2000-2017年秦岭山地植被物候变化特征及其南北差异

气候变化背景下开展山地过渡带植被物候变化规律及区域差异研究对于揭示过渡带对气候变化的响应方式具有重要意义。基于2000-2017年MODIS EVI₂数据,反演了秦岭山地植被物候参数并建立了遥感物候数据集,分析了近18年来秦岭山地植被物候变化的时空特征及其南北差异。结果表明：①秦岭山地植被物候变化表现出明显的地形和气候地域分异规律,尤以高海拔区的变化最为显著,全区GSS （物候始期）主要发生于70-130DOY （Day of Year）,83.29%的区域呈提前趋势,提前主要集中在0-5d/10a （44.46%）与5-10d/10a （28.60%）;GSE （物候末期）主要发生于270-310DOY,50.17%的区域呈推迟趋势,变化趋势不明显;GSL （生长期）集中在150-210d,65.34%的区域呈延长趋势,延长在0-5d/10a （19.28%）、5-10d/10a （20.71%）及10-15d/10a （14.12%）均有分布。②秦岭山地GSS对气候变化的响应程度显著大于GSE,南北坡植被物候变化不仅存在区域差异且存在季节差异,GSS北坡较南坡平均约早6.2d且南坡提前趋势较北坡显著,GSE南坡较北坡平均约晚5.8d且北坡推迟趋势较南坡显著,GSL北坡较南坡约长18.7-23.2d。③GSS、GSS及GSS变化表现出显著的海拔敏感性,随着海拔上升,GSS逐渐推迟,GSE逐渐提前,GSL逐渐缩短,三者在海拔≤600m及≥2700m地区随海拔变化的波动幅度较大,南北坡三者随海拔的变化亦存在明显的差异,海拔每上升100m,北坡GSS推迟1.76d,GSE提前0.25d,GSL缩短2.01d;南坡GSS推迟1.50d,GSE提前0.44d,GSL缩短1.94d。④不同植被垂直带上GSS、GSE及GSL的变化存在明显差异,尤以≤600m植被带上及高山灌丛草甸带上的差异最为明显,且三者在高山灌丛草甸带的发生时间及时长北坡与南坡发生转换,表现为GSS、GSE、GSL北坡较南坡分别平均早3.5d、晚2.9d、长6.4d。     

华南三省(区)2001—2020年植被物候时空变化

为深入了解气候变化对我国热带亚热带季风区植被物候的影响,该文基于2001—2020年MODIS EVI时序数据,采用Double Logistic法和阈值法提取华南三省(区)植被物候参数,分析了华南三省(区)植被物候的时空变化特征。结果表明, 研究区植被返青期主要集中在第90~105天,枯黄期在第320~335天,生长季在第220~235天。20年来植被返青期推迟,枯黄期基本不变,生长季缩短。在空间分布上,返青期在两广地区自西向东、自北向南逐渐推迟,海南则自东北向西南逐渐推迟;枯黄期表现为在两广中部晚、周边早,在海南中部早、周边晚的分布特征;生长季在两广地区整体自西向东逐渐缩短,在海南则自西南向东北逐渐延长。随着海拔增高,不同地区和不同植被的返青期差异较大,且波动性较大,而枯黄期先推迟后提前,生长季先延长后缩短。这揭示了气候变暖背景下华南三省(区)植被物候的变化特征,对更全面认识我国南方植被对气候变暖的响应有指导意义。     

中国东北城乡植被物候时空变化及其对地表温度的响应

以中国东北地区的沈阳、长春、哈尔滨3个大城市及其周边的乡村为研究单元,在像元尺度上采用小波变换法对长时间序列中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)增强植被指数(Enhanced Vegetation Index, EVI)数据滤除噪声数据后重建平滑的EVI曲线,基于EVI曲线,采用动态阈值法提取出研究区2009—2016年植被关键物候期参数指标,即植被生长季开始时间(Start of Growing Season, SOS)和结束时间(End of Growing Season, EOS),分析各研究单元植被物候时空变化特征及其对地表温度的响应特征。结果表明:各研究单元SOS和EOS值的空间分布图存在明显的城乡差异。每一个像元所属的实际位置距离城区中心越近,其SOS值越小,EOS值越大,表明植被生长季开始日期早结束日期晚,整个植被生长期时间变长。各研究单元植被物候参数指标的年际变化趋势具有一定的相似性,即SOS随时间均呈现出提前趋势,且城区和乡村的SOS年际变化趋势保持一致,变化速率各不相同。研究区...     

