长白山苔原带土壤温度与肥力随海拔的变化特征

土壤温度与土壤肥力的分解释放、植被生长密切相关。利用2015年8月至2017年6月长白山西坡苔原带5 cm土壤温度并测试其土壤肥力,分析了土壤温度与肥力随海拔的变化特征及土壤温度对苔原带肥力的影响。结果表明：（1）长白山西坡苔原带土壤最热月为8月,最冷月为1、2月。长白山西坡苔原带土壤年均温随海拔的升高而下降,垂直变化率为-0.44℃·（100m）^-1。月均温垂直变化率则有所差别,5-9月垂直变化率为正,其余月份垂直变化率为负。（2）海拔是土壤温度空间分异的主要影响因素,冷季土壤温度随海拔升高而显著降低。随着海拔升高,越稀疏的植被和越薄的土层使得土壤热容量越小,暖季土壤温度随海拔升高而显著升高。（3）长白山西坡苔原带土壤肥力,尤其是与植物生长关系密切的速效养分随海拔升高表现出先升高再降低,在植物多样性和丰富度及草本植物盖度最高的2 250 m处达到土壤肥力最高水平。低海拔（2 050~2 250 m）的土壤肥力水平明显高于高海拔（2 350~2 550 m）的土壤肥力水平。西坡苔原带土壤肥力的空间分异状况受草本植物入侵影响较大。（4）长白山西坡苔原带土壤肥力水平随土壤温度升高而升高,温度是土壤有机质分解和矿物质养分转化的限制性因素。建议山地苔原带生态系统生产和生态管理中要重点考虑草本植被入侵给土壤肥力带来的影响。     

1961—2010年东北地区四季开始日及长短变化特征分析

用1961—2010年东北地区90个气象观测站的观测资料,采用钱诚等四季划分的方法,分析了东北地区四季开始日、长短变化特征及其对农业的影响。研究表明:东北地区近50 a来,四季(春、夏、秋、冬)平均开始日分别为4月10日、6月25日、8月11日和10月20日,平均长度分别为80 d、51 d、72 d和171 d,且区域差异比较明显。春季和夏季的开始日在明显提前,分别为-1.46 d/10a、-1.99 d/10a;秋季和冬季的开始日明显推迟,分别为2.05 d/10a、0.90 d/10a。平均春、秋和冬季的持续时间在缩短,分别为-0.54 d/10a、-1.15 d/10a、-2.50 d/10a,春、秋季的变化未通过显著性检验,冬季通过了0.05的显著性检验。夏季时间延长,为3.38 d/10a。春季的提前和秋季的推迟,使农作物适宜生育期延长;同时对作物品种熟性和种植格局也会产生一定的影响。     

长白山森林植被的生态气候学指标

在全球变化和植被与气候关系的研究中侧重与大尺度、宏观的抽象研究，对小尺度、微观的具体地段植被与气候关系的研究则即地生态气候的研究尚待深入。本文在建立生态气候学指标的基础上，应用桑斯威特（C.W.Thornthwaite)的方法对长白山森林植被的空间分布进行了定量分析。计算了长白山不同坡向不同高度的温度效率指数。根据30个主要树种的温度效率指数，确定了长白山不同坡向的各植被垂直带的温度效率指数及分布高度。并利用AreGIS8.1软件做长白山1：1000000的DEM图，得到长白山不同坡向各垂直带植被与温度效率指数的关系图。     

辽宁桓龙湖山地冰葡萄威代尔种植的气候适宜性分析

根据中国地面气候资料日值数据,结合实地调研、观测和数据处理结果,认为辽宁桓龙湖山地因其独特的地理条件形成了适宜冰葡萄种植的特殊的冷湿区域小气候,基本上符合了冰葡萄生长所需的条件．桓龙湖山地年平均气温、年平均降水、每年稳定低于-8℃的起始日期及持续天数、以-2℃作为冰葡萄威代尔（Vidal）无霜冻期的标志性温度条件的无霜冻期、≥10℃活动积温、桓龙湖山地7、8、9月份3个月的月均温总和、最热月（7月或8月）月均温以及各月气候指标极值的变化均符合冰葡萄威代尔的生长指标并适合广泛种植．     

