張善紅 白紅英 孟清
摘 要:根據(jù)秦嶺山地及其周邊氣象站點的日氣象觀測數(shù)據(jù),遵循地帶性與非地帶性相結(jié)合原則、溫度帶內(nèi)發(fā)生同一性與區(qū)域氣候特征相對一致性相結(jié)合原則、綜合性和主導因素相結(jié)合原則、自下而上和自上而下相結(jié)合原則、空間連續(xù)性與取大去小原則、自然地理景觀原則等六個原則,根據(jù)前人的研究成果及秦嶺山地的地理環(huán)境特征,確定了秦嶺山地溫度帶劃分的指標,擬對秦嶺山地氣溫突變前后的溫度帶進行劃分,將秦嶺山地劃分為寒溫帶、中溫帶、暖溫帶、北亞熱帶、中亞熱帶五個溫度帶。
關(guān)鍵詞:氣候變化;中國南北過渡帶;北亞熱帶;秦嶺
中圖分類號:P467 文獻標識碼:A文章編號:1674-0033(2023)02-0031-07
引用格式:張善紅,白紅英,孟清.秦嶺山地溫度帶劃分研究[J].商洛學院學報,2023,37(2):31-37.
Abstract: According to the daily meteorological observation data of meteorological stations in and around the Qinling Mountains, following six principles, including the combination of zonality and non-zonality, the combination of intra-zone occurrence and the relative consistency of regional climate characteristics, the combination of comprehensive and dominant factors, the combination of bottom-up and top-down, spatial continuity and the principle of taking large and removing small, and the principle of physical geography landscape, According to the previous research results and the geographical environment characteristics of the Qinling Mountains, the index of temperature zone division in the Qinling Mountains was determined, and the temperature zone before and after the sudden change of temperature in the Qinling Mountains was planned to be divided into cold temperate zone, middle temperate zone, warm temperate zone, north subtropical zone and middle subtropical zone.
Key words: climate zone change; north-south transitional zone of China; northern subtropics; Qinling Mountains
