秦巴山地植被-气候协同变异规律分析

The Qinling-daba mountain,running across the central of China and connecting the Tibetan Plateau and the eastern plain as the large-scale ecological corridor, plays a significant role in the formation of the eco-geographic pattern and in the regionalization of terrestrial system of China. However, its systematic and overall study has been lacking, the complexity, transition, heterogeneity and integrity of the Qinling-daba mountain are not fully understood. This project intends to collect vegetation samples along east-west transects in the northern and southern flanks of the Qinling mountains, also taking into account other vegetation samples, remote-sensing data and altitudinal belts data, DEM data, to study the spatial distribution of climate and vegetation, and to discover the covariation pattern of vegetation-cliamte of the Qinling-daba Mountains by the method of spatial analysis. Based on above studies, the vegetation-climate indicators suitable for characterizing the characteristics of the transition zone of the Qinling-daba mountain will be acquired. And then using the environmental factors causing the spatial differenciation of vegetation as the co-variates, the similarity model based on fuzzy reasoning will be established for identifying the location and scope of the transition zone. The significance of the proposal lies in acquiring the evidence for China's warm temperate and subtropical demarcation and further clarifying the special status and role of the Qinling-daba mountain in China's geographical- ecological pattern.

秦巴山地在我国地理-生态格局中具有特别突出的地位和意义。但由于对秦巴山地的复杂性、过渡性和整体性认识不足，在过渡带界线划分方面一直存在着争议。本项目以整个秦岭-大巴山地区为研究区，利用野外样方调查数据、气象观测数据、遥感数据及DEM等数据，在不同尺度上分别以植被型、垂直带谱以及典型植物物种为线索，采用空间统计分析等方法，深入研究过渡带内植被、气候的空间分布特征及其在空间上的协同变异规律，揭示影响植被分布的地带性和非地带性因素，筛选出更适合于表征秦巴山地过渡带特征的综合的植被-气候要素及相应的指标；在此基础上，以引起植被空间分异的环境要素为协同因子，建立植被-环境要素的基于模糊推理的相似度模型，研究任一空间位置上的植被类型是属于亚热带、暖温带或过渡带的植被类型，从而定量分析、识别过渡带的位置和范围，为我国亚热带和暖温带界线的划分提供更科学、更客观的新依据。

秦巴山地在我国地理-生态格局中具有特别突出的地位和意义。但由于对秦巴山地的复杂性、过渡性和整体性认识不足，在南北分界线划分等方面一直存在着争议。本项目以整个秦岭-大巴山地区为研究区，利用野外样方调查数据、气象观测数据、遥感数据及DEM等数据，建立了研究区的植被样方调查数据库、自然保护区及森林公园植被资料数据库、种子植被数据库等，编制了研究区1:25万植被类型图及典型山区1:5万植被类型图。在此基础上从植被覆盖变化、垂直带谱、典型植被群系以及典型植物物种等多层次多角度上，采用空间统计分析等方法，研究了过渡带内植被、气候的协同变异规律；筛选出更适合于表征秦巴山地过渡带特征的综合的植被-气候指标，采用地理探测器、支持向量机等研究方法，确定了南北过渡带的范围和位置，同时对中国南北分界线进行划分。研究结果表明：1）秦巴山区1986-2019年植被覆盖总体较好（NDVI0.74），呈显著增加趋势；NDVI经历了缓慢增长、高速增长及稳定增长的变化过程，且在2005年前后发生显著增加。2）研究区气候持续变暖，降水变化不明显；土地利用方式在2000前后发生了显著的变化。植被覆盖变化受气候变暖和人为活动尤其是土地利用的双重作用驱动。3）无论是亚热带和温带垂直带谱、植被群系、还是植物物种，均在大巴山北坡与秦岭南坡之间发生过渡，大巴山南坡是典型的亚热带区域，秦岭北坡是典型的温带区域，因此，中国南北过渡带应位于大巴山北坡-秦岭南坡之间，且呈东宽西窄的展布范围。4）综合的植被-气候指标比单纯的气候指标更稳定更适合作为中国南北分界线的划分指标：植被指标有垂直带谱、植物群系（马尾林林、油松林、青冈林、山杨林、辽东栎林、包石栎林、马桑灌丛）、气候指标（年均温、年降水、最冷/热月气温、≥10℃积温等），中国南北分界线应位于秦岭南坡1000-1200m处。研究成果可以为秦巴山区植物多样性研究、植被地理与生态研究提供数据基础和科学支撑，同时为秦巴山区植被资源的开发利用提供科技支撑。