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Study on the relationship between landscape boundary and climatic change in Changbai Mountain

长白山森林景观边界动态与气候变化的关系


气候变化对森林景观产生深远的影响,景观边界对气候变化反应尤其敏感。论文采用多元统计分析、遥感和地理信息系统相结合的方法,来定量分析长白山景观边界的变化与气候变化的关系。结果表明:可以利用长白山自然保护区经度、纬度和海拔高度对现存11个气象因子进行空间差值。1975-1997期间,苔原分布的海拔上、下限经历了一个先上升后下降的过程;岳桦(Betula ermanii)分布的海拔上限也有一个先上升后下降的过程,岳桦分布的海拔下限在降低;云杉(Picea koraiensis)冷林(Abies squamata)分布的海拔上限在上升,但其分布的海拔下限的变化没有明显的规律,苔原边界和岳桦分布的海拔上限的变化可能与1月均温和年降水量的变化有关;岳桦分布的海拔下限和云冷杉林分布的海拔上限可能与7月均温有关。

Climate change becomes a dispute fact, and it will influence the forest landscape in future. Landscape boundary is more sensitive to climatic change than others. We take multivariate statistical analysis, remote sensing and geographic information system, to quantitatively analyze the relationship between landscape boundary and climatic change. Results indicate that we can take the longitude, latitude and altitude to study space interpolation for 11 meteorological factors. During 1975-1997, the tundra distribution upper limit and lower limit elevation presented an increased and then decreased tendency. Betula ermanii distribution upper limit also presented an increased and then decreased tendency; however, B. ermanii distribution lower limit showed a decrease tendency. The cold fir distribution upper limit presented an increase tendency, but the distribution lower limit of cold fir had no obvious change tendency. The upper limit boundary of tundra and B. ermanii distribution change depended on mean January temperature and annual precipitation; the lower limit boundary of B. ermanii and upper limit boundary of cold fir depended on mean July temperature.


全 文 :第 32卷 第 2期 生 态 科 学 32(2): 206-211
2013年 3月 Ecological Science Mar. 2013
收稿日期:2011-11-27收稿,2012-11-28接受
作者简介:王金海(1973—),男,内蒙古人,学士,工程师,主要从事自然保护区管理与规划工作.电话:0457-3433533, Email: wjh13904575978@163.com
*通讯作者:陈宏伟, Email:chenhw@iae.ac.cn

王金海,陈宏伟,赵增福,王殿军,李志勇. 长白山森林景观边界动态与气候变化的关系[J]. 生态科学, 2013, 32(2): 206-211.
WANG Jin-hai,CHEN Hong-wei,ZHAO Zeng-fu, WANG Dian-jun, LI Zhi-yong. Study on the relationship between landscape
boundary and climatic change in Changbai Mountain[J]. Ecological Science, 2013, 32(2): 206-211.