溫度帶的劃分,是從系統(tǒng)的角度來探討不同地區(qū)的氣候特點及不同溫度帶的空間分布規(guī)律,以便讓人們更好地認識一個地區(qū)的氣候狀況[1-2]。秦嶺山地位于中國南北過渡帶,地形復雜多樣,山地層巒疊嶂,山地海拔落差較大。受緯度和地形的影響,該地區(qū)的山地溫度帶從低海拔到高海拔表現(xiàn)出典型的山地垂直地帶性,在氣候變化研究中具有典型的地域特征。本文結(jié)合前人研究成果和秦嶺山地獨特的區(qū)域特征及秦嶺山地各地理要素的變化過程,確定秦嶺山地溫度帶劃分的原則和指標,進而劃分秦嶺山地溫度帶。為保證溫度帶劃分的科學性和完整性,除收集研究區(qū)的資料外,還分別向研究區(qū)的東西南北四個方向擴展,獲取周邊區(qū)域的相關(guān)資料,以獲得更多的實測數(shù)據(jù)支撐。
1? 秦嶺溫度帶劃分原則
1.1 地帶性與非地帶性相結(jié)合原則
地帶性和非地帶性空間分布是地球表層環(huán)境要素中最基本的空間地域分異規(guī)律,地帶性和非地帶性因素在溫度帶的形成過程中,是互相影響、互相制約,在共同作用下形成的。在溫度帶的劃分中,地帶性和非地帶性的對立統(tǒng)一貫穿整個過程。太陽輻射沿著地理緯度使得熱量在南北方向產(chǎn)生空間分異;海陸的物理性質(zhì)不同,使得氣溫在海上和陸上差異明顯,以及水分沿東西方向的空間差異;海拔高度、地表形態(tài)及坡度坡向的分異,使得水熱條件在垂直方向上產(chǎn)生分異,一些區(qū)域呈現(xiàn)出非地帶性的地理過程。
山系的山地氣候,是在一定緯度溫度帶背景下形成的,是在這個緯度溫度帶的基礎上產(chǎn)生的[3],而山地氣候又是緯度溫度帶的特殊情況。同時,山地氣候由于海拔高度增加氣候要素產(chǎn)生有規(guī)律的變化,形成隨海拔高度分布的高度溫度帶。秦嶺山地有著巨大的海拔高差,因此在劃分溫度帶時,必須遵循地帶性與非地帶性相結(jié)合的原則,首先考慮水平地帶性,然后考慮因為高程的差異導致的垂直地帶性。另外,由于太白山獨特的地理位置,使其擁有完整的山地垂直地帶性,因此在進行秦嶺山地溫度帶劃分時,將太白山作為一個典型的地域單元進行劃分,并結(jié)合整個研究區(qū)的地理環(huán)境特點,確定溫度帶區(qū)劃標準,進行溫度帶劃分。
1.2 溫度帶內(nèi)發(fā)生同一性與區(qū)域氣候特征相對一致性相結(jié)合原則
地理環(huán)境要素是自身的發(fā)生、演化形成的歷史產(chǎn)物,因此不僅要考慮其現(xiàn)在的空間分布和特點的一致性與差異性,還需要從發(fā)生學的角度,充分考慮其氣候成因和變化過程是否相對統(tǒng)一。同一個溫度帶具有發(fā)生同一性,是指作為整體的最本質(zhì)和最基本的形成與發(fā)展歷史具有共同性,即同一個溫度帶具有相同的形成過程,并表現(xiàn)出相同的現(xiàn)代特點,即同一個溫度帶內(nèi),既具有相似的水熱條件,又具有相似的土壤和植被。但地球上不可能存在兩個完全一樣的葉子,根據(jù)地域分異規(guī)律得知,地球表層亦不可能有兩個完全相同的區(qū)域,加之秦嶺山地的過渡性特征,微地形的影響使得小尺度的地域分異,可能會造成上一級地域區(qū)劃的內(nèi)部差異,這些也應考慮其中。
1.3 綜合性和主導因素相結(jié)合原則
在溫度帶的劃分過程中,通常用到日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)、1月平均溫度、7月平均氣溫、日均溫穩(wěn)定≥10 ℃積溫、多年平均極端氣溫這些氣候因子,從中選取主導作用的氣候因子作為溫度帶界線的劃分,其他因子作為輔助因子。20世紀80年代以前,日均溫穩(wěn)定≥10 ℃積溫一直是我國氣候區(qū)劃的一個通用指標,但從陳咸吉[4]發(fā)表《中國氣候區(qū)劃新探》后,很多學者逐漸認識到,對于地勢高差懸殊的地區(qū)和幅員廣大的中國來說,以日均溫穩(wěn)定≥10 ℃積溫作為指標劃分溫度帶有一定局限性,采用日均溫穩(wěn)定≥10 ℃持續(xù)日數(shù)為指標進行氣候區(qū)劃,可以更好地刻劃出溫度條件的差異。從此以后,日均溫穩(wěn)定≥10 ℃持續(xù)日數(shù)被中國科學院及中央氣象局等部門編制的氣候區(qū)劃所采用。
