Growth performance and range shift of the subalpine fir (Abies fargesii) in the Qinling Mountains,China

Trees in the subalpine environment, a particularly vulnerable area being the first to reflect climate changes, are most likely to show strong effects of climate variability. The aim of this study was to identify growth responses of subalpine fir (Abies fargesii) to climate variability, and investigate range shifts along an altitudinal gradient in the subalpine region of the Qinling Mountains, China. Standard correlation functional analysis showed different growth responses of fir trees to climatic variables between north and south aspects. In the north aspect, radial growth was significantly positively correlated with temperatures in early spring (February–April) and summer (July) of the current year, while radial growth was significantly positively correlated with temperatures in November and December of the previous year and early spring (February–April) of the current year in the south aspect. Analysis of age structure distribution displayed a decrease in number of mature fir trees and an increase in number of saplings along the altitudinal gradient on both aspects. Fir saplings/seedlings only occur in the treeline environment, and this fir population was significantly younger than that at lower elevations. Thus, fir trees show different radial growth patterns in response to climatic variability between north and south aspects, and age-class distributions along the altitudinal gradient imply an upward shift in range in the subalpine region during the past century in the Qinling Mountains of China.     

横断山区季风期水分盈亏量时空变化特征及其与若干气候指数的相关性分析

基于横断山区27 个气象台站1961-2012 年的实测数据,应用Penman-Monteith 模型、气候倾向率空间插值、交叉小波和相干小波变换等方法分析横断山区季风期水分盈亏量的时空变化趋势及其与若干气候指数之间的相互关系。结果表明:近52 a 来,横断山区季风期水分盈亏量在波动中呈增加趋势,其增加速率为5.87 mm/10 a;且在整个时段内,横断山区季风期水分盈亏量均呈盈余状态。该区季风期水分盈亏量空间差异也较为明显,水分盈亏量从南到北逐渐降低,但其增加趋势却从南到北逐渐增大。季风期水分盈亏量与海拔呈现负相关,即水分盈亏量随着海拔的升高而降低;在海拔相对较低的区域,水分盈亏量较高;反之,水分盈亏量较低。此外,该区域季风期水分盈亏量与北极涛动(AO)、太平洋年代际振荡(PDO)和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)气候指数等存在多尺度的显著相关性。     

长江上游玉龙雪山植物物种多样性形成的探讨

玉龙雪山位于云南省西北部的丽江市,是界于澜沧江和金沙江之间云岭山脉的主峰。南临丽江坝,东、西、北三面均为金沙江环绕,处于中国三大植物多样性中心之一的横断山区的核心地带,具有很高的植物物种多样性。该区有藻类植物31科72属196种,地衣植物17科20余种,在苔藓植物中有苔类45种、藓类130种,蕨类植物约有220 多种,种子植物有171科804属2 646种(不含栽培种及种下等级),其中中国特有种1 631种,占本区种子植物总数的61.46%。对玉龙雪山植物物种多样性的形成进行了探讨,认为玉龙雪山丰富的植物物种多样性主要来源于3个第三纪古植物区系成分即古北大陆、古地中海以及古南大陆成分,其中以古北大陆成分为主。之后的新构造运动及第四纪冰期冰川的反复作用,形成了玉龙雪山复杂多样的生态环境。来源于以上3个古植物区系成分的植物物种在以后的进化过程中经过不断分化、发展以及与临近区域的交流,形成了现在丰富的植物物种多样性格局。     