长白山森林景观边界动态与气候变化的关系
王金海
1
,陈宏伟
2*
,赵增福
1
,王殿军
1
,李志勇
1

1. 呼中国家自然保护区,呼中 165036
2. 中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳 110016
【摘要】气候变化对森林景观产生深远的影响,景观边界对气候变化反应尤其敏感。论文采用多元统计分析、遥感和地理信息系
统相结合的方法,来定量分析长白山景观边界的变化与气候变化的关系。结果表明:可以利用长白山自然保护区经度、纬度和
海拔高度对现存 11个气象因子进行空间差值。1975-1997期间,苔原分布的海拔上、下限经历了一个先上升后下降的过程;岳
桦(Betula ermanii)分布的海拔上限也有一个先上升后下降的过程,岳桦分布的海拔下限在降低;云杉(Picea koraiensis)冷林(Abies
squamata)分布的海拔上限在上升,但其分布的海拔下限的变化没有明显的规律,苔原边界和岳桦分布的海拔上限的变化可能与
1月均温和年降水量的变化有关;岳桦分布的海拔下限和云冷杉林分布的海拔上限可能与 7月均温有关。
关键词:森林景观;边界;气候变化;长白山
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2013.02.012 中图分类号:Q149 文献标识码:A 文章编号:1008-8873(2013)02-206-06
Study on the relationship between landscape boundary and climatic change in
Changbai Mountain
WANG Jin-hai1,CHEN Hong-wei2,ZHAO Zeng-fu1, WANG Dian-jun1,LI Zhi-yong1
1. Huzhong National Nature Reserve, Huzhong 165036, China
2. Institute of Applied Ecology,Chinese Academy of Sciences,Shenyang 110016, China
Abstract: Climate change becomes a dispute fact, and it will influence the forest landscape in future. Landscape boundary is more
sensitive to climatic change than others. We take multivariate statistical analysis, remote sensing and geographic information system, to
quantitatively analyze the relationship between landscape boundary and climatic change. Results indicate that we can take the longitude,
latitude and altitude to study space interpolation for 11 meteorological factors. During 1975-1997, the tundra distribution upper limit and
lower limit elevation presented an increased and then decreased tendency. Betula ermanii distribution upper limit also presented an
increased and then decreased tendency; however, B. ermanii distribution lower limit showed a decrease tendency. The cold fir
distribution upper limit presented an increase tendency, but the distribution lower limit of cold fir had no obvious change tendency. The
upper limit boundary of tundra and B. ermanii distribution change depended on mean January temperature and annual precipitation; the
lower limit boundary of B. ermanii and upper limit boundary of cold fir depended on mean July temperature.
Key words: forest landscape; boundary; climate change; Changbai Mountain
2期 王金海,等. 长白山森林景观边界动态与气候变化的关系
1引言(Introduction)

植物地理学的观点认为,气候是决定地球上植
被类型及其分布的最重要的因素,某一植被类型的形
成是植物对特定气候长期适应的结果,植被又可以作
为气候变化最鲜明的指示者(张新时, 1993)。而由气
候变化导致的植被类型的变化,首先表现在景观边界
的变化上。因此,研究景观边界动态与气候变化的关
系,一方面有助于揭示景观变化的驱动力;另一方面,
又可以帮助我们去理解景观异质性的形成机理,具有
重要的理论和实践意义。国外,景观边界对气候变化
的响应研究较多,但绝大多数都集中在景观边界内物
种对气候变化的反映上,涉及林木生长的各个方面,
如种群动态(Taylor, 1995)、树木粗生长(Hessl, 1996)、
林木的高生长(Hessl and Baker, 1997)与气候变化的
关系等。此外,在林分密度(Mast et al, 1998)、年龄结
构(Villaba and Veblen, 1997)、景观格局(Malanson,
1997)与气候变化的关系方面也进行了研究。我国学
者的研究多为静态描述植被分布与气候因子的关系
(牛建明,2000),特别是植被分布与水热条件的关系
(洪必恭、 李绍珠,1981;徐文铎,1992),而缺乏
动态研究。本项研究采用多元统计分析、遥感和地理
信息系统相结合的方法,来定量分析长白山景观边界
的变化与气候变化的关系,探讨在景观尺度上,分析
气候要素空间表达的可行性,使植被与气候关系研究
在定量和空间定位准确性方面有所深入。

2 研究方法及数据来源(Study area and method)

2.1 气象数据
通过多种途径获取了长白山周边地区(包括朝
鲜)48 个气象站的气象资料,选取了年均温、1 月均
温、7月均温、年降水量、≥5 ℃积温、≥5 ℃天数,
并计算了温暖指数Wi、寒冷指数 Ci和湿度指数 Hi。

2.2 空间数据
主要包括三个时期(70 年代的 MSS 影像、80 年
代和 90年代的 TM影像)的景观类型遥感分类图、经
度图、纬度图、数字高程模型(DEM)。其中三个时期
的景观类型分类图是运用遥感图像处理软件 PCI 进
行计算机自动分类,并辅以人机交互解译来完成的,
精度评价采用随机选取检验区的方法,三个时期的分
类精度到达 79.49%、88.24%、90.87%。经度图和纬
度图的产生过程比较复杂,首先建立一个文本文件,
存储 41°20ˊ-42°20 Eˊ ,127°30ˊ-128°30 Nˊ 范围
内,按 1ˊ间隔经线和纬线交叉点的经度和纬度值,
然后运用 ARC/INFO 进行投影变换,将经纬度坐标
转换成高斯-克铝格投影坐标(即我国采用的公里网
坐标),再生成 ARC/INFO 点状图,最后进行空间插
值产生经度图和纬度图,空间精度为 10 m;数字高
程模型是通过对等高线进行插值产生的,空间精度为
10 m,本研究的数字高程模型是根据 1:5万地形图数
字化后,在 arcgis软件的支持下完成的,精度应相当
于 1:5万地形图,对于大区域的景观分类研究来说是
可行的。