另外,因秦嶺坐落在中國南北過渡帶上,1月份平均氣溫對暖溫帶和北亞熱帶的分界具有很重要的作用。因此,本文以日均溫穩(wěn)定≥10 ℃持續(xù)日數(shù)和1月份平均氣溫也作為本研究區(qū)的主導指標進行溫度帶劃分。同時因秦嶺山地海拔高差懸殊,使得同一水平上不同海拔高度的地域氣候存在差異,因此在秦嶺山地氣候的劃分過程中,不僅要充分考慮氣候要素這一主導因素,還要考慮研究區(qū)的植被、土壤、地貌等相關(guān)地理因素,所以將地形、土壤、植被等因素參與到秦嶺山地溫度帶的劃分,將主導因素和綜合性因素有機結(jié)合在一起作為劃分秦嶺山地溫度帶的一個重要原則。
1.4 自下而上和自上而下相結(jié)合原則
在進行大尺度溫度帶的劃分時,通常采用自上而下原則依據(jù)指標按層次劃分溫度帶,能夠在大范圍下客觀地把握和體現(xiàn)溫度帶地域分異的總體規(guī)律;自下而上的原則,根據(jù)各站點氣候指標的相似度,結(jié)合各溫度帶單元的相對完整性,連續(xù)性,將各站點合并成氣候區(qū),揭示和分析中小尺度地域單元在空間上的聚集過程。
秦嶺山地溫度帶劃分可采用自上而下的方法,但在一些小的地方,出現(xiàn)面積很小的溫度帶,可采用小塊區(qū)域與鄰近地域氣候類型相同的原則,把一些小的氣候類型合并為大的氣候類型。另外,海拔高的地方,氣象站點數(shù)據(jù)的空間插值往往誤差大一些。因此在太白山地區(qū)的溫度帶劃分時,利用太白山中高海拔站點數(shù)據(jù)進行插值,對太白山地區(qū)的溫度帶劃分進行修正。
1.5 空間連續(xù)性與取大去小原則
空間連續(xù)性主要體現(xiàn)在各氣候帶保持完整性,不允許出現(xiàn)“飛地”和“遺漏”的現(xiàn)象。但在進行氣候帶劃分時,一些地帶性特征往往會因非地帶性因素(如高山,大型河流,大型湖泊等),使得地帶性的連續(xù)性遭到破壞。因此,在本研究區(qū)進行溫度帶劃分的過程中,由于地形的影響,溫度帶邊界線多數(shù)會呈鋸齒狀,在溫度帶界線處會出現(xiàn)很多小的斑塊溫度帶;另外一個溫度帶內(nèi)部也會出現(xiàn)部分斑塊溫度帶。因此,要根據(jù)實際情況在考慮空間連續(xù)性的同時,對一些較小的溫度帶進行取舍,以保證整個研究區(qū)溫度帶劃分結(jié)果的連續(xù)性,以保證結(jié)果不出現(xiàn)過渡的破碎。
1.6 自然地理景觀原則
山地溫度帶的位置與山地自然地理景觀帶相符合。對緯度溫度帶,由于尺度較大的緣故,氣候要素的變化梯度相對較小[3],因此,從一個緯度溫度帶到另一個緯度溫度帶之間是漸變的、模糊的、不確定的,使得相鄰溫度帶之間難以找到自然地理景觀的分界標志。但山地溫度帶,氣候要素的水平梯度和垂直梯度相對較大,山地氣候的變化在山地自然景觀中可以清楚地表現(xiàn)出來,有可能直接看到自然帶的具體輪廓[3],如植被的垂直帶譜,雪線,林線等,甚至可以辨別植被隨高度的差異分界,物候隨海拔高度的差異等。
此外,山地氣象站點的設置有限,所獲得的山地觀測資料也非常有限,因此可以利用山地自然景觀劃分山地溫度帶,這樣劃分的溫度帶可能更加接近現(xiàn)實。因此自然地理景觀原則在劃分山地溫度帶中是非常必要的。秦嶺山地自然景觀分異明顯,特別是植被垂直帶譜、林線等景觀輪廓分明,在現(xiàn)代空間分析技術(shù)的支撐下,這將在秦嶺溫度帶劃分中表現(xiàn)出重要的參考作用。
2? 秦嶺山地溫度帶劃分指標
2.1 溫度帶劃分指標的選取
溫度條件是影響植被第一生產(chǎn)力最重要的因素,溫度是人類在現(xiàn)階段還不能大規(guī)模、長時間改變的氣候因子[5],溫度條件是溫度帶劃分中一項不可或缺的因素。日均溫穩(wěn)定≥10 ℃積溫是植被生長發(fā)育的一個極其重要的指標,因此日均溫穩(wěn)定≥10 ℃積溫以往一直被作為我國溫度帶劃分的一個通用的指標。如中央氣象局、中國科學院[6]及中國農(nóng)業(yè)區(qū)劃委員會[7]等部門編制氣候及農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃時都以日均溫穩(wěn)定≥10 ℃積溫作為溫度帶的劃分指標,同時也有很多學者[8-10]采用該指標進行溫度帶劃分。
