天山北坡高山林线分布的生态地理特征

综合利用多源遥感影像和实地勘察资料识别天山北坡高山林线分布格局,结合区域气象数据和土壤理化性质,分析天山北坡林线分布的生态地理特征。结果表明:①天山北坡林线分布高度大约在2 600～2 850 m,从西向东林线分布高度呈上升趋势,奇台至巴里坤段林线高度上升最为显著;伊犁河谷段与玛纳斯段林线垂直宽度较宽。②影响天山北坡林线分布高度的关键气候因子为生长季温度（如年生物学温度3.35 ℃,最热月均温10.49 ℃,生长季均温8.26 ℃）,特别是年生物学温度,能较好的指示天山北坡高山林线分布位置,且各气候指标均在全国均值范围之内,而影响巴音布鲁克地区森林发育的主要原因为冬季低温干旱。③伊犁林线过渡带和玛纳斯林线过渡带有机质、全氮及全磷的含量最高;酸碱性大致以阜康林线为界,向西呈酸性,向东呈碱性;土壤营养物质主要分布于表层（0～10 cm）,深层(30～80 cm)含量低且变化不显著,具有明显的“表聚现象”;下层土壤pH值从西向东逐渐由弱酸性向弱碱性过渡;电导率空间变异性较强,各层变化特征不显著。     

长白山突变型林线岳桦对气候变化的响应

在长白山北坡局地突变型林线内选取10个样方,采用实测法测量岳桦两种生活型(灌木状和乔木状)的树高、径级,采用年轮法测定岳桦的树龄,计算分析长白山北坡2000m处48 a(1953-2000年)的积温变化.对获得的数据采用回归模型、小波分析、相关分析建立树高、径级与积温变化的关系.结果显示:对应长白山48年来积温变化的几个高温期(1960年代初、1980年代、1990年代后期),岳桦树高生长对气候变化有显著响应.灌木状岳桦在径级1～7、7 ～13、13～19和＞19 cm阶段树高生长分为适应期,弱胁迫期和胁迫期.乔木状岳桦在径级13 cm和5 cm出现增长受限和适宜生长两个拐点.高温期对应岳桦树高的快速生长,岳桦树高增长的年际变化是对气温变化的积极响应.     

基于云模型的白马雪山和博格达山林线与树线分布高度及影响因素的比较分析北大核心CSCD

林线作为重要的地理和生态界线,备受国内外学者的关注。然而林线和树线之间的过渡区内不同类型的植被斑块交错分布,呈现一定的随机性,导致林线和树线的分布界线也具有一定的模糊性。目前大多数研究将林线/树线简化为连续变化的曲线,难以表达和分析林线与树线的模糊性和过渡区内不同类型植被斑块分布的随机性。本研究采用复合高程信息的NDVI数据提取白马雪山和博格达山林线与树线数据点,构建林线与树线分布高度云模型,定量分析林线和树线分布的不确定性,在此基础上比较白马雪山与博格达山林线与树线影响因素的差异。主要结论:①构建了白马雪山和博格达山林线/树线分布高度云模型,以林线、树线分布高度云模型用期望(Ex)、熵(En)、超熵(He)3个数字特征来表达林线、树线分布的整体特性。②博格达山林线与树线分布高度云模型的熵(林线410.71 m、树线597.32 m)和超熵(林线66.22 m、树线280.86 m)大于白马雪山(熵:林线182.33 m、树线193.96 m;超熵:林线56.26 m、树线65.86 m),即博格达山林线与树线分布的不确定性高于白马雪山。③干燥度是白马雪山林线与树线分布高度贡献率最高的影响因素(50.26%、44.11%),其次是7月均温(12.76%、17.93%)和积雪效应(23.97%、11.48%),而博格达山林线与树线分布高度贡献率最高的影响因素是7月均温(48.15%、60.59%),其次是干燥度(28.57%、17.67%)。两地林线和树线分布的主导因素明显差异。本研究以白马雪山和博格达山林线与树线分布高度云模型的数字特征,表达林线和树线分布的模糊性和随机性,并比较分析两地林线与树线影响因素的差异,为精细分析垂直带分布的复杂性、定量分析垂直带影响因子的尺度变化和空间分异,提供了新的角度和方法。     

高山林线植物的光合作用--与刘鸿雁等先生商榷

随着海拔的升高,高山森林立地的气温逐渐降低,最终形成分布的不连续,林线就是森林分布的上线。温度与林线形成的关系非常密切,此外,水分状况、地形、土壤养分及其它干扰因素也影响林线的形成[1～3]。对林线的认识虽然存在一定的差异,但还是形成了许多相近的观点。从热带到极地,林线的海拔高度与纬度的变化呈负相关,林线林木生长季的长短也与纬度的变化呈负相关。在20°N、46°N和68°N,林线高度分别是海拔4000m(Orizaba)、2350m(Alps)和420m(NortherScandes),生长季分别有7～8个月、5个月左右和2～3个月。由于林线结构和功能特殊,引起了…     