2.3 气候的空间模拟
采用多元线性回归方法,分别建立上述 9个气
候因子与地理要素(经度、纬度和海拔高度)的多元线
性回归模型。气候模型的空间表达是通过
ARC/INFO(GRID)的图形代数(map algebra)操作实现
的。利用以上建立的回归模型,将经度图、纬度图和
海拔高度进行图形运算,生成相应气候因子的空间数
字面(digital surface),完成气候的空间模拟。由于缺
乏更大范围内的 DEM 模型,研究范围只限于长白山
国家级自然保护区。

2.4 景观类型的气候特征提取
利用 GIS 工具,分别将三个时期的景观类型遥
感解译图转换成 ARC/INFO GRID 格式,采用 GRID
的空间统计功能,分别提取各景观类型对每一个气候
因子的分布范围(包括最小值、最大值、平均值)。

3 结果与分析 (Results and analysis)

3.1 气候模型及其显著性检验
上述 9个气象因子与经度、纬度和海拔高度的
多元现性回归方程分别为(表 1):
表内公式中 T-年平均气温,R- 年平均降水量,
T-1月均温, T-7月均温,WI-温暖指数,CI-寒冷指
数,HI-湿度指数,AcumT-大于等于 5 ℃积温,
Ge5days-大于等于 5 ℃天数,long代表经度, lat代表
纬度,alt代表海拔高度。相关系数 R都在 0.8以上,
说明各气象因子与经度、纬度和海拔高度间存在较明
显的线性相关性,但是为了证实这种相关性是否是由
偶然因素造成的,我们又进行了线性回归的显著性检
207
生 态 科 学 Ecological Science 32 卷

表 1 气象因子与经度、纬度和海拔高度的多元现性回归方程及相关系数
Table 1 Multiple regression equation and correlation coefficient of meteorological factors among longitude, latitude, altitude
多元回归方程 Multiple regression equation 相关系数 Correlation coefficient
alt0.0054-lat1.1486-long 0.105241.8822MeanT ´´´+= 0.98
alt1827.0lat102.2116-long1503.72067.9175MeanR ´+´´-= 0.84
alt0.0050-lat.56802-long0577.15669.93JanT ´´´+-= 0.94
alt0.0048-lat.12920-long4903.00450.91JulyT ´´´-= 0.89
alt0613.0lat.67072-long4597.03434.49WI ´+´´+= 0.95
alt0377.0lat7402.9long9262.20144.18CI ´+´+´-= 0.97
alt0613.0lat.67072-long4597.03434.49HI ´+´´+= 0.88
alt.80230-lat7.0745-long8407.5549.11863AcumT ´´´-= 0.96
alt.04610-lat.25038-long3630.06214.553Ge5days ´´´+= 0.96