日均溫穩(wěn)定≥10 ℃積溫用于溫度帶劃分時,對于地勢高差懸殊的地區(qū)有一定局限性,主要體現(xiàn)在以下兩個方面:一方面,積溫掩蓋了溫度在水平空間上分布的不均一性[11]。積溫受到地形等因素的影響,可能會造成兩個地方積溫相同,卻屬于不同的氣候類型。例如,內(nèi)蒙古自治區(qū)的赤峰市(海拔571 m)和西藏的察隅(海拔2 328 m),兩個地方的積溫都接近3 200 ℃左右,但前者屬于溫帶氣候,玉米或者小麥一年一熟,后者屬于亞熱帶氣候,稻麥一年兩熟。
另一方面,積溫受太陽光照強度和太陽輻射的影響。太陽輻射較強的地方可以直接影響植被的體溫和地表溫度,從而影響植被對積溫的需要。日均溫穩(wěn)定≥10 ℃期間的積溫作為指標劃分溫度帶時,對于地勢高差懸殊的秦嶺同樣有一定的局限性[12],但日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)作為指標,能夠更準確地刻畫山地起伏較大的地區(qū)溫度條件的地域分異[11,13-14]。自20世紀80年代至今,這一指標一直被中央氣象局[15-16]和中國科學院[6]等部門編制氣候區(qū)劃時采用。
秦嶺地勢高差懸殊,海拔高度的不同,造成積溫值差別較大,因此本文選用日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)作為溫度帶劃分的主導指標,以便更準確地刻劃秦嶺山地由于起伏較大造成的地區(qū)溫度條件差異。此外,最冷月氣溫(1月)決定著地帶性植被的越冬和發(fā)育,且秦嶺山地位于暖溫帶和亞熱帶分界線上,1月平均溫度對南北過渡帶影響較大,且1月平均氣溫在整個秦嶺氣候變暖中表現(xiàn)最為顯著[17],因此把1月平均氣溫作為秦嶺山地暖溫帶和亞熱帶的主導分界指標。
最熱月7月氣溫,往往對高原和高緯度地區(qū)的植被生長具有重要意義。本研究區(qū)沒有高原,沒有高緯度,但為了溫度帶劃分的科學性和完整性,向研究區(qū)的東西南北四個方向擴展,因此有部分青藏高原地區(qū)成為研究區(qū)的擴展區(qū),在進行溫度帶劃分時,把位于青藏高原地區(qū)的部分直接劃分為高原氣候區(qū);7月份溫度近60年來在秦嶺山地變化較小[17]。因此在溫度帶劃分指標體系的構(gòu)建時沒有采用7月氣溫。另外,極端低溫在溫度帶劃分過程中也非常重要,為了更好地體現(xiàn)氣候區(qū)劃的綜合性特征,秦嶺山地的溫度帶劃分也采用極端最低氣溫的多年平均值作為參考指標進行溫度帶的劃分。
基于以上分析,將日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)和1月平均氣溫,確定為秦嶺溫度帶劃分的主要指標,日均溫穩(wěn)定≥10 ℃積溫、年極端最低氣溫多年平均值確定為參考指標。另外,山地地形復雜多樣性及氣候垂直變化的分異性,地形要素也是參與溫度帶劃分的一個重要因素,同時依據(jù)自然景觀的劃分原則,參考前人對植被和土壤等方面研究結(jié)果所對應的溫度條件指標進行溫度帶劃分。
2.2? 秦嶺山地溫度帶劃分指標的適用性分析
溫度帶劃分指標體系,在國內(nèi)學術(shù)界一般以鄭景云等[18]在《地理學報》上發(fā)表的《中國氣候區(qū)劃新方案》中的標準(見表1)為依據(jù)。該指標體系適用于大尺度范圍的溫度帶劃分,對海拔較低的研究區(qū)更具有適用性。而秦嶺山地研究范圍相對較小,地勢高差懸殊,且位于中國南北過渡帶,地理位置獨特,因此有些指標的劃分標準不太適用秦嶺山地。本文根據(jù)溫度帶劃分的原則,參照鄭景云等對溫度帶劃分的指標(表1),以秦嶺山地植被和土壤等方面的研究結(jié)果所對應的溫度帶劃分指標進行對比分析,確定適合秦嶺山地溫度帶劃分的指標體系。
