依据限定农牧交错带植物生长和分布的主要生态因子:年最低日均温、年大于0℃积温、湿润度指数(年降水量与年大于0℃积温之比)、反映区域地表组成物质、地形及气候特征影响的土壤类型等,将农牧交错带划分为7个不同的生态区域,依次为:Ⅰ.松辽平原西部及大兴安岭山地区,Ⅱ.辽河上游风沙区,Ⅲ.蒙古高原中、东部及冀西北山地区,Ⅳ.吕梁山、太行山、燕山山地区,Ⅴ.鄂尔多斯高原风沙区,Ⅵ.陕北、陇东黄土高原区,Ⅶ.陇中及青海高原东部黄土区.在上述分区的基础上,对以往文献报道中出现的适宜该区域生长和分布的乔、灌、草,包括乡土种和人工栽培或引种的外来种,按其生态习性分别进行了细致的甄别选择,并在文中择其精要予以列出.     

北方农牧交错带植被重建中适宜乔、灌、草种的生态区划

因遭受滥垦及过度放牧破坏的中国北方农牧交错带亟待进行植被的恢复和重建。本文从为该区域植被的恢复与重建提供植物物种上的支持出发,对适宜该区域生长与分布的乔、灌、草种进行了生态区划。生态区划的原则概括为4条：生态保育优先、有利生产发展、适地适树适草以及参考行政区划边界。在该原则指导下,依据限定农牧交错带植物生长和分布的主要生态因子：年最低日均温、年大于0℃积温、湿润度指数(年降水量与年大于O℃积温之比)、反映区域地表组成物质、地形及气候特征影响的土壤类型等,将农牧交错带划分为7个不同的生态区域,依次为：I．松辽平原西部及大兴安岭山地区,II．辽河上游风沙区,In．蒙古高原中、东部及冀西北山地区,Ⅳ．吕梁山、太行山、燕山山地区,V．鄂尔多斯高原风沙区,Ⅵ．陕北、陇东黄土高原区,Ⅶ．陇中及青海高原东部黄土区。在上述分区的基础上,对以往文献报道中出现的适宜该区域生长和分布的乔、灌、草,包括乡土种和人工栽培或引种的外来种,按其生态习性分别进行了细致的甄别选择,并在文中择其精要予以列出。     

中国北方干湿气候区C_3草本植物δ~（13）C值及其与湿润指数的关系

通过对中国北方C3草本植物稳定性碳同位素的测定以及有关该区植被碳同位素资料的收集,共获取了47个样点的地理位置、气候因子和325个植物样品的碳同位素数据;计算了中国北方不同气候分区的湿润指数,分析了C3草本植物δ13C值的空间特征以及与湿润指数等环境因子之间的关系。在所调查的范围内,中国北方地区C3草本植物δ13C值的分布区间为-29.9‰--25.4‰,平均值为-27.3‰。C3草本植物δ13C的平均值从半湿润地区到半干旱地区再到干旱地区显著变重;3个气候分区植物δ13C值的变化范围分别是-29.9‰--26.7‰（半湿润区）、-28.4‰--25.6‰（半干旱区）和-28.0‰--25.4‰（干旱区）。一元回归分析表明,各气候分区C3草本植物δ13C值与湿润指数的关系存在差异,在半干旱区、半湿润区和整个北方地区,C3草本植物δ13C值与湿润指数均呈显著线性负相关（P〈0.05）,随着湿润指数的增加,C3植物δ13C平均值均变轻,但下降幅度不同。而在北方干旱气候区内,C3草本植物δ13C与湿润指数呈显著正相关（P〈0.05）,湿润指数每升高0.1,植物δ13C平均值增加1.3‰。年均温度可能是决定该区内各样点湿润指数和C3植物对13C分馏能力差别的主要原因。     

Vegetation Change and Soil Nutrient Distribution along an Oasis-Desert Transitional Zone in Northwestern China

Many studies have focused on soil nutrient heterogeneity and islands of fertility in arid ecosystems. However, few have been conducted on an oasis-desert transitional zone where there is a vegetation pattern changing from shrubs to annual herbs. The goal of the present study was to understand vegetation and soil nutrient heterogenity along an oasis-desert transitional zone in northwestern China. Three replicated sampling belts were selected at 200 m intervals along the transitional zone. Twenty-one quadrats （10 x 10m） at 50m intervals were located along each sampling belt. The vegetation cover was estimated through the quadrats, where both the soil under the canopy and the open soil were sampled simultaneously. The dominated shrub was Haloxylon ammodendron in the areas close to the oasis and Nitraria tangutorum dominated the areas close to the desert. In general, along the transitional zone the vegetation cover decreased within 660 m, increased above 660 m and decreased again above 1 020 m （close to the desert）. The soil nutrients （organic matter, total N, NO3^- and NH4^＋） showed significant differences along the zone. The soil nutrients except the soil NH4^＋ under the canopy were higher than those in open soil, confirming ＂islands of fertility＂ or nutrient enrichment. Only a slight downward trend of the level of ＂islands of fertility＂ for soil organic matter appeared in the area within 900 m. Soil organic matter both under canopy and in interspace showed a positive correlation with the total vegetation cover, however, there was no significant correlation between the other soil nutrients and the total vegetation cover. We also analyzed the relationship between the shrubs and annuals and the soil nutrients along the zone. Similarly, there was no significant correlation between them, except soil organic matter with the annuals. The results implied that annual plants played an important role in soil nutrient enrichment in arid ecosystem.     