山体效应对北半球林线分布的影响分析

通过搜集整理了北半球516 个林线数据, 结合WorldClim 气象数据计算了林线数据点上的大陆度, 并依据SRTM高程数据提取了林线处的山体基面高度(作为山体效应的代用因子), 然后以纬度、大陆度和山体基面高度为解释变量, 建立三元回归模型。结果表明:线性回归模型的判定系数R²为0.904, 二次回归模型的R²高达0.912。相比先前不考虑基面高度的林线分布模型(R² = 0.79), 纳入了山体基面高度的林线分布模型能够更加有效的拟合半球尺度的林线分布; 结果还表明, 山体基面高度对北半球林线高度分布的贡献率达到了48.94% (p =0.000), 而纬度和大陆度分别为45.02% (p = 0.000) 和6.04% (p = 0.000)。这揭示了山体效应对半球尺度林线分布具有重要的影响。基面高度在北美洲地区对林线高度的贡献率最大(50.49%, p=0.000), 在欧亚大陆东部地区为48.73% (p = 0.000), 在欧亚大陆西部地区为43.6% (p=0.000)。这一结果说明山体效应对林线分布高度的影响虽有区域差异, 但都有较高的贡献率。     

中国高山林线的分布高度与气候的关系

通过研究我国高山林线的分布高度沿纬度、经度的变化格局,和对高山林线处的温度和基带降水等气候指标的分析,对我国高山林线分布高度与气候因子的关系进行探讨。结果表明：(1) 我国高山林线高度表现出明显的纬向和经向变化,总体趋势是：在北纬30^o以北,高山林线高度随纬度升高而下降,下降速率为112 m/度左右;在30^oN以南,则表现出较大的东西部差异：在东部,高山林线高度变化不明显,西部则随纬度增加呈上升趋势。在相似的纬度上,高山林线高度呈现出从东向西升高的趋势。高山林线在藏东南的洛隆、丁青、工布江达一带 (约29^o~32^oN,94^o~96^oE) 达到4 600 m,为世界最高林线高度,并以此为中心向四周降低。(2) 影响高山林线高度的主导气候因子为生长季温度条件。我国高山林线高度的温度指标为年生物温度3.5 ^oC,温暖指数14.2 ^oC·月,生长季平均温度8.2 ^oC。该指标相应海拔高度的地理差异,导致了我国高山林线高度的纬向、经向变化,和从沿海到内陆林线高度的差异。(3) 降水对高山林线高度有显著影响。在中高纬度地区,相同纬度上干旱区域的高山林线高于较湿润区域,降水量是通过温度间接作用于林线高度的。     

广东石门台国家级自然保护区及毗邻区域 “假林线”时空变化特征

基于3S技术,利用2011和2015年2期不同时相高分辨率QuickBird影像和DEM数据,研究了广东石门台国家级自然保护区及毗邻区域“假林线”的时空变化特征。结果表明：1）该区域“假林线”分布的海拔介于317~1 569 m,其中80%集中分布在700~1 200 m的范围内。2）与2011年相比,2015年“假林线”在不同坡度和坡向上分布的平均海拔总体呈上升趋势,但变化不显著（P＞0.1）。3）“假林线”主要分布在5°~35°的坡度,极少出现在＜2°的平地或＞55°的垂直坡上。不同坡向“假林线”海拔分布存在很大差异（P＜0.001）,呈现出北坡高于南坡,东坡略高于西坡的特点。各坡向上“假林线”海拔分布的最大值出现在西北坡,最小值出现在南坡。     

山体基面高度对欧亚大陆东南部林线分布的影响——山体效应定量化研究

根据收集到173个林线数据,采用纬度、经度和基面高度的三元一次方程拟合欧亚大陆东南部林线分布,计算各自的标准回归系数和贡献率,以此来确定山体基面高度(山体效应的简明表达形式)对林线分布高度的影响。结果表明,纬度、经度和山体基面高度对林线分布高度的贡献率分别为30.60%、26.53%、42.87%。以北纬32o为界线,对其以北、以南区域也分别进行了分析,基面高度的贡献率达到24.10%和39.11%。分析不同尺度和区域山体基面高度作用于林线的贡献率不难发现:在欧亚大陆东南部以基面高度代表的山体效应对于林线高度的影响显著,明显地超过了纬度和经度。基面高度的作用受气候条件和海陆位置影响较小,不论大陆内部或沿海,基面高度分异对山地垂直带分异的影响都相对独立和稳定。该结果定量地表明了山体效应对林线分布高度的重要作用。     