验,表明气象因子与经度、纬度和海拔高度之间存在
显著的线性相关性,在 95%置信度下,可以用回归方
程对它们进行估计。

3.2景观边界空间分布的气候特征
将 75、85、97年的景观类型图和由回归模型产
生的气候因子趋势面进行空间统计,得到如下结果:
3.2.1年均温范围
1975年苔原分布的温度最小、最大和平均值分别
为-6.9 ℃、-0.72 ℃和-3.54 ℃;岳桦(Betula ermanii)
为-4.21 ℃、-1.55 ℃和-2.73 ℃;云杉(Picea koraiensis)
和冷杉(Abies squamata)为-3.39 ℃、2.45 ℃和 0.13 ℃。
岳桦分布的温度下限和平均值分别比苔原高 2.69
℃、0.81 ℃,而上限则比苔原低 0.83 ℃;云冷杉分
布的温度下限、上限和平均值分别比岳桦高 0.82℃、
4℃和 2.86 ℃;1985年苔原分布的温度下限、上限和
平均值分别为-7.16 ℃、-1.29 ℃和-3.57 ℃;岳桦为
-5.26 ℃、-1.02 ℃和-2.79 ℃;云冷杉为-3.91 ℃、2.42
℃和 0.05 ℃。苔原分布的温度上限比岳桦的下限高
3.97 ℃,岳桦分布的上限比云冷杉的下限高 2.89 ℃;
1997 年苔原分布的温度下限、上限和平均值分别为
-6.90 ℃、-0.96 ℃和-3.57 ℃;岳桦为-4.55 ℃、-0.89 ℃
和-2.74 ℃;云冷杉为-5.20 ℃、2.42 ℃和-0.05 ℃。苔
原分布的温度上限比岳桦的下限高 3.59 ℃,岳桦的
上限则比云冷杉的下限高 4.31 ℃;从苔原、岳桦到
云冷杉,年均温在逐渐增加,充分体现了长白山森林
景观的垂直地带性。
3.2.2年降水量范围
1975 年苔原分布的年降水量的下限、上限和平
均值分别为987.52 mm、1 184.44 mm和1 071.95 mm;
岳桦为 995.61 mm、1 091.87 mm和 1036.12 mm;云
冷杉为 815.47 mm、1 104.86 mm和 944.61 mm,岳
桦的上限比苔原的下限高 104.35 mm,云冷杉的上限
又比岳桦的下限高 109.25 mm;1985年苔原分布的年
降水量的下限、上限和平均值分别为 998.58 mm、1
192.72 mm和 1 073.20 mm;岳桦为 979.10 mm、1
124.49 mm和 1 037.98 mm;云冷杉为 816.37 mm、1
101.89 mm和 947.34 mm,岳桦的上限比苔原的下限
高 125.91 mm,云冷杉的上限又比岳桦的下限高
122.79 mm;1997年苔原分布的年降水量的下限、上
限和平均值分别为 987.95 mm、1 182.19 mm 和 1
072.49 mm;岳桦为 978.30 mm、1 102.07 mm和 1
037.61 mm;云冷杉为 815.10 mm、1 128.15 mm和
950.47 mm,岳桦的上限比苔原的下限高 114.12 mm,
云冷杉的上限又比岳桦的下限高 149.85 mm,这种差
异的大小体现了景观边界的凹凸性,可以间接地反映
景观边界两侧作用力的强弱,而作用力强的一侧的景
观总是向作用力弱的一侧渗透,从平均值来看,从苔
原、岳桦到云冷杉,年平均降水量在逐渐减少,而云
冷杉林减少幅度最大。
3.2.3 ≥5 ℃积温范围
1975年苔原分布≥5 ℃积温的下限、上限和平均
值分别为 219.07 ℃、1 134.53 ℃和 719.98 ℃;岳桦
为 624.66 ℃、1 029.61 ℃和 849.24 ℃;云冷杉为
722.67 ℃、1 656.83 ℃和 1 276.25 ℃。苔原的上限比
岳桦的下限高 509.87 ℃,岳桦的上限比云冷杉的下
限高 306.94 ℃;1985年苔原分布≥5 ℃积温的下限、
上限和平均值分别为 179.47 ℃、1 060.26 ℃和 714.74