藏北高原典型植被样区物候变化及其对气候变化的响应

植被物候作为陆地生态系统对气候变化的响应和反馈的重要指示,已成为区域或全球生态环境领域研究的热点。基于非对称高斯拟合方法重建了2001—2010年MODIS EVI时间序列影像,利用动态阈值法提取藏北高原植被覆盖2001—2010年每年关键物候参数。选取研究区内东部高寒灌丛草甸、中部高寒草甸及西部高寒草原和高寒荒漠4种典型植被类型,并结合附近的4个气象台站气候资料,分析典型植被物候在近10a对关键气候因子的响应特征。研究结果表明:(1)4种不同典型植被的物候特征(EVImax降低、返青期延后和生长季长度缩短)均表现出高寒灌丛草甸→高寒草甸→高寒草原→高寒荒漠草原的过渡;(2)藏北高原近10a的年平均气温及春、夏、冬三个季度的平均气温均呈显著升高的趋势,升温幅度在0.8—3.9℃/10a,降水减少趋势不显著,在这种水热条件下典型植被均表现出返青提前(7.2—15.5d/10a)、生长季延长(8.4—19.2d/10a)的趋势,而枯黄出现时间为年际间自然波动;(3)高寒灌丛草甸EVImax主要受春季降水量和气温影响,且降水的影响程度大于气温;对高寒草甸植被而言,春、夏季的气温和降水均有较大的影响;而高寒草原和高寒荒漠草原主要受夏季平均气温和降水量影响;(4)高寒灌丛草甸的返青时间主要受前一年秋季降水量的影响,相关系数达-0.579;而高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原主要受春季平均气温影响,高寒荒漠草原的特征最为明显(r=-0.559)。     

中国东部南北样带主要植被类型物候期的变化

植被物候期的变化是全球变化研究的热点问题, 因为物候过程是反映植被对气候变化响应的最直接和最敏感的生态学过程之一, 大尺度植被物候学过程主要以植被的季节动态体现其对气候变化的长期适应过程。基于NOAA/AVHRR从1982年至2006年的双周归一化植被指数NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)数据, 依托中国东部南北样带, 对主要植被类型的物候过程进行模拟, 并计算了主要物候现象(包括返青起始期、休眠起始期和生长季长度)的发生时间和演变趋势。结果表明: 返青起始期显著提前的植被有温带针叶林(TCF, 0.56 d·a^-1)、温带草丛(TG, 0.66 d·a^-1)、亚热带热带针叶林(STCF, 0.46 d·a^-1)、亚热带落叶阔叶林(SDBF, 0.58 d·a^-1)和亚热带热带草丛(STG, 0.89 d·a^-1); 休眠起始期显著推迟的植被有寒温带温带针叶林(TCTCF, 0.32 d·a^-1)、SDBF (0.80 d·a^-1)和温带落叶阔叶林(TDBF, 0.18 d·a^-1); 此外, 大部分植被类型的生长季长度都有所延长, 但延长的方式不同: TCF (0.77 d·a^-1)是由于返青起始期显著提前造成的; TCTCF (0.38 d·a^-1)和TDBF (0.36 d·a^-1)是由于休眠起始期显著推迟造成的; TG (0.76 d·a^-1)、STCF (0.83 d·a^-1)、SDBF (1.40 d·a^-1)和STG (1.30 d·a^-1)等是由于返青起始期提前和休眠起始期推迟共同造成的。对温度和降水的变化进行分析发现, 温度对南北样带上植被物候的影响较大, 而降水对物候的影响相对较小, 不同植被类型对温度的响应各异。在南北样带上存在的热量梯度, 使得整条样带上植被的物候现象也表现出时间梯度, 从返青起始期发生的时间上比较, 从北向南逐渐推迟, 即寒温带植被>温带植被>亚热带植被; 休眠起始期和生长季长度则正好相反, 亚热带植被>温带植被>寒温带植被。     

秦岭石瓮山地植被研究

石瓮山地共有野生种子植物113科,421属,813种。其植物区系具有地理成分复杂、分布类型多样、温带性质强烈、区系起源古老、特有现象明显的特点。植被类型多样,有3个植被型组、9个植被型、10个植被亚型、16个群系组和41个群系。     

