氣候變化背景下秦嶺山地植被響應(yīng)與適應(yīng)
氣候變化對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響及其適應(yīng)一直是全球變化研究的熱點(diǎn)之一。秦嶺山地是我國重要的氣候和生物地理分界線，同時(shí)又是南水北調(diào)中線的主要水源地。本書借助3S技術(shù)、以植被指數(shù)NDVI、樹木年輪、野外樣方調(diào)查、物候觀測(cè)數(shù)據(jù)及自有建站以來的氣象資料等為依據(jù)，研究了秦嶺山地1959-2015年56年來氣候變化空間分布規(guī)律，從宏觀尺度-典型生態(tài)區(qū)-群落-樹種等視角揭示了秦嶺山地植被對(duì)氣候變化的響應(yīng)規(guī)律及其響應(yīng)機(jī)理，揭示了林線主要樹種太白紅杉和巴山冷杉對(duì)氣候變化的響應(yīng)機(jī)制，并對(duì)不同氣候變化情景下的秦嶺山地氣候與植被進(jìn)行了預(yù)測(cè)。本書的研究?jī)?nèi)容，不僅探討了秦嶺山地氣候變化與植被響應(yīng)的規(guī)律與相互關(guān)系，而且重建了200年來的歷史氣候，并對(duì)不同氣候變化情景下未來氣候和植被進(jìn)行了預(yù)測(cè)，因此，可為本地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和資源持續(xù)利用管理提供理論支撐。
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目錄
前言
第1章 秦嶺山地自然地理概況與生態(tài)服務(wù)功能 1
1.1 秦嶺山地地理環(huán)境概況 1
1.1.1 秦嶺山地概況及地理位置 1
1.1.2 秦嶺山地光熱資源空間分布 2
1.1.3 秦嶺山地水文水資源狀況 10
1.1.4 秦嶺山地土壤類型及其分布 15
1.1.5 秦嶺山地植被分布 16
1.1.6 秦嶺山地土地利用現(xiàn)狀 20
1.2 秦嶺山地植被凈初級(jí)生產(chǎn)力時(shí)空格局 21
1.2.1 模型選擇 21
1.2.2 秦嶺山地植被凈初級(jí)生產(chǎn)力NPP空間分布 22
1.2.3 秦嶺山地1982～2009年NPP變化趨勢(shì) 23
1.3 秦嶺山地生態(tài)系統(tǒng)水源涵養(yǎng)服務(wù)及其影響因素 24
1.3.1 水源涵養(yǎng)服務(wù)評(píng)估方法 25
1.3.2 水源涵養(yǎng)服務(wù)評(píng)估——以商洛市為例 25
1.3.3 秦嶺北麓水源涵養(yǎng)服務(wù)空間格局 30
1.4 本章小結(jié) 32
參考文獻(xiàn) 32
第2章 1959～2015年秦嶺氣候變化規(guī)律與特征 34
2.1 秦嶺太白山氣溫直減率時(shí)空差異性 34
2.1.1 秦嶺太白山概況與數(shù)據(jù)源 34
2.1.2 資料的可信度分析 37
2.1.3 太白山南北坡年均溫隨海拔變化的規(guī)律性 38
2.1.4 太白山氣溫直減率的時(shí)空變化規(guī)律 39
2.2 秦嶺山地氣溫時(shí)空變化規(guī)律與突變 41
2.2.1 1959～2015年秦嶺山地氣溫變化趨勢(shì) 41
2.2.2 1959～2015年秦嶺山地氣溫突變分析 44
2.2.3 1959～2015年秦嶺山地氣溫空間變化 46
2.3 1960～2015年秦嶺山地極端氣溫變化 48
2.3.1 數(shù)據(jù)源與方法 49
2.3.2 1960～2015年秦嶺山地極端氣溫變化特征 50
2.3.3 秦嶺山地極端氣溫變化的空間差異性 54
2.4 1959～2015年秦嶺山地降水時(shí)空變化 56
2.4.1 1959～2015年秦嶺山地不同尺度降水變化 56
2.4.2 1959～2015年秦嶺山地不同尺度降水空間變化 60
2.5 本章小結(jié) 61
參考文獻(xiàn) 62
第3章 過去200年秦嶺氣候變化與旱澇災(zāi)害 65
3.1 過去200年秦嶺歷史氣溫變化周期 65
3.1.1 研究資料與方法 65
3.1.2 秦嶺樹輪寬度標(biāo)準(zhǔn)年表特征 67
3.1.3 過去200年秦嶺山地氣溫重建 68
3.1.4 秦嶺地區(qū)2～4月平均氣溫重建及其周期分析 71
3.1.5 1835～2013年秦嶺2～4月平均氣溫變化的空間差異性 72
3.2 1852～2012年秦嶺山地歷史降水變化 75
3.2.1 太白山1852～2012年降水序列重建與特征分析 75
3.2.2 1852～2012年太白山降水重建可靠性驗(yàn)證 78
3.2.3 1952～2012年太白山前一年11月到當(dāng)年6月降水周期分析 79
3.3 秦嶺山地歷史旱澇災(zāi)害分析 82
3.3.1 基于文獻(xiàn)記錄的1850～1959年秦嶺旱澇災(zāi)害分析 82
3.3.2 基于已有器測(cè)數(shù)據(jù)的1959～2015年秦嶺干濕變化 85
3.4 本章小結(jié) 89
參考文獻(xiàn) 90
第4章 多尺度下秦嶺山地植被對(duì)氣候變化的響應(yīng) 92
4.1 1982～2015年秦嶺山地NDVI變化及其對(duì)氣溫降水的響應(yīng) 92
4.1.1 1982～2015年秦嶺山地NDVI時(shí)空變化特征 92