2.2.1暖溫帶和北亞熱帶分界線分類指標
由于秦嶺山地處于中國南北過渡帶,即暖溫帶和亞熱帶的分界帶上,學者們對秦嶺暖溫帶和亞熱帶的研究較多。參考前人對秦嶺山地亞熱帶和暖溫帶的劃分指標,對表1中暖溫帶和北亞熱帶分界線的主要指標和輔助指標的適用性進行分析,確定亞熱帶和暖溫帶的劃分指標。
張學忠等[19]通過對秦嶺山地植被的實際調(diào)研,發(fā)現(xiàn)秦嶺陜西常綠闊葉木本植物分布的北界,位于秦嶺南坡中部大致海拔1 000 m等高線附近??的秸x等[20]通過對秦嶺不同區(qū)域植物區(qū)系的調(diào)查和秦嶺南北坡植被垂直帶譜的比較分析,認為秦嶺南麓海拔1 000 m等高線可作為秦嶺山地的南北分界線。姚永慧等[21]選擇代表中國南方亞熱帶針葉林的馬尾松林(Pinus massoniana)和北方溫帶針葉林的油松林(Pinus galeiforms)兩類植被,研究了這兩類植被在秦巴山區(qū)的空間分布及二者分界線處的氣候條件,認為秦巴山區(qū)亞熱帶針葉林(馬尾松林)與溫帶針葉林(油松林)的分界線(位于伏牛山南坡至漢中盆地北緣一線(秦嶺南坡)海拔1 000~1 200 m處)可以作為亞熱帶與暖溫帶界線劃分的植被—氣候指標之一。張俊華等[22]從空間、垂直和南北向上,分析了秦巴山區(qū)土壤有機碳/全氮含量及增幅均與秦嶺1 000 m等高線、1月0 ℃等溫線、暖溫帶落葉闊葉林帶(含常綠成分)和亞熱帶常綠落葉闊葉混交林的上限基本一致,從土壤的有機碳/全氮的空間分布方面為亞熱帶—暖溫帶劃界提供一定依據(jù)。
通過以上學者的研究,普遍認為秦嶺南坡1 000 m等高線可以作為秦嶺山地南北分界線,即北亞熱帶和暖溫帶的分界線。將秦嶺南坡海拔1 000 m等高線與表1中北亞熱帶和暖溫帶分界的主要指標和輔助指標(日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)220 d、1月0 ℃等溫線)對比發(fā)現(xiàn),日均溫≥10 ℃日數(shù)220 d等值線在秦嶺南坡海拔1 000 m等高線以南,而日均溫≥10 ℃日數(shù)210 d等值線、1月0 ℃等溫線跟秦嶺南坡海拔1 000 m等高線基本一致。這說明表1中暖溫帶和亞熱帶的分界線分類指標對秦嶺山地不太適用,秦嶺山地北亞熱帶和暖溫帶的主要分類指標日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)比平原地區(qū)減少10 d左右更合適。另外,最冷月氣溫決定著地帶性植被的越冬和發(fā)育,且秦嶺山地位于暖溫帶和亞熱帶分界線上,1月平均溫度對南北過渡帶影響較大,因此確定秦嶺亞熱帶和暖溫帶分界線主要指標為1月份0 ℃等溫線。
2.2.2中溫帶和暖溫帶分界線分類指標
中溫帶和暖溫帶的劃分指標以暖溫帶典型植被落葉闊葉林生長的上限為界。雷明德[23]通過實地考察確立了太白山植被垂直帶譜,研究認為太白山南坡海拔500~1 000 m是山地常綠、落葉闊葉混交林,海拔1 000~1 300 m是栓皮櫟林純林,海拔1 300~2 300 m是油松、華山松與銳齒櫟林鑲嵌分布。鄧晨暉[24]認為,太白山南坡海拔1 000~2 000 m是山地落葉闊葉林。經(jīng)過實地考察并參考太白山DEM圖得知,前人為了獲得更加完整的太白山植被垂直帶譜,分析的太白山是廣義的太白山,即把太白山南坡延伸到漢中盆地。但經(jīng)過實地考查得知,在狹義的太白山南坡,大致在海拔1 300~2 000 m分布著相對比較純的櫟林,狹義的太白山南坡有暖溫帶存在。