基于秦岭样区的四种时序EVI函数拟合方法对比研究

函数曲线拟合方法是植被指数时间序列重建的一个重要方法,已经广泛应用于森林面积动态变化监测、农作物估产、遥感物候信息提取、生态系统碳循环研究等领域。基于秦岭样区多年MODIS EVI遥感数据及其质量控制数据,探讨并改进了时序EVI重建过程中噪声点优化和对原始高质量数据保真能力的评价方法;在此基础上,比较了常用的非对称性高斯函数拟合法(AG)、双Logistic函数拟合法(DL)和单Logistic函数拟合法(SL)。基于SL方法,调整了模型形式并重新定义d的参数意义,提出了最值优化单Logistic函数拟合法(MSL),并与其他3种方法进行对比。结果表明;在噪声点优化及保留原始高质量数据方面,AG方法和DL方法二者整体差别不大,而在部分像元的处理上AG方法表现出更好的拟合效果;MSL方法和SL方法相比于AG方法和DL方法其效果更为突出;在地形气候复杂,植被指数噪声较多的山区,MSL方法表现出更好的适用性。     

秦岭植物区系和植被研究概述

秦岭植物区系和植被研究概述傅志军,张行勇,刘顺义（宝鸡文理学院地理系,陕西宝鸡７２１００７）（陕西省西北植物研究所,中国科学院西北植物研究所陕西杨陵７１２１００）陶铭（陕西师范大学,西安７１００６２）关键词秦岭,植物区系,植被,研究概述ＴＨＥＳＵＭＭ...     

秦岭火地塘真菌群落海拔分布格局

土壤真菌在自然生态系统的养分循环和土壤碳储存方面起重要作用.秦岭火地塘林区在不同海拔分布着不同的优势树种,但其相应的土壤特征及微生物群落的海拔分布格局仍不明晰.本研究分析了5个海拔处(1500、1700、1900、2100和2300 m)的土壤特征变化趋势,并在高通量测序基础上研究了真菌群落格局.结果表明:土壤有效磷含...     

北半球中高纬度地区近30年植被春季物候温度敏感性

北半球气候变暖导致植被春季物候开始日期显著提前,温度对春季物候的促进作用是一个过程事件而非瞬时事件,且存在空间差异。该研究在以前研究的基础上,进一步分析温度对植被物候的作用方式,并探讨春季物候温度敏感性的空间特征及影响因素。利用GIMMS3g卫星植被指数产品,采用5种方法提取1982–2009年植被春季物候,并结合格网气象数据计算植被春季物候的温度敏感性,着重分析自然植被春季物候温度敏感性与环境因素的关系。结果表明,温度是北半球植被春季物候的主要制约因素,54%的像元显示温度最大效应发生在物候开始当月和之前一个月。温度主导的春季物候的像元中,91.3%的像元指示早春温度对物候开始的促进作用。植被春季物候的温度敏感性存在空间异质性,随着区域环境因素的不同,年际温度标准差、累积降水量和辐射对植被春季物候温度敏感性都具有各自或协同的调控作用。     

Seasonal Altitudinal Movements of Golden Takin in the Qinling Mountains of China

Abstract: We studied seasonal movements of golden takin (Budorcas taxicolor bedfordi), a large, social, forest-dwelling ungulate, by radiotracking and field surveys during 1995–1996 and 2002–2005 at Foping National Nature Reserve on the southern slope of the Qinling Mountains, China. Takins inhabited forests and subalpine meadows at an altitudinal range from 1,360 m to 2,890 m. Our results showed that golden takins had a complicated seasonal movement pattern and underwent altitudinal migration 4 times each year. Takins occupied a high-altitude range during summer, stayed at low-altitude ranges for short periods during spring and autumn, and resided at an intermediate-altitude range during winter. Changes in plant phenology may have caused seasonal movements. Reserves for takin conservation should incorporate lower altitude habitats than those takins use in spring and autumn, and seasonal movements by takins should be protected from disturbance by human activities. (JOURNAL OF WILDLIFE MANAGEMENT 72(3):611–617; 2008)     

秦岭山地针叶树种树木生长对气候变化的响应

秦岭作为我国重要的地理分界线,其亚高山针叶林生态系统在区域乃至更大尺度范围的水源涵养、生物多样性维护、气候调节等方面具有重要价值。近几十年,秦岭地区大幅升温且存在空间异质性。研究秦岭针叶林带树木生长对气候变化的响应规律对于气候变化下山地森林保护与管理具有重要价值。本文综述了秦岭西部、中部和东部不同海拔针叶树种树木生长与气候的响应关系,从树木径向生长、NDVI、物候和物种分布范围等方面探讨了气候变化对针叶树种的影响,并对树木生长响应气候变化研究中可能存在的问题和研究前景进行了展望。     