长白山北坡苔原/岳桦景观边界的定量检测

景观边界是不同景观类型之间的过渡带,是生态系统与环境(包括地形和地貌等)相互作用的产物,运用地理信息系统和多变量分析方法(主成分分析PCA和移动窗口分析法MSWA)分别对样线数据和TM遥感影像数据进行分析,定量判定长白山北坡苔原和岳桦景观边界的宽度和位置。结果表明:长白山北坡苔原和岳桦景观边界的宽度为60m左右,这与野外样线调查的结果——该边界的宽度为50m相一致;研究结果表明:与地理信息系统和其它统计方法相结合,TM遥感影像数据可以用于森林景观边界的定量检测;在景观边界的检测方面,移动窗口法比主成分分析法更可靠;只要样线布设合理,主成分分析法也可以用于景观边界的定量检测。     

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。     

长白山北坡林线岳桦种群与土壤关系

以长白山北坡林线为研究区,选择4块样地(83个样方)进行岳桦种群径级结构与土壤理化性质关系的研究.采用单因子方差等方法分析土壤理化性质(有机质、全氮、全磷、砾石含量)和岳桦种群(灌丛和乔木)径级结构的关系,采用相关分析法做岳桦种群与土壤性质的动态变化分析.结果表明土壤因子对岳桦种群的扩张有一定的制约作用,但不足以决定林...     

长白山北坡林线岳桦种群动态对气候变化响应的坡向分异

选取长白山北坡岳桦(Betula ermanii)苔原交错带3个不同坡向(东北坡、东南坡、东坡)的岳桦径级结构为研究对象,分析坡向在岳桦种群动态与气候变化之间关系的异同。结果表明:三坡向的岳桦种群扩张和气温高低存在明显差异。14个生态气候指标与对应年份内繁殖且存活下来的岳桦棵数的逐步回归分析和相关分析表明三坡向岳桦种群扩张是对气温变化的积极响应,但响应有差异:东坡>东南坡>东北坡。不同坡向岳桦种群扩张的差异是对气温变化差异的响应。     

长白山岳桦林化学元素生物地球化学分析

从化学元素生物学和地球化学分类的角度,分析了大量营养元素,必需微量元素,可能必需元素,非必需元素和有毒元素在岳桦体内的含量特征和变化规律,结果表明,大量营养元素在岳桦体内的含量高于其它元素的含量;在新陈代谢旺盛的叶片中各类型元素含量均高于其它器官;化学性质和地球化学性质相近、生物学功能相似的大量营养元素和必需微量元素在岳桦不同器官中的含量变化具有相似的规律;其它三种类型的元素变化无规律可循,表明植     

长白山北坡林线长白落叶松与岳桦对环境适应的对比分析

以长白山北坡林线长白落叶松（Larix olgensis）和岳桦（Betula ermanii）为研究对象,通过野外样方调查、树轮技术分析,采用趋势线模型拟和、单因素方差等统计方法从各种参数分析长白落叶松和岳桦径向树高生长的对比关系并揭示2个种群动态对环境适应性的对比差异。结果显示：垫状生长形的长白落叶松海拔最高（均值：2 017 m）,其次为旗形树（2 005 m）,正常形态的海拔最低（1 992 m）,所在生境差异显著（p < 0.05）。正常形态的长白落叶松生长速度大于岳桦（树高方程斜率：长白落叶松0.750 9>岳桦0.253 6）,随着旗形树的出现,速度相似（斜率：长白落叶松0.375 4>岳桦0.253 6）,变成垫状后,岳桦占优。长白落叶松受到压制种群扩张速度不如岳桦,长白山林线上侵表现为以岳桦种群为主力,长白落叶松仍是岳桦主要的伴生树种。     

长白山岳烨林带泥炭沼泽孢粉分析及其意义

长白山岳桦林带赤池泥炭沼泽堆积开始于3400aBP.前后,其周围植被有过针叶林和岳桦林的交替过程.长白山地区于3400a B .P.前气温已开始下降;3400～2200a B.P.为相对温暖时期;2200a B.P.之后气温下降加快;1800a B P.以后气温冷暖交替变化.     