對照表1,中溫帶和暖溫帶的分界線為日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)170 d,與太白山海拔2 000 m的等高線進行對比,發(fā)現(xiàn)日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)160 d等值線與海拔2 000 m的等高線更接近一些,因此把日均溫穩(wěn)定≥10 ℃持續(xù)日160 d等值線作為秦嶺山地暖溫帶和中溫帶的分界。
2.2.3中溫帶和寒溫帶分界線分類指標
因寒溫帶位于秦嶺山地海拔較高處的太白山之中,因此寒溫帶和中溫帶的分界只考慮太白山的植被分布情況,通常以巴山冷杉和太白紅杉的分界線進行劃分。為全面地了解太白山植被分布狀況,本文采用面向?qū)ο蠓诸惙椒?,對太白山SPOT5 HRG2影像(成像時間2013年10月8日,全色波段分辨率為2.5 m。通過Kappa系數(shù)和野外50個樣本點來進行解譯精度評價,結(jié)果表明分類精度高于90%。太白山植被樣點數(shù)據(jù)有兩部分:一是現(xiàn)場實地采樣數(shù)據(jù)。采用手持GPS現(xiàn)場踩點定位,記錄植被信息數(shù)據(jù)。具體路線為:厚畛子—老縣城—都督門—老廟子—跑馬梁—大爺?!笪墓珡R—放羊寺—明星寺—平安寺—鸚鴿;湯峪—天圓地方—大文公廟—大爺?!蜗膳_—玉皇池—三合宮—鐵甲樹—厚畛子—黑河森林公園。二是遙感影像解譯數(shù)據(jù)。遙感影像解譯數(shù)據(jù),在Arcgis下生成隨機樣點,提取太白紅杉和巴山冷杉的分布狀況。
參考表1,中溫帶和寒溫帶的分界線為日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)100 d。對比日均溫穩(wěn)定≥10 ℃持續(xù)日100 d等值線與秦嶺山地太白紅杉和巴山冷杉的分界線,發(fā)現(xiàn)二者基本保持一致。因此,中溫帶和寒溫帶分界線的主要指標采用日均溫穩(wěn)定≥10 ℃持續(xù)日100 d等值線。
2.2.4中亞熱帶和北亞熱帶分界線分類指標
秦嶺山地中不存在中亞熱帶,但為保證溫度帶劃分的科學性和完整性,分別向秦嶺東西南北四個方向擴展,使得中亞熱帶納入到研究區(qū)域。中亞熱帶和北亞熱帶在研究區(qū)中海拔相對較低,緯度也低。按照表1中亞熱帶和北亞熱帶分類標準,提取了日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)240 d等值線和1月4 ℃等溫線。發(fā)現(xiàn)二者基本保持一致,且用該指標劃分的秦嶺山地北亞熱帶和中亞熱帶與鄭景云等[18]溫度帶劃分的結(jié)果基本一致。因此,秦嶺山地中亞熱帶和北亞熱帶分界線以日均溫穩(wěn)定≥10 ℃持續(xù)日240 d等值線和1月4 ℃等溫線為主要分類指標。
2.3? 秦嶺山地溫度帶劃分指標的確定
本文通過對秦嶺山地溫度帶劃分指標的選取和秦嶺山地溫度帶劃分指標的適用性的分析,最終確定秦嶺山地的溫度帶劃分指標體系,見表2。由表2可以發(fā)現(xiàn),秦嶺山地溫度帶劃分的主要指標跟鄭景云等[18]劃分中國的溫度帶指標有所差異。如中溫帶和暖溫帶的主要指標,鄭景云等的方案以日均溫穩(wěn)定≥10℃持續(xù)日170 d為主,而秦嶺山地的中溫帶和暖溫帶分類指標以日均溫穩(wěn)定≥10 ℃持續(xù)日160 d更為合適;暖溫帶和亞溫帶的主要指標,鄭景云等的方案以日均溫穩(wěn)定≥10 ℃持續(xù)日220 d為主,而秦嶺山地的暖溫帶和北亞熱帶分類指標以日均溫穩(wěn)定≥10 ℃持續(xù)日210 d和1月0 ℃等溫線更為合適。
出現(xiàn)秦嶺山地溫度帶指標劃分的差異,可能是由于秦嶺山地所處的過渡帶位置、秦嶺山地太白山垂直帶譜的完整性(太白山發(fā)育了世界上最寬的山地垂直帶——山地落葉闊葉林垂直帶 ),遠遠超過正常情況下山地垂直帶1 000 m的閾值[25]等方面的原因引起的。
