滇西北“三江并流”区高山树线的分布格局及其形成机制

【摘要】高山树线代表了一个从森林到无树山地景观之间的空间交错区,被认为是气候变化的良好指示器,故了解高山树线的分布格局及其与环境因子的相互关系是迫切而重要的。虽然近期研究表明在水分条件满足树木生长的区域,自然气候树线的分布遵循着一条生长季平均温度等温线(6.4℃),但许多区域和局地的树线研究却并不支持这一发现,所以区域或局地高山树线的变异仍需得到合理的解释。滇西北“三江并流”区的高山生境被认为是全球最需要被优先保护的生态系统之一,区域特殊的地理位置以及典型的季风气候使得区内山地生态系统成为了树线格局与动态研究的理想场所。但区域高山树线位置偏远,难于到达造成连续、实测数据难以获得,使得区域高山树线分布格局的研究多以局地尺度为主,研究结论是否能够反映整个区域的真实情况仍旧存疑。本研究利用地理信息系统手段,通过LandsatTM遥感影像数据解译,获得滇西北“三江并流”区连续完整的高山树线分布数据；通过与ASTERGDEM数字高程数据的叠加分析,得到研究区高山树线在不同山脉、不同坡向的分布海拔,了解其空间分布格局,并探讨季风气候、山体效应和坡向效应等可能对其分布格局产生的影响；利用Worldclim气候数据提取区域树线位置的气候因子,验证树线形成机制的等温线假说,探讨其形成原因。通过了解与研究区高山树线分布格局相关的潜在生态过程,为进一步探讨区域高山树线在气候变化背景下可能产生的响应奠定基础,为区域高山生态系统保护工作提供帮助,为全球高山树线理论研究提供数据支持。研究结果表明：(1)研究区高山树线分布海拔在3800-4300m之间,东部2座山脉(白马雪山和大雪山)高山树线的平均分布海拔明显高于(约70m)西部(高黎贡山和怒山)。这与前人对区域高山树线分布海拔沿西南季风的行进方向不断上升的描述相符。区域独特的夏季季风气候在遇到巨大山体阻挡后产生的自西向东、由海洋性气候向大陆性气候过渡的环境梯度变化,可能是导致树线海拔升高的主要原因。(2)研究区高山树线分布海拔在各个坡向并无显著差异。区域高山树线并未在可获得更高太阳辐射的南坡分布更高。相反,由于区域特殊季风气候的影响,高山树线分布海拔在南坡略低于其它坡向(<30m)。另外,人为干扰对区域高山树线的影响不容忽视。在怒山和白马雪山山脉内部,南坡树线海拔略低的趋势更为明显,这很可能是由于人为干扰造成的结果。(3)研究区高山树线分布位置的生长季平均温度为6.7℃。树木的建立是需要一定时间的,高山树线当前的位置反映的是区域50-100前的气候条件。由于受全球气候变化的影响,区域自1900年至今,年平均温度至少增加了1.4℃,夏季平均温度至少上升了2℃。所以研究区高山树线的温度等温线略高于全球平均水平,可能是因为区域气候变暖的影响。研究区高山树线分布位置的年平均降雨量为1100mm,呈自西向东不断减少的趋势(高黎贡山>怒山>白马雪山>大雪山)。这说明区域高山树线的分布海拔并不受干旱条件限制,由于区域的季风气候导致降雨大部分集中在夏季,使得区域高山树线的分布亦未受到冬季降雪的影响。降水自西向东的不断减少,是西南季风行进过程中遇到山体阻挡而导致的,随着降水减少,区域云量可能随之降低,太阳辐射逐渐增加,温度等温线分布海拔也不断上升,最终促使研究区高山树线的分布海拔逐渐向上爬升。本研究的结果支持高山树线树木温度与大气温度高度耦合的理论,即树线树木无法像高山低矮植被一样从太阳辐射中更多的获利,一旦森林覆盖建立,太阳辐射随坡向的变化便可被忽略,这也是高山低矮植被能够生活在更高海拔的原因；研究区气候虽由季风气候主导,但区域高山树线与全球其它自然树线一样,分布位置均受到生长季低温的限制,支持树线等温线理论；树木温度与大气温度的高度耦合也是全球自然树线分布能够遵循同一条热量边界的原因。另外,本研究提取、构建的滇西北“三江并流”区高山树线数据库,不仅满足了本研究的需要,对今后区域高山植被格局和动态的研究仍具有重要的意义,可为区域高山地带森林植被恢复提供数据支持。
【作者】王文礼；
【导师】欧晓昆；
【作者基本信息】云南大学，生态学，2014，博士
【关键词】森林线；生长季；季风气候；坡向效应；横断山脉；

【参考文献】
[1]闫秀峰.情绪调节目标启动对预期情绪主观体验和生理唤醒的影响研究[D].西南大学,发展与教育心理学,2013,硕士.
[2]鲍立.超深亚微米MOS器件RTS噪声研究[D].西安电子科技大学,2008.
[3]孟祥东.转炉余热烟道热应力计算[D].东北大学,机械设计及理论,2009,硕士.
[4]邓阳锋.浏阳市集体林权制度改革及效果评价研究[D].湖南大学,公共管理,2013,硕士.
[5]黄琦.公众参与程序在我国旧城改造中的运用[D].西南政法大学,宪法学与行政法学,2012,硕士.
[6]陈琛.师范大学“三教一型”中学政治教师培养模式创新研究[D].湖南师范大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[7]杨成梧,陈雪如,邹云.变系数2-D线性离散系统在一般模型下的状态响应及其观控性[J].自动化学报,1991,05:551-558.
[8]李秀丽.终极控制人对信息披露透明度的影响[D].兰州理工大学,会计学,2012,硕士.