208
2期 王金海,等. 长白山森林景观边界动态与气候变化的关系
℃;岳桦为 465.12 ℃、1 088.41 ℃和 839.89 ℃;云
冷杉为 655.57 ℃、1 656.86 ℃和 1 264.28 ℃。苔原的
上限比岳桦的下限高 595.14 ℃,岳桦的上限比云冷
杉的下限高 432.84 ℃;1997年苔原分布≥5 ℃积温
的下限、上限和平均值分别为 219.07 ℃、1 108.82 ℃
和 715.25 ℃;岳桦为 572.97 ℃、1 126.85 ℃和 846.38
℃;云冷杉为 472.81 ℃、1 657.64 ℃和 1 248.09 ℃。
苔原的上限比岳桦的下限高 535.85 ℃,岳桦的上限
比云冷杉的下限高 654.04 ℃,从平均值来看,从苔
原、岳桦到云冷杉,≥5 ℃积温在逐渐增加,而云冷
杉林的增加幅度最大。
3.2.4 ≥5 ℃天数范围
1975年苔原分布≥5 ℃天数的下限、上限和平均值
分别为 133 d、186 d和 162 d;岳桦为 156 d、179 d
和 169 d;云冷杉为 163 d、214 d和 193 d.苔原的上
限比岳桦的下限高 30 d,岳桦的上限比云冷杉的下限
高 16 d;1985年苔原分布≥5 ℃天数的下限、上限和
平均值分别为 131 d、181 d和 162 d;岳桦为 147 d、
186 d和 168 d;云冷杉为 159 d、214 d和 193 d。苔
原的上限比岳桦的下限高 34 d,岳桦的上限比云冷杉
的下限高 27 d;1997年苔原分布≥5℃天数的下限、
上限和平均值分别为 133 d、184 d和 162 d;岳桦为
153 d、185 d和 169 d;云冷杉为 148 d、214 d和 192
d。苔原的上限比岳桦的下限高 31 d,岳桦的上限比
云冷杉的下限高 37 d,从平均值来看,从苔原、岳桦
到云冷杉,≥5 ℃积温在逐渐增加。
3.2.5 1月均温范围
1975年苔原分布 1月均温的下限、上限和平均值
分别为-25.05 ℃、-19.16 ℃和-21.89 ℃;岳桦为-22.59
℃、-20.20 ℃和-21.24 ℃;云冷杉为-21.58 ℃、-16.55
℃和-18.58 ℃。苔原的上限比岳桦的下限高 3.43 ℃,
岳桦的上限比云冷杉的下限高 1.38 ℃;1985年苔原
分布1月均温的下限、上限和平均值分别为-25.28 ℃、
-19.76 ℃和-21.92 ℃;岳桦为-23.55 ℃、-19.42 ℃和
-21.30 ℃;云冷杉为-22.12 ℃、-16.69 ℃和-18.64 ℃。
苔原的上限比岳桦的下限高 3.79 ,℃岳桦的上限比云
冷杉的下限高 2.7 ℃;1997年苔原分布 1月均温的下
限、上限和平均值分别为-25.05 ℃、-19.53 ℃和-21.94
℃;岳桦为-22.90 ℃、-19.55 ℃和-21.25 ℃;云冷杉
为-23.46 ℃、-16.69 ℃和-18.73 ℃。苔原的上限比岳
桦的下限高 3.37 ℃,岳桦的上限比云冷杉的下限高
3.91 , ℃ 从平均值来看,从苔原、岳桦到云冷杉,1
月均温在逐渐增加,而云冷杉林的增加幅度最大。
3.2.6 7月均温范围
1975 年苔原分布 7 月均温的下限、上限和平均
值分别为 10.32 ℃、15.77 ℃和 13.31 ℃;岳桦为 12.75
℃、15.18 ℃和 14.09 ℃;云冷杉为 13.29 ℃、18.98 ℃
和 16.64 ℃。苔原的上限比岳桦的下限高 3.02 ℃,岳
桦的上限比云冷杉的下限高 1.89 ℃;1985年苔原分
布 7月均温的下限、上限和平均值分别为 10.09 ℃、
15.35 ℃和 13.28 ℃;岳桦为 11.79 ℃、15.49 ℃和
14.04 ℃;云冷杉为 12.91 ℃、18.98 ℃和 16.57 ℃。
苔原的上限比岳桦的下限高 3.53 ℃,岳桦的上限比