前人研究[17,24,26-28]發(fā)現(xiàn),秦嶺山地的氣溫突變在1980年代末和1990年代初,且氣候是一個長期的概念,通常30年為一個氣候周期,因此可以把1989年作為秦嶺氣溫突變年[17,24,26-28]。根據(jù)表2秦嶺山地溫度帶劃分指標,以1989年秦嶺氣溫突變年為界研究秦嶺氣溫突變前30年(1960—1989年)和氣溫突變后30年(1990—2019年)兩個階段的溫度帶類型,將秦嶺山地劃分為寒溫帶、中溫帶、暖溫帶、北亞熱帶、中亞熱帶五個溫度帶。
在以后的研究中將重點研究氣溫突變前和突變后各溫度帶界線的變化,分析氣溫突變后各溫度帶是否明顯向高海拔和向北位移,并重點分析暖溫帶和北亞熱帶界線的變化,研究秦嶺北坡出現(xiàn)“飛地”北亞熱帶的原因。
3? 結(jié)論與討論
3.1 結(jié)論
本文通過秦嶺山地氣候、植被、土壤等各項指標,并依據(jù)前人的研究成果及秦嶺山地的地理環(huán)境特征,確立了秦嶺山地溫度帶劃分的原則和指標。研究發(fā)現(xiàn),秦嶺山地溫度帶劃分的原則、地帶性與非地帶性相結(jié)合原則、溫度帶內(nèi)發(fā)生同一性與區(qū)域氣候特征相對一致性相結(jié)合原則、綜合性和主導因素相結(jié)合原則、自下而上和自上而下相結(jié)合原則、空間連續(xù)性與取大去小原則、自然地理景觀原則。秦嶺山地各溫度帶劃分主要指標:北亞熱帶和暖溫帶為1月平均氣溫的0 ℃等溫線;中溫帶和暖溫帶為日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)160 d等值線;寒溫帶和中溫帶為日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)100 d等值線;中亞熱帶和北亞熱帶為日均溫穩(wěn)定≥10 ℃日數(shù)240 d等值線和1月平均氣溫4 ℃等溫線。
3.2 討論
本課題組前期的研究發(fā)現(xiàn),氣溫突變后秦嶺北坡出現(xiàn)“飛地”北亞熱帶的氣候格局[29]。秦嶺北坡出現(xiàn)北亞熱帶,并不代表各種亞熱帶的植物或者農(nóng)作物可以在這里正常生長、栽培。要想真正地栽培北亞熱帶植物,可能需要一些時間,或者培育一些新品種,讓植物慢慢適應這里的氣候。位于秦嶺南麓的陜西省商洛市商南縣,地處111°24′~111°01′E,33°06′~33°44′N,是一個本來不產(chǎn)茶的地方,從20世紀60年代開始引進南方的茶葉品種,70年代引種成功,1976年全縣建成茶園27 000畝規(guī)模。21世紀以來,結(jié)合國家的退耕還林政策,商南縣掀起了茶葉種植高潮,至此,商南縣“南茶北引”取得顯著成功。商南縣“南茶北引”的成功,使茶葉栽培的最北端從30°N向北推移300多千米至33°N,商南縣成為中國西部最北端的新興茶區(qū)。這其中一方面的原因是由于氣候變暖使得該地區(qū)的北亞熱帶向北推移。另一方面,可能是因為秦嶺山地獨有的山地氣候,比較適合茶葉的生長。
在氣候變暖的大背景下,秦嶺以北出現(xiàn)北亞熱帶,各個氣候因子指標都達到了北亞熱帶的條件,秦嶺北坡的熱量條件逐漸符合常綠落葉闊葉混交林的生長條件,農(nóng)林作物的適生區(qū)也在慢慢發(fā)生改變,人們可以根據(jù)氣候條件的變化合理調(diào)整農(nóng)林作物種植區(qū)。一些亞熱帶的植物可以引種,或者也可以嘗試栽種一些晚熟的農(nóng)作物。因此,要科學合理地評估氣候資源,根據(jù)氣候條件的變化逐步調(diào)整農(nóng)林作物適合種植區(qū),科學應對氣候變化,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)力的最大化。
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