近40 a秦岭生境质量时空变化特征及驱动机制

运用InVEST模型,研究秦岭生境质量时空变化及驱动机制,以期为秦岭生态文明建设与秦岭区域可持续发展提供理论依据。结果表明：秦岭土地利用方式以林地和草地为主,主要分布于中、西部,耕地与建设用地主要分布在东、南部。人类对秦岭干扰程度在2000年后开始增加,土地利用变幅超过总面积的2%。1980年、1990年、2000年、2010年、2020年,秦岭的平均生境质量（范围0—?1）分别为0.7592、0.7594、0.7586、0.7585、0.7617,均处于“较高”等级。空间分布上,秦岭生境质量中、西部等级高,而东、南部等级低。在像元尺度上,秦岭生境质量较为稳定,显著变化的区域面积仅为2.74%。显著升高的区域主要集中在西南部略阳、勉县等区县,显著降低的区域主要集中在东部的洛南、商州等区县。秦岭的生境质量表现出显著的空间集聚特征,21世纪后,秦岭高质量生境集聚区域面积扩张,低质量的生境集聚区域面积降低。土地利用程度是影响秦岭生境质量最大的驱动因子,与之呈现显著的负相关关系,且影响范围分布于全域。秦岭生境质量的降低源于人类活动引起生境威胁源——建设用地与耕地的扩张,而生境质量的升高可能源于...     

南水北调中线水源地不同植被类型坡地土壤水分特征研究——以秦岭南坡宁陕县寨沟小流域为例

为了解不同植被类型土壤水资源的变化规律,选择南水北调中线水源区宁陕县寨沟区域典型植被针阔混交林、针叶林、板栗林、灌木林、荒坡草地和坡耕地为研究对象,通过样地调查与实验分析的方法对其土壤水分物理特征及有机质含量进行测定研究.结果表明,各种有林地的土壤容重、孔隙度和有机质等理化特征均优于荒坡和坡耕地;针阔混交林土壤含水量最高,蓄水能力明显好于其它植被类型;在垂直剖面上,各种植被类型坡地土壤含水量和饱和蓄水量随土壤深度的增加基本呈递减趋势,但有林地下降幅度较大,表层含水量明显高于荒坡与坡耕地表层.由此可见,在涵养水源方面,针阔混交林最好,针叶林、板栗林与灌木林次之,荒坡与坡耕地较差.     

Socio-economic vulnerability to climate change in the central mountainous region of eastern Mexico

Climate change effects are expected to be more severe for some segments of society than others. In Mexico, climate variability associated with climate change has important socio-economic and environmental impacts. From the central mountainous region of eastern Veracruz, Mexico, we analyzed data of total annual precipitation and mean annual temperature from 26 meteorological stations (1922–2008) and from General Circulation Models. We developed climate change scenarios based on the observed trends with projections to 2025, 2050, 2075, and 2100, finding considerable local climate changes with reductions in precipitation of over 700 mm and increases in temperature of ~9°C for the year 2100. Deforested areas located at windward were considered more vulnerable, representing potential risk for natural environments, local communities, and the main crops cultivated (sugarcane, coffee, and corn). Socio-economic vulnerability is exacerbated in areas where temperature increases and precipitation decreases.

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.1007/s13280-015-0690-4) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

天山典型冰川区雪冰中碳质气溶胶浓度特征研究

根据2002年与2004年在天山乌鲁木齐河源1号冰川与奎屯河哈希勒根51号冰川采集的粒雪与冰川冰样品,利用热/光反射法(TOR)分析得到有机碳(OC)与元素碳(EC)的浓度,并探讨了天山典型冰川区雪冰中碳质气溶胶浓度的时空特征与环境意义.结果表明,总碳(TC)浓度从高到低依次为:乌鲁木齐河源1号冰川西支雪坑(1 943 ng.g-1)>乌鲁木齐河源1号冰川东支雪坑(989 ng.g-1)>奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑(150 ng.g-1)>乌鲁木齐河源1号冰川东支冰川冰(77 ng.g-1),OC和EC的浓度序列也较为类似;天山冰川区雪层中OC浓度平均值为557 ng.g-1,EC浓度平均值为188 ng.g-1.不同冰川积累区雪层剖面的中下部污化层附近一般都会出现碳质气溶胶浓度峰值,但某些突发性事件会使得表层雪也产生浓度峰值;在季节性碳排放(如居民采暖、农业活动等)与碳传输(如大气环流等)的影响下,雪层中碳质气溶胶浓度在7～11月间总体呈波动下降的趋势;冰川冰与粒雪间碳质气溶胶浓度可能存在着数量级的差异,这主要受到冰川所在环境、雪冰采样时空条件等因素影响;雪层表面是否存在EC对反照率有很大影响,模拟显示在波长为300～700 nm范围内反照率平均降低0.22.     