云冷杉的下限高 2.58 ℃;1997年苔原分布 7月均温
的下限、上限和平均值分别为 10.32 ℃、15.64 ℃和
13.28 ℃;岳桦为 12.44 ℃、15.76 ℃和 14.08 ℃;云
冷杉为 11.84 ℃、18.99 ℃和 16.47 ℃。苔原的上限比
岳桦的下限高 3.2 ℃,岳桦的上限比云冷杉的下限高
3.92 ℃,从平均值来看,从苔原、岳桦到云冷杉,7
月均温在逐渐增加,增加幅度不大。
3.2.7温暖指数范围
1975年苔原分布温暖指数的下限、上限和平均值
分别为 7.94、38.23 和 24.44;岳桦为 21.24、34.40
和 28.52;云冷杉为 24.94、54.22和 42.60。苔原的上
限比岳桦的下上限高 16.99,岳桦的上限比云冷杉的
下限高 9.46;1985 年苔原分布温暖指数的下限、上
限和平均值分别为6.67、35.61和24.27;岳桦为 15.98、
36.50和 28.21;云冷杉为 22.47、54.22和 42.21。苔
原的上限比岳桦的下上限高 19.63,岳桦的上限比云
冷杉的下限高 14.04;1997年苔原分布温暖指数的下
限、上限和平均值分别为 7.94、37.22和 24.27;岳桦
为 19.53、37.67和 28.44;云冷杉为 16.32、54.24和
41.68苔原的上限比岳桦的下上限高 17.69,岳桦的上
限比云冷杉的下限高 21.35,从平均值来看,从苔原、
岳桦到云冷杉,温暖指数在逐渐增加,云冷杉的增加
幅度最大。
3.2.8寒冷指数范围
1975年苔原分布寒冷指数的下限、上限和平均值
分别为 107.49、151.16 和 127.46;岳桦为 113.72、
132.31和 121.87;云冷杉为 85.73、126.21和 101.82。
苔原的下限比岳桦的上限低 6.23,岳桦的下限比云冷
杉的上限低 12.49;1985年苔原分布寒冷指数的下限、
上限和平均值分别为 111.82、153.00和 127.71;岳桦
为 109.33、139.67和 122.32;云冷杉为 86.11、129.91
和 102.35。苔原的下限比岳桦的上限低 27.85,岳桦
的下限比云冷杉的上限低 20.58;1997年苔原分布寒
209
生 态 科 学 Ecological Science 32 卷
冷指数的下限、上限和平均值分别为 109.44、151.16
和 127.75;岳桦为 109.03、134.72和 122.01;云冷杉
为 86.10、139.21和 103.06。苔原的下限比岳桦的上
限低 25.28,岳桦的下限比云冷杉的上限低 30.18,从
平均值来看,从苔原、岳桦到云冷杉,寒冷指数在逐
渐降低,云冷杉的降低幅度最大。
3.2.9湿度指数范围
1975 年苔原分布湿度指数的下限、上限和平均
值分别为 87.08、156.17 和 118.11;岳桦为 94.26、
125.38和 107.87;云冷杉为 43.88、120.29和 75.72。
苔原的下限比岳桦的上限低 38.3,岳桦的下限比云冷
杉的上限低 26.03;1985年苔原分布湿度指数的下限、
上限和平均值分别为 92.58、159.28和 118.51;岳桦
为 88.88、137.21和 108.57;云冷杉为 44.01、123.22
和 76.63。苔原的下限比岳桦的上限低 44.63,岳桦的
下限比云冷杉的上限低 34.34;1997年苔原分布湿度
指数的下限、上限和平均值分别为 88.87、156.13和
118.45;岳桦为 87.19、129.19 和 108.16;云冷杉为
44.82、137.05和 77.80。苔原的下限比岳桦的上限低
40.32,岳桦的下限比云冷杉的上限低 49.86,从平均
值来看,从苔原、岳桦到云冷杉,湿度指数在逐渐降
低,云冷杉的降低幅度最大。