[9]崔宇.利用SERS技术检测淀粉制品中乌洛托品的研究[D].哈尔滨工业大学,物理电子学,2013,硕士.
[10]李睿.基于周期性无源锯齿波滤波器的应力传感系统的研究[D].北京交通大学,光通信与移动通信,2013,硕士.
[11]萧如珀,杨信男.2004年10月22日:发现石墨烯[J].现代物理知识,2012,05:57-58.
[12]余才能.论被告人自行辩护[D].西南政法大学,诉讼法学,2012,硕士.
[13]万敏.从独特性到普世性[D].四川外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[14]徐晓燕.我国乳制品主要追溯系统的编码及应用[D].北京交通大学,2013.
[15]蒋琼艳.不同越冬温度对灰飞虱抗药性和敏感种群的影响[D].南京农业大学,农业昆虫与害虫防治,2012,硕士.
[16]史煜虹.论新闻传播的正义问题——从弱势群体的角度看新闻价值与新闻伦理的关系[D].吉林大学,新闻学,2004,硕士.
[17]巨虹宗.环氧复合材料粘接层对LED结温的影响[D].重庆大学,材料物理与化学,2014,硕士.
[18]谭高山,张丽艳,刘胜兰.基于约束层次化策略的钣金件贴模度计算[J].计算机集成制造系统.
[19]周东华,孙优贤,席裕庚,张钟俊.一类非线性系统参数偏差型故障的实时检测与诊断[J].自动化学报,1993,02:184-189.
[20]王青.基于神经网络的汉语语音情感识别的研究[D].浙江大学,软件与理论,2004,硕士.
[21]孙丽,王秀伦,杨志刚.网络环境下工艺知识管理系统的研究与开发[J].中国机械工程,2003,03:39-41+4.
[22]李斌,于绚,薄志谦,AndrewKLIMEK.含分布式电源的闭环配电网保护方案(英文)[J].电力系统自动化,2010,07:79-84.
[23]张安娜.转型时期我国教育质量政策的内容分析[D].浙江师范大学,教育经济与管理,2004,硕士.
[24]高亚玲.基于改进傅氏滤波算法的智能开关设计[D].合肥工业大学,控制理论与控制工程,2004,硕士.
[25]黄小雅,钟园,黄忠平,金晨,王丽丽,潘再法.离子对反相高效液相色谱法同时测定尿液中复方α-酮酸片的5种有效成分[J].色谱,2015,02:169-173.
[26]叶能永.TP2内螺纹铜管成形工艺研究[D].沈阳理工大学,材料加工工程,2012,硕士.
[27]王伟.液—固二相润滑状态下活塞环—缸套摩擦及擦伤特性的研究[D].合肥工业大学,机械电子工程,2004,硕士.
[28]方小斌.烟草供应链关键节点优化研究[D].中南大学,2008.
[29]刘基墙.Android系统中P2P应用数据包捕获及流量控制研究[D].华侨大学,计算机技术（专业学位）,2014,硕士.
[30]甘明刚,陈杰,王亚楠,金代中.基于MeanShift算法和NMI特征的目标跟踪算法研究[J].自动化学报,2010,09:1332-1336.
[31]严成文.P-四元树表示[J].自动化学报,1987,02:81-86.
[32]黄义明.雾霾天气下图像增强算法的研究[D].大连理工大学,电路与系统,2013,硕士.
[33]罗梓轩.微硅粉/SBS复合改性沥青及其混合料的制备与性能研究[D].兰州理工大学,应用化学,2014,硕士.
[34]王涛利.法士特公司质量管理持续改进的研究[D].西北大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[35]马行坡.无线传感器网络中安全高效的Top-k查询算法研究[D].中南大学,计算机应用技术,2013,博士.
[36]陈帅华.大长细比钢管混凝土拱长期静力性能分析[D].哈尔滨工业大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[37]陈星运,贺江平,舒远杰.纳米石墨片/环氧树脂复合材料的制备及性能[J].化工进展,2011,06:1306-1312.
[38]邦江涛.室温ECAP制备超细晶纯钛的腐蚀性能研究[D].西安建筑科技大学,材料加工工程,2013,硕士.
[39]谭丹.初级水平印尼学生“比”字句的偏误分析[D].重庆大学,汉语国际教育（专业学位）,2014,硕士.
[40]马占菊.拓展训练对大学生社会适应能力影响的研究[D].河北师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[41]高雅.论对外汉语教学中口语交际能力的培养[D].苏州大学,汉语国际教育（专业学位）,2013,硕士.
[42]王守相,张国栋,王成山.复区间潮流保守性问题的解决方案[J].电力系统自动化,2005,19:25-30.
[43]王莹莹.绿色化工过程制造营养糖的技术研究[D].广西大学,制糖工程,2004,硕士.
[44]孙若昱.独树一帜的西班牙民族音乐[D].西安音乐学院,钢琴演奏与教学,2013,硕士.
[45]谢利红.豚鼠耳蜗血管纹萎缩与内淋巴电位的关系[D].广西医科大学,耳鼻咽喉科学,2004,硕士.
[46]秦天.无线传感器网络中协作策略的研究[D].南京邮电大学,电路与系统,2013,硕士.
[47]王淑楠.阿尔茨海默病APPswe/PS1dE9双转基因小鼠的筑巢行为研究[D].华中科技大学,神经病学,2013,硕士.
[48]谭雪芬.双峰驼IgA和IgG分泌细胞在扁桃体中的分布及其与黏膜免疫的关系[D].甘肃农业大学,基础兽医学,2013,硕士.
[49]张彭辉.液滴下铜的初期腐蚀行为研究[D].中国海洋大学,海洋化学,2014,硕士.
[50]欧阳洪.电话交换网优化方案[J].铁道通信信号.2001(01)