松果采摘对小兴安岭主要林型红松土壤种子库和幼苗库的影响

为了探讨人为采摘松果对小兴安岭主要林型红松(Pinus koraiensis)土壤种子库和幼苗库的影响,选择阔叶红松林以及与阔叶红松林相邻的红松人工林、落叶松(Larix gmelini)人工林、白桦(Betula platyphylla)林和云冷杉林,各设置10 m×240 m的样带,调查了红松土壤种子库和幼苗库。主要结果如下:①主要林型间红松土壤种子库数量具有明显的差异,阔叶红松林最多,落叶松人工林次之,白桦林最少;②鼠类取食过或被破坏等动物侵害的种子占81.9%～90.4%,完好种子只有在阔叶红松林和落叶松人工林中发现,分别为4.3%和4.9%;③红松种子主要分布在0～10 cm层中(71.4%～91.3%);④红松幼苗库的密度云冷杉林最高(1 613株.hm-2),红松人工林最低(167株.hm-2),其中阔叶红松林(296株.hm-2)和白桦林(854株.hm-2)的幼苗密度分别为采摘前的1/68～1/9和1/9～1/4.5;⑤从龄级分布上看,松果采摘前阔叶红松林低龄级幼苗的数量较多,随着龄级的增大明显减少,呈倒J型分布;白桦林各龄级幼苗密度相差不大。人为采摘松果后,阔叶红松林各龄级间密度相差不大;白桦林呈倒J型分布。     

长白山毛赤杨和白桦/沼泽交错带植物多样性分布格局

采用样带网格调查方法和香农-威纳多样性指数分析方法,研究长白山毛赤杨、白桦/沼泽交错带和干扰白桦/沼泽交错带植物多样性水平分布和垂直分布格局。结果表明:①毛赤杨、白桦/沼泽交错群落植物多样性随着交错区环境梯度变化呈现出凸型水平分布格局,其植物多样性指数为相应地段森林群落的1.5倍,沼泽群落的2～3倍。干扰白桦/沼泽交错群落植物多样性随着交错区环境梯度变化呈现出凹型水平分布格局,其植物多样性指数仅相当于相应地段沼泽群落或森林群落的80%左右,仅为毛赤杨、白桦/沼泽交错群落的70%;②毛赤杨、白桦/沼泽交错群落植物多样性呈现“金字塔型”垂直分布格局,其垂直分布格局是草本层(5):灌木层(3):乔木层(1)。而干扰白桦/沼泽交错群落植物多样性垂直分布格局为草本层(5):灌木层(0.4):乔木层(1),并未呈现典型“金字塔型”分布。因此,人为经营活动不仅降低了森林/沼泽交错带植物多样性水平,也改变了其分布格局。     

南岭北坡苔藓中多环芳烃的研究

采用加速溶剂萃取、凝胶色谱柱(GPC)净化和 GC-MS 测定,对南岭北坡两个垂直剖面上大灰藓(Hypnum plumaeformae)中的多环芳烃(PAHs)进行了定量分析.结果表明,大灰藓样品中的PAHs 以菲的浓度最高,ΣPAHs 范围为 309.2～1342.4ng/g 干重.其组成与大气沉降PAHs具有较好的相关关系.随着海拔高程的增加,大部分 PAHs 的浓度呈现出不同程度的下降趋势.通过与大流量采样器采集的气溶胶与气相PAHs 样品对比,发现苔藓更倾向于累积高环数的 PAHs,大气与大灰藓中 PAHs 的浓度有很好的相关性.