3.3景观边界变化与气候的关系
采用由回归模型产生的气象因子趋势面,对比
分析不同年代同一个景观类型分布的气象因子上下
限的差异,来说明景观边界在空间上的变化。并根据
长白山地区气象资料的分析(见表 2),来探讨这种变
化与气候变化的关系。
3.3.1 苔原边界
从年均温来看,苔原分布海拔上限的年均温
1975 年为-6.90 ℃,85 年为-7.16 ℃,97 年为-6.90
℃,海拔下限的年均温 1975 年为-0.72 ℃,85 年为
-1.29 ℃,97 年为-0.96 ℃。由此可见,长白山苔原
的分布在 1975-1997期间经历了一个沿海拔上升,后
来又下降的过程,从其它 8个气象因子的分析,也能
得出同样的结论。我们可以发现,1月均温和年降水
量在三个年代内也同样存在一个先下降后上升的过
程,我们认为苔原边界的变化可能与 1 月均温和年降
水量的变化有关,但是,也不能排除其它因素,如由遥

表 2 长白山几个气象站气象资料统计分析
Table 2 Statistical analysis of several ground stations in Changbai Mountain.
气象站 Weather station station 气象因子Meteorological factor 1961-1975 1975-1985 1985-1995
1月均温 January mean temperature -15.81 -16.44 -14.46
7月均温 July mean temperature 20.11 20.05 20.00
年均温 Annual mean temperature 3.25 3.46 3.96
东岗
Donggang
年均降水量 Annual mean precipitation 836.63 738.82 860.70
1月均温 January mean temperature -17.31 -17.87 -15.93
7月均温 July mean temperature 19.01 18.16 18.13
年均温 Annual mean temperature 2.20 1.84 2.36
长白
Changbai
年均降水量 Annual mean precipitation 916.65 650.19 703.64
1月均温 January mean temperature -22.66 -24.06 -23.40
7月均温 July mean temperature 8.63 8.45 8.10
年均温 Annual mean temperature -7.34 -7.42 -7.46
天池
Tianci
年均降水量 Annual mean precipitation 1337.83 1284.05 1612.80
1月均温 January mean temperature -18.59 -19.46 -17.93
7月均温 July mean temperature 15.92 15.55 15.41
年均温 Annual mean temperature -0.63 -0.71 -0.38
平均
Mean
年均降水量 Annual mean precipitation 1030.37 891.03 1059.05
注:由于缺乏资料,天池站 1985-1995的统计结果是 1986-1988三年的平均值.Notes: For the lack of data, meteorological factors of
Tianci station of 1985-1995 were concluded from the mean value 1986-1988

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2期 王金海,等. 长白山森林景观边界动态与气候变化的关系

感影像季相差异导致的分类误差的影响.
3.3.2 岳桦林边界
从年均温来看,岳桦分布海拔上限的年均温
1975、1985 和 1997 年分别为-4.21℃、-5.26℃和
-4.55℃,分布海拔下限的年均温分别为-1.55℃、-1.02
和-0.89℃。从中可以看出,岳桦分布的海拔上限在
1975-1997年期间同样也经历了一个先上升后下降的
过程,除了年降水量外(没有下降过程),其它 8个气
象因子的分析也能得到同样的结果,邹春静等(2001)
通过岳桦种群年龄结构的分析,也认为岳桦分布的海
拔上限在上升;而岳桦分布的海拔下限却在降低,除
了大于 5 ℃的天数和 1 月均温的分析结果岳桦分布
的海拔下限,有一个先下降后上升的过程外,其它 8
个气象因子的分析,均能得出类似的结论。分析其原
因,我们认为岳桦分布的海拔上限的变化与苔原边界
类似,可能与 1 月均温和年降水量的变化有关,而岳
桦分布的海拔下限的变化可能与 7 月均温的下降有
关。但是,也不能排除其它因素,如由遥感影像季相
差异导致的分类误差的影响。
3.3.3 云冷杉边界
通过对比,分析不同年代云冷杉林分布的气象
因子上下限的差异,我们发现从 1975-1997年期间,
云冷杉林分布的海拔上限在上升,可能与 7月均温的
下降有关,而其分布的海拔下限的变化没有明显的规
律可循。

4结论与讨论(Conclusions and discussion)

长白山自然保护区 11 个气象因子(年均温、1
月均温、7月均温、年降水量、≥5 ℃积温、≥5 ℃天
数、温暖指数 Wi、寒冷指数 Ci 和湿度指数 Hi)的
线性回归模型的显著性检验结果表明,可以用经度、
纬度和海拔高度对 11个气象因子进行空间估计。
长白山苔原、岳桦和云冷杉林景观边界变化与气
候变化的关系分析结果表明,在 1975-1997期间,苔
原分布的海拔上、下限经历了一个先上升后下降的过
程;岳桦分布的海拔上限也有一个先上升后下降的过
程,而岳桦分布的海拔下限却在降低;云冷杉林分布
的海拔上限在上升,而其分布的海拔下限的变化没有
明显的规律可循,并结合气象站的统计资料分析了边
界变化的气候方面的因素,认为苔原边界和岳桦分布
的海拔上限的变化可能与 1 月均温和年降水量的变
化有关;岳桦分布的海拔下限和云冷杉林分布的海拔
上限可能与七月均温的下降有关。

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