Low recruitment above treeline indicates treeline stability under changing climate in Dhorpatan Hunting Reserve,Western Nepal

A treeline can respond to climate change by shifting position, infilling, increasing recruitment, and increasing radial growth. More studies from understudied areas and their associated species are needed to understand treeline structure and dynamics. We established two transects of 20 m width and 120 m length (100 m above and 20 m below the forestline) in the Betula utilis subalpine forest of the Dhorpatan Hunting Reserve in Western Nepal. All individuals of B. utilis within the transects were classified into three height classes – trees (>2 m), saplings (0.5–2 m), and seedlings (<0.5 m) – and measured for morphometric features. Tree-ring cores were collected for age structure analysis. B. utilis forms an abrupt treeline in the region, and the mean forestline and treeline elevations were 3893 and 3898 m, respectively. The average age (57 yr) of trees at the treeline ecotone suggests a young stand. Poor regeneration was observed above the forestline in both transects when compared to below the forestline. Low regeneration at the treeline ecotone suggests site-specific biotic and abiotic controlling factors. Seedling and sapling establishment above the forestline is limited by a lack of moisture, absence of suitable microsites, and presence of herbivores.     

Dynamics of the Alpine Treeline Ecotone under Global Warming: A Review

The alpine treeline ecotone is defined as a forest-grassland or forest-tundra transition boundary either between subalpine forest and treeless grassland, or between subalpine forest and treeless tundra. The alpine treeline ecotone serves irreplaceable ecological functions and provides various ecosystem services. There are three lines associated with the alpine treeline ecotone, the tree species line (i.e., the highest elevational limit of individual tree establishment and growth), the treeline (i.e., the transition line between tree islands and isolated individual trees) and the timber line (i.e., the upper boundary of the closed subalpine forest). The alpine treeline ecotone is the belt region between the tree species line and the timber line of the closed forest. The treeline is very sensitive to climate change and is often used as an indicator for the response of vegetation to global warming. However, there is currently no comprehensive review in the field of alpine treeline advance under global warming. Therefore, this review summarizes the literature and discusses the theoretical bases and challenges in the study of alpine treeline dynamics from the following four aspects: (1) Ecological functions and issues of treeline dynamics; (2) Methodology for monitoring treeline dynamics; (3) Treeline shifts in different climate zones; (4) Driving factors for treeline upward shifting.     

辽东山地老秃顶子北坡植被类型及垂直带谱

基于沿海拔梯度的样方调查数据,运用TWINSPAN分类方法,科学划分老秃顶子北坡的森林群落类型,确定老秃顶子北坡植被垂直带谱,并对其种类组成和生活型谱进行系统研究。结果表明:⑴老秃顶子北坡植被垂直带谱由8个带组成,即海拔500~720m的蒙古栎+色木槭落叶阔叶林带,海拔720~820m的紫椴+色木槭落叶阔叶林带,海拔820~920m的臭冷杉+暴马丁香针阔混交林带,海拔920~1080m的臭冷杉+鱼鳞云杉暗针叶林带,海拔1080~1190m的枫桦+臭冷杉针阔混交林带,海拔1190~1280m的岳桦+簇毛槭落叶阔叶林带,海拔1280~1320m的矮灌化槭树+毛榛子山地灌丛带,海拔1320~1367m的小叶章+苔草山地草甸带。⑵老秃顶子北坡自山麓至山顶8个植被带的物种丰富度分别为43、27、33、39、54、45、47和34种,呈现出了在中等海拔高度拥有最高物种多样性的现象。⑶老秃顶子北坡在山麓~920m间,随着海拔的升高,群落中高位芽植物明显增多,地面芽植物明显减少;在海拔920m~山顶,随着海拔的升高,群落中高位芽植物明显减少,至山顶基本消失,而地面芽植物比例则由21.2%显著增加到山顶的79.4%。     

祁连山青海云杉林树线温度特征

树线温度对于解释树线位置及树线形成机理、预测树线对于气候变化的响应具有重要意义。通过在祁连山北坡青海云杉林郁闭林内、树线地带、高山灌丛分布带设置土壤温度自动观测仪器,初步分析了青海云杉林树线温度特征。结果表明:(1)树线处青海云杉根际土壤温度(10cm深度)生长季平均值为4.9℃,低于全球树线生长季平均土壤温度(6.7℃)。(2)生长季长度方面,青海云杉树线(104天)与亚北极(Subarctic,103天)、北方林(Boreal,106天)树线相近。(3)高山灌丛分布带在海拔上高于树线地带,但灌丛地带根际土壤生长季节均温(6.4℃),生长季长度(122天)均高于树线地带,显示了树线之上灌丛相对于乔木生活型有更佳的保持根际土壤热量的优势,从而也成为在树线之上灌丛能够很好生长,并且取代乔木的重要因素。