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太白山是我国中东部的最高山,也是我国南北分界线秦岭的主峰,最高峰拔仙台3771.2米,其自然保护区由于海拔较高,垂直植被带谱分异明显,人为活动干扰较少,成为我国高山林线对气候变化响应研究的理想场所。又因为太白山自然保护区年降水量平均值在600-900mm左右,年降水量比较丰沛,植被对温度的敏感性远高于对降水的敏感性,所以本文研究林线对气温变化的响应。本文以太白山中高海拔气象站点实测气温数据为基础,推导出太白山南坡北坡气温垂直递减率,获取了整个太白山不同时空的温度场数据集;利用遥感GIS手段结合海拔、坡度、坡向、温度、NDVI等因素,对1988-2009年太白山自然保护区高山林线时空变化进行了分析研究。本文主要的研究成果与研究进展如下:(1)获得太白山南北坡气温垂直递减率由实测数据推算可知太白山年均温垂直递减率北坡为0.52℃/100m,南坡为0.51℃/100m;春季、夏季、秋季温度垂直递减率均是北坡大于南坡。(2)基于DEM获得了太白山自然保护区南北坡气温时空变化差异性在1988-2010年间保护区南北坡年均温均以较快的速度升高,北坡温度变化斜率为0.64℃/10a大于南坡温度变化斜率0.53℃/10a,即保护区北坡气温增加速度快于南坡。保护区南北坡气温突变都出现在1997年,气温突变前,北坡气温上升区域差异性很大,上升速度最快的区域是高海拔地区,南坡气温上升区域整体平缓,没有特别明显的区域;气温突变后,北坡气温上升速度变缓,上升速度最快的区域转移至低海拔区域,南坡气温出现下降趋势,说明南北坡的气温差异性很大。太白山自然保护区北坡的温度在不同的季节变化区域明显,且存在着明显的空间差异性,山脊线附近的高海拔区域温度升高较快;而保护区南坡的温度变化速率随季节变化不存在明显的空间位移,四季均表现出西部升温速率高于东部;且北坡的整体升温高于南坡的温度,说明北坡的气温变化更加明显,尤其是高海拔地区。(3)获得太白山自然保护区NDVI的时空变化及其与温度响应的相关性在1998-2010年间,北坡植被指数增加的面积为279km2,南坡植被指数增加的面积为203km2。南坡植被指数增加的面积占南坡总面积的百分比低于北坡的,说明太白山自然保护区北坡近13年的植被指数变化程度大于南坡。自然保护区北坡NDVI显著变化的面积达到99.56km2,占总面积的30.42%,南坡NDVI显著变化的面积达到66.25km2,占总面积的23.52%。北坡NDVI变化斜率最大的区域主要在最北段和山脊线附近,山脊线附近的植被覆盖明显增加,南坡NDVI变化斜率区域分布较为均匀,东南地区显著增加的区域相对较高。NDVI对温度的响应表现出:①在低海拔地区,当月NDVI与当月温度表现出显著正相关;②在高海拔地区,当月NDVI与上一个月的温度表现为显著的正相关,即NDVI对温度的响应存在滞后性。(4)获得了太白山典型样区高山林线的变化特征①.近22年林线样区林线的位置变化从1988年到2009年林线包围区域的面积整体下降,证明了太白山自然保护区的林线经过22年的发展,整体位置明显上移。②.林线样区植被变化及趋势林线样区非林地、栎林、灌丛草甸的减少是很明显的,红杉和桦林的增加显著,巴山冷杉有一定范围的减少。桦林及巴山冷杉在22年来的变化量是最大的,红杉紧随其后,其他植被类型占总面积的比例均在20%以下。林线的上升在植被方面表现为太白红杉对于山顶灌丛草甸的入侵。③.林线样区纯红杉林线的研究结合实际考察,发现纯红杉林线并不是连续的出现,夹杂着一些巴山冷杉和牛皮桦,符合太白红杉片断化分布的特征。纯红杉林线的海拔较原有林线均有所提升,林线高程均值的范围由原来的2950-3430m变为3100-3450m。与1988年相比,2009年纯红杉林线高程上升高度总量是原有林线高程上升高度总量的2倍,表明现有红杉入侵灌丛草甸现象明显,非红杉林线的存在对于太白山林线的研究有影响。(5)林线变化的驱动力研究林线海拔频率曲线之间的偏离较为明显,说明林线海拔变化波动均表现较大。林线在北坡的坡度变化较南坡更为剧烈,与海拔结果一致。林线在北坡的平均坡度高于南坡,但是坡度变化南北坡均是有升有降,林线高程变化与坡度变化不是简单的线性规律。1988-2009年22年间,林线周边NDVI值一直在增加,且增加区域几乎包围林线,说明林线树种的整体增加,而高山灌丛草甸和非林地面积整体减少。无论南坡还是北坡,林线的温度是整体上升的,温度的上升伴随着林线的上升,林线的下降对应着温度的降低,是对气温变化的一种响应。