东北地区植被分布全球气候变化区域响应

根据东北地区生态气候环境和生物地理规律对Holdridge生命地带分类系统进行修正,将东北地区植被分为寒温带湿润森林、寒温带潮湿森林、温带湿润森林、暖温带湿润森林、温带半湿润森林草甸草原、温带半湿润草甸草原、温带半干旱典型草原、暖温带半湿润草甸草原和暖温带半干旱典型草原等9 个生命地带并分析了其空间分布特征。运用大气环流模式分析东北地区由于温室气体增加导致的气候变化趋势。以此为基础评价东北地区植被分布的区域响应。全球气候变暖情景下,东北地区暖温带和温带范围明显扩大,而寒温带范围缩小甚至退出东北地区,植被分布界限显著北移;同时湿润区面积减少半湿润区和半干旱区扩大,导致森林面积缩小草原面积扩大。     

吉林省东部山区1953—2007年气温变化特征分析

选用吉林省东部山区12个代表站近55年的观测数据,分析了平均气温、平均日最高气温和平均日最低气温随时间的变化趋势特征以及平均气温增温趋势的地域分布特征.结果表明:1)平均气温、平均日最高气温、平均日最低气温增温态势明显,平均日最低气温增温比平均气温和平均日最高气温更加显著;冬季增温比夏季显著;2)平均日最高气温对变暖的响应明显滞后于平均日最低气温,从20世纪80年代中后期开始,区域内夜间明显变暖,到90年代中期白天、夜间同时显著增温;3)年和季节平均气温增温趋势在空间上存在差异.     

近50a来北方农牧交错带气温变化趋势及突变分析

利用北方农牧交错带内及邻近的共46个气象站点1957—2007年的气温数据资料,运用Mann-Kendall非参数检验法、R/S分析法,对气温变化趋势及突变特征进行了分析。结果表明,近50a来北方农牧交错带年、季气温普遍升高,20世纪90年代以后气温上升趋势显著,达到了99%的信度水平,年平均气温增温速率约为0.32℃/10a,明显高于全国和全球的气温增长率,其中冬季增温尤为明显,对全年增温贡献率最大;Hurst指数分析表明,整个北方农牧交错带年、季气温在未来仍表现出上升趋势,冬季的增温持续性最强;北方农牧交错带年、季升温幅度在空间上表现出一定的区域差异性,其年平均气温在90年代初发生了升温突变。     

近60a丹东极端温度和降水事件变化特征

利用丹东1951~2010年逐日温度和降水资料,以多重分形去趋势波动分析法定义极端事件的阈值,分析了该地区极端最高温度、极端最低温度和极端降水的变化特征。结果表明:近60 a丹东极端最低温度事件比极端最高温度和极端降水事件发生次数多,极端最高温度强度比极端最低温度大,平均超出了1.5℃,而极端降水平均强度为30.3 mm,都在20世纪70年代最小,70年代是转折期;50年代的极端气候事件(温度和降水)最为严重,其次是90年代,70年代的严重度最轻;极端降水频次变化不明显,极端最高温度事件可以由夏季平均最高温度的变化预测,有不显著的增多趋势,而极端最低温度事件可以用冬季平均日较差温度的变化预测,在今后一段时间内有显著减少的趋势。     

近50年东北地区生态地理界线的代际变化

以吉良(Kira)的热量指数(温暖指数WI和寒冷指数CI)和徐文铎的湿度指数HI为指标,以10 a为尺度定量研究1961~2007年东北地区4条主要生态地理界线变化。在此基础上分析东北地区生态地理界线变化对气候变化的响应。结果表明:东北地区1961 ~ 2007年整体上纬向生态地理界线向高纬(垂直带向上)移动,经向生态地理界线向东移动,但阶段性上表现出波动性移动。东北地区生态地理区域界线从整体上位置、移动速度的变化和阶段性位置、移动速度的变化都很好响应气候变化。它们对水热等生态气候基本要素十分敏感。     

长白山西坡小叶章侵入苔原带调查与机理分析

受火山活动干扰,长白山各坡向植被演替进程表现出较大差异,东坡植被演替处于早期阶段;而北坡出现岳桦(Betula ermanii Charm.)上侵现象;南坡植被演替处于二者之间。经过多年野外调查对比分析,首次提出长白山西坡苔原带出现小叶章(Deyeuxia.angustifolia(Kom.)Y.L.Chang)侵入苔原的现象。调查显示小叶章呈现从低海拔处向高海拔逐渐侵入的趋势,威胁牛皮杜鹃(Rhododendron chrysanthum Pall.)及笃斯越橘(Vaccinium uliginosum Linn.)等苔原带植物的生存,并导致苔原带景观变化。在调查长白山西坡小叶章侵入苔原带的基础上,根据苔原带的环境变化设计了小叶章移栽与增温实验、小叶章种子着床实验。实证了小叶章上侵是火山喷发后植被演替的一个特殊阶段,并提出长白山苔原带西坡小叶章上侵代表了岳桦林带上移的理论。