巴丹吉林沙漠南缘植被物种多样性及其与土壤特性的关系

通过对巴丹吉林沙漠南缘地区植被的野外调查,探讨了植被物种组成与物种多样性对样地沿距沙漠中心的距离变化的响应,以及物种多样性与土壤因子间的关系。结果表明:(1)研究区主要物种共计10科18属20种,植物种类以沙漠旱生植物为主,样地的植被群落类型都是灌木与草本植物群落。(2)随着样地向沙漠外缘的延伸,植物种类和数量逐渐增多,群落结构更加复杂化和多样化;样地Shannon-Wiener指数和Simpson指数呈上升趋势,优势度指数逐渐下降;灌木层与样地的α多样性指数变化趋势一致,草本层变化幅度较小;β多样性指数中BrayCurtis指数呈下降趋势,说明植物群落之间的物种替换速率降低。(3)物种多样性指数与土壤因子的相关关系及逐步回归分析表明土壤有机质和土壤全氮含量对植被的影响显著,土壤表层20~40cm中的土壤速效磷与样地物种多样性和草本层物种多样性之间具有显著相关关系。     

青海茶卡-共和盆地及其毗邻地区种子植物区系

茶卡-共和盆地及其毗邻地区位于青海省的东部,约处于北纬34°45′～37°00′,东经98°45′～101°30′。海拔2800～5305m,面积约38300km2,属于高原大陆性气候类型。本区共有野生种子植物59科、277属、854种。分别占青海省总科数的65.56%、总属数的54.53%、总种数的37.37%。区系特征如下:1、种类相对较贫乏,木本更贫乏。2、就属的层面而言,本区属于以北温带成分,特别是欧亚大陆温、寒地带典型成分为优势的,兼具旱生温性、耐寒温性和高寒类型的温带区系性质。3、许多种、属和热带类型均以本区为边缘分布区,因而区系的边缘性质明显。4、为青藏高原高寒区系、黄土高原温性(草原)植物区系和亚洲东部荒漠区系在我国的交汇过渡区,区系的过渡性质明显。5、是青藏高原植物亚区唐古特地区的一部分。6、是青海植物区系或“唐古特植物地区”划分植物亚地区的关键区域。     

林草交错区植被动态变化及其影响因子——以中国东北大兴安岭为例

东北大兴安岭林草交错区对气候变化和人类活动高度敏感是我国重要的生态脆弱区,研究表征生态环境变化的植被指数时空变化及驱动因子是制定政策、改善生态环境的理论基础。基于此,利用遥感区域分析和地面实证分析对大兴安岭林草交错区的植被变化趋势及影响因子进行分析,并通过重要性指标定量阐述环境因子和人类活动因子影响的相对重要性。结果表明：1982-2015年的植被呈退化趋势（-0.02/10a）,最低温度、平均温度和最高温度均呈增温趋势分别为0.13℃/10a、0.16℃/10a和0.20℃/10a,而年平均降水量呈下降趋势（-16.3 mm/10a）。植被NDVI随云量的增加而降低（R=-0.21）,并且显著负相关占总面积的24.98%。NDVI随最低温度、平均温度和最高温度的增加而增加（R_TMN=0.01、R_TMN=0.02和R_TMN=0.04）。潜在蒸散对NDVI的影响存在差异,降水量在200-400 mm NDVI与潜在蒸散显著负相关（占总面积18.60%）,400 mm以上显著正相关且占总面积16.01%。降水量与NDVI正相关（R=0.03）,其中显著正相关占总面积的19.55%,显著负相关仅占总面积的5.31%。降水量是陈巴尔虎旗、新巴尔虎左旗以及鄂温克族自治区西部植被（草地）的主导影响因子,云分量是东部林地的主导影响因子。此外,实证分析结果表明人类活动因子（家畜密度和开垦面积）对NDVI的解释率高于温度和降水,并且人类活动的平均重要性指标（VIP_{人类活动因子}=2.48）高于气候因子（VIP_气候因子=0.80）,气候因子中的降水解释率和重要性均高于温度。因此,气候变暖背景下,东北林草交错区气候呈变暖变干旱趋势,而人类活动因子对植被的影响作用不容忽视,合理调控农牧业是改善林草交错区植被生态系统稳定可持续的重要途径。