秦岭毛茛属植物(毛茛科)的分类学研究

记载了产于秦岭的毛茛属植物共11种,4变种,其中含秦岭分布新记录4种、3变种,它们是:美丽毛茛、丽江毛茛(变种)、毛果毛茛(变种)、丝叶毛茛(变种)、褐鞘毛茛、愚毛茛、匍枝毛茛;另外,收录了《秦岭植物志》遗漏的另外2种,即太白山毛茛和细长喙毛茛。经研究认为,《秦岭植物志》原记载的小毛茛Ranunculus ternatusThunb.在秦岭无分布。给出了秦岭毛茛属植物分种(变种)检索表;对每一种及种下等级的产地及分布进行了详细的论述。     

陕西秦岭及大巴山地区的鸟类资源调查

近20多年的野外调查发现,陕西秦岭及大巴山地区的鸟类资源丰富,分布有475种鸟类,多为留鸟、夏候鸟和旅鸟。它们中有中国特有鸟类34种,国家Ⅰ级重点保护的鸟类9种,国家Ⅱ级重点保护的鸟类55种,还有28种鸟类被列入中国濒危动物红皮书及11种被列入世界自然保护联盟(IUCN)濒危物种红色名录中。目前因分布在自然保护区内而受到保护的鸟类有390种,占总种数的82.1%。保护区的存在有利于保护秦岭及大巴山地区的鸟类资源。     

秦岭华山松群落数量分类研究

以秦岭华山松群落为研究对象,采用典型取样和随机取样相结合的方法在秦岭林区取400 m^2的样地36块.运用植被排表分析法和Ward最小距离聚类的方法将秦岭华山松进行了分类.结果表明,秦岭华山松群落可以分为5个群丛组7个群丛：华山松＋美丽胡枝子＋荩草群丛;华山松＋美丽胡枝子＋毛叶轴脉蕨群丛;华山松＋蔷薇＋崖棕群丛;华山松＋短梗胡枝子＋深绿蒿群丛;华山松＋陕西绣线菊＋香青群丛;华山松＋陕西绣线菊＋光蹄盖蕨群丛;华山松＋蛇梅群丛.同时针对不同群丛的特点提出合理化的经营和管理措施.     

秦岭生态系统服务协同与权衡的时空异质性

秦岭是我国重要的生态功能区,探究秦岭生态系统服务权衡与协同关系对区域的生态保护和高质量发展意义重大。本研究基于遥感、气象、土壤质地等数据,在分析2000、2010和2020年土地利用时空变化的基础上,采用CASA、InVEST和RUSLE模型计算秦岭地区植被固碳量、产水量、生境质量和土壤保持量,并探讨空间异质性特征及生态系统服务关系。结果表明: 2000—2020年,研究区耕地、草地面积持续减少,林地和建设用地面积增长,水域和未利用地变化不明显。研究区固碳量东高西低,呈增长趋势;产水量持续减少,呈现南坡高、北坡低的格局;生境质量稳定增长;土壤保持量先增后减。不同地类的生态系统服务各有差异,同一地类的各个生态系统服务也各不相同。全域尺度下固碳与土壤保持、生境质量与土壤保持、固碳与生境质量皆呈协同关系,固碳与产水、土壤保持与产水、生境质量与产水为权衡关系,但不同条件下服务量间的关系存在明显差异。研究结果有助于降低权衡风险,使总体效益最大化,可为促进生态高质量发展、实现自然资源管理与人类福祉的双赢提供参考依据。     

秦岭地区五味子属植物野生资源调查

通过查阅标本、文献,走访和实地考察等多种方式,对陕西省6市20县26乡镇五味子属野生植物资源现状及分布进行调查。结果表明,秦岭地区有6种五味子属植物,华中五味子(Schisandra sphenanthera)、红花五味子(Schisandra rubriflora)、大花五味子(Schisandra grandiflora)、铁箍散(Schisandra propinqua var.sinensis)、金山五味子(Schisandra glaucescens)和狭叶五味子(Schisandra lancifolia),分布于海拔500~2800 m之间,华中五味子数量多且分布广,大花五味子相对稀少。根据调研确定不同地区各种五味子的花期和果期,并制定分种检索表,补充了秦岭地区五味子属植物的分布状况。调查显示,分布区内五味子属野生植物资源遭到不同程度破坏,特别是稀少种亟待保护。本研究为道地药材的合理采收和可持续利用、加强对稀少物种的保护提出了建议。     

秦岭蕨类植物补遗

在研究秦岭蕨类植物的过程中,对秦岭地区的蕨类植物标本和有关文献作了进一步整理研究,发现秦岭植物志第二卷中有一些遗漏的科,属和种,其计3科,8属,21种,现给予补充记载,并报道了它们的名称和常误用的异名,分布和生境。