4.1.2 1982～2015年秦嶺山地NDVI對(duì)水熱變化的響應(yīng)與適應(yīng) 94
4.1.3 秦嶺山地南坡植被最大NDVI對(duì)氣候變化響應(yīng)的敏感性 95
4.2 典型自然保護(hù)區(qū)植被變化及其對(duì)氣候變化響應(yīng)的差異性 97
4.2.1 秦嶺山地典型自然保護(hù)區(qū)植被差異性 97
4.2.2 典型自然保護(hù)區(qū)植被變化差異性 99
4.2.3 典型自然保護(hù)區(qū)對(duì)氣候變化響應(yīng)的差異性 106
4.3 典型林線區(qū)植被指數(shù)對(duì)氣候變化的響應(yīng) 112
4.3.1 典型林線樣區(qū)NDVI及氣溫、降水變化趨勢(shì) 112
4.3.2 典型林線樣區(qū)NDVI對(duì)氣溫的響應(yīng)及滯后性 114
4.3.3 典型林線樣區(qū)NDVI對(duì)降水變化響應(yīng)的差異性 116
4.3.4 2000～2013年氣候因子對(duì)太白紅杉NDVI的綜合影響 118
4.4 本章小結(jié) 119
參考文獻(xiàn) 120
第5章 秦嶺山地植物物候變化與區(qū)域氣候變化 122
5.1 1964～2015年秦嶺地區(qū)植物物候變化特征 122
5.1.1 秦嶺地區(qū)生物氣候概況及觀測(cè)資料 122
5.1.2 1964～2015年秦嶺地區(qū)植物物候的變化特征與突變 124
5.1.3 物候突變前后植物物候的特征變化 127
5.1.4 秦嶺山地植物物候變化的樹種差異性與空間差異性 130
5.2 植物物候?qū)夂蜃兓拿舾行耘c適應(yīng)性 133
5.2.1 1964～2015年物候始末期與氣溫變化 133
5.2.2 1964～2015年植物物候始末期與降水變化 137
5.2.3 1964～2015年植物物候始末期與日照變化 139
5.3 氣候因子對(duì)植物物候的綜合影響效應(yīng) 142
5.3.1 氣候因子對(duì)物候始期的綜合影響 142
5.3.2 氣候因子對(duì)物候末期的綜合影響 143
5.4 林線樹種太白紅杉林2000～2015年遙感物候時(shí)空變化 145
5.4.1 物候期的確定 145
5.4.2 2000～2015年太白紅杉林平均關(guān)鍵物候期空間分布 146
5.4.3 2000～2015年太白紅杉區(qū)物候期的年際變化 146
5.5 本章小結(jié) 148
參考文獻(xiàn) 149
第6章 基于樹木年輪的林線樹種對(duì)氣候變化的響應(yīng) 151
6.1 樹輪樣品采集及年表研制 151
6.1.1 樣區(qū)概況及樣本采集 151
6.1.2 樣本處理及年表研制 153
6.2 基于樹木年輪寬度的太白紅杉對(duì)水熱變化響應(yīng) 154
6.2.1 氣象數(shù)據(jù)的選擇 154
6.2.2 不同坡向太白紅杉徑向生長(zhǎng)對(duì)氣溫、降水響應(yīng)的差異性 155
6.2.3 不同海拔太白紅杉徑向生長(zhǎng)對(duì)氣溫、降水響應(yīng)的差異性 160
6.3 基于VS模型的太白紅杉徑向生長(zhǎng)對(duì)氣候要素的響應(yīng) 163
6.3.1 模型指標(biāo)界定及模擬過程 163
6.3.2 基于VS模型的太白紅杉徑向生長(zhǎng)對(duì)氣候因子的響應(yīng) 166
6.4 基于輪寬指數(shù)的牛背梁巴山冷杉對(duì)氣候要素的響應(yīng) 169
6.4.1 年表特征與年表選擇 169
6.4.2 樹輪寬度與氣溫、降水的關(guān)系 170
6.4.3 不同海拔巴山冷杉徑向生長(zhǎng)對(duì)氣溫和降水的響應(yīng) 173
6.5 巴山冷杉徑向生長(zhǎng)對(duì)不同時(shí)段氣候響應(yīng)的分離效應(yīng) 178
6.5.1 年表的統(tǒng)計(jì)特征 178
6.5.2 樹輪指數(shù)與氣候要素的波動(dòng)特征比較 179
6.5.3 影響巴山冷杉徑向生長(zhǎng)的重要?dú)夂蛞?180
6.5.4 巴山冷杉對(duì)氣候變化的適應(yīng)性 181
6.6 本章小結(jié) 182
參考文獻(xiàn) 183
第7章 秦嶺山地未來氣候與植被變化預(yù)測(cè) 185
7.1 基于ASD統(tǒng)計(jì)降尺度的秦嶺山地氣候變化多模式集合預(yù)估 185
7.1.1 全球氣候模式與統(tǒng)計(jì)降尺度模型 185
7.1.2 基于ASD的兩種統(tǒng)計(jì)降尺度方法適用性評(píng)價(jià) 188
7.1.3 秦嶺山地氣候變化的多模式模擬 190
7.2 基于Biome-BGC模型的太白紅杉林與巴山冷杉林生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)模擬 194
7.2.1 太白紅杉林生長(zhǎng)動(dòng)態(tài) 194
7.2.2 秦嶺巴山冷杉林生長(zhǎng)動(dòng)態(tài) 202
7.3 本章小結(jié) 208
參考文獻(xiàn) 209
后記 211
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