地理学报 ›› 2015, Vol. 70 ›› Issue (3): 407-419.doi: 10.11821/dlxb201503005
收稿日期:
2014-11-30
修回日期:
2015-01-27
出版日期:
2015-03-20
发布日期:
2015-03-20
作者简介:
作者简介:姚永慧(1975-), 女, 湖北安陆人, 博士, 中国地理学会会员(S110007303M), 主要从事GIS、RS应用与山地环境研究。E-mail:
基金资助:
Yonghui YAO1(), Mei XU2, Baiping ZHANG1,3(
)
Received:
2014-11-30
Revised:
2015-01-27
Published:
2015-03-20
Online:
2015-03-20
Supported by:
摘要:
青藏高原作为巨大的热源对亚洲气候、高原生态格局等产生重要的影响。但青藏高原的增温效应最初是20世纪50年代因其对亚洲气候的重大影响而被发现的,因此,大量的相关研究主要集中在高原夏季增温对气候的影响方面,而高原增温效应对高原地理生态格局的影响研究却非常少。利用收集到的气象台站观测数据、基于MODIS地表温度估算的青藏高原气温数据、林线数据和垂直带谱数据及DEM数据,通过对比分析高原内部与外围山区垂直带谱高度的变化及林线的分布规律,并以高原内部与边缘地区相同海拔高度上的气温差、最热月10 ℃等温线、15 ℃·月的温暖指数等温度指标来定量描述高原的增温效应及其对垂直带谱和林线的影响。研究结果表明:① 由于青藏高原增温效应的影响,高原内部气温和生长季长度高于边缘地区,相同海拔高度上,高原内部各月气温比边缘地区高2~7 ℃;在4500 m高度上,高原内部各月气温比四川盆地高3.58 ℃(4月)到6.63 ℃(6月);最热月10 ℃等温线的海拔高度也从东部边缘(4000 m以下)向内部逐渐升高,在拉萨-改则一带则可出现在4600~5000 m的高度;15 ℃·月的温暖指数的海拔高度也从边缘向内部逐渐升高,在4500 m的海拔高度上,横断山区、高原南部和中部地区的温暖指数均能达到15 ℃·月以上,而其它边缘地区则都低于15 ℃·月。② 青藏高原垂直带谱和林线的分布规律与增温效应的规律极其一致,即均从东部边缘向内部逐渐升高,表明增温效应抬升了高原内部垂直带谱的分布范围和高度:山地暗针叶林带的分布范围在高原内部比东部边缘地区高1000~1500 m;山地草甸带的分布范围在高原内部比东部边缘高出700~900 m;高原内部林线比外围地区高500~1000 m左右。最热月10 ℃等温线和15 ℃·月温暖指数的分布规律与林线分布规律一致,表明高原增温效应对垂直带谱的分布具有重要的影响。
姚永慧, 徐美, 张百平. 青藏高原增温效应对垂直带谱的影响[J]. 地理学报, 2015, 70(3): 407-419.
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图例2
垂直带谱编码说明
编码 | 垂直带谱 | 编码 | 垂直带谱 |
---|---|---|---|
BaseAltitu | 基带 | MF11 | 山地落叶阔叶林带 |
Bo01 | 寒温带阴暗针叶林带 | MF12 | 山地针阔混交林带 |
Te03 | 温带针阔混交林带 | MF15 | 山地温性针叶林带 |
Te05 | 温带草原带 | MF17 | 山地暗针叶林带(寒温性常绿针叶林带) |
St02 | 亚热带常绿阔叶林带(典型常绿阔叶林) | MS03 | 山地草原带 |
St03 | 亚热带常绿针叶林带 | SH01 | 亚高山/山顶常绿灌丛带 |
St04 | 亚热带常绿硬叶阔叶林带(中国西部变型) | SM01 | 亚高山/山顶灌丛草甸带 |
St06 | 亚热带干热河谷稀树灌丛带 | SM02 | 亚高山/山顶草甸带 |
Tr02 | 热带季雨林带 | AH01 | 高山常绿革叶灌丛带 |
Hi01 | 高原温带山地针叶林带 | AM01 | 高山灌丛草甸带 |
Hi03 | 高原温带灌丛草原带 | AM03 | 高山草甸带 |
Hi04 | 高原亚寒带灌丛草甸带 | AD01 | 高寒荒漠带 |
Hi05 | 高原亚寒带草原带 | AS01 | 高山荒漠草原带 |
MF05 | 山地常绿阔叶林带 | AS02 | 高寒草原带 |
MF07 | 山地常绿硬叶阔叶林带 | AN01 | 高山冰雪带 |
MF08 | 山地常绿-落叶阔叶混交林带 | AN02 | 高山亚冰雪带 |
MF09 | 山地常绿阔叶-落叶阔叶-针叶混交林带 | AN03 | 高山垫状植被带 |
表2
三条东西剖面上各垂直带谱附近1月、7月气温及其换算到高原内部相应高度的温度
剖面 | 带谱位置 | 经度 | 纬度 | 海拔高度(m) | 1月气温(℃) | 7月气温(℃) | 转换高度(m) | 1月转换温度(℃) | 7月转换温度(℃) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
二郎山剖面 | 浪卡子-羊卓雍小区 | 90.50 | 29.70 | 5292 | -10.23 | 6.58 | 5292 | -10.2 | 6.6 |
波密-易贡小区 | 94.62 | 30.17 | 5096 | -10.08 | 8.12 | -11.1 | 7.0 | ||
竹卡-东达拉阴坡 | 98.64 | 29.70 | 4496 | -5.64 | 10.12 | -9.7 | 5.7 | ||
竹卡-东达拉阳坡 | 98.56 | 29.75 | 4050 | -4.23 | 11.36 | -10.6 | 4.5 | ||
芒康宁静山东坡 | 99.00 | 29.83 | 3455 | 0.46 | 14.98 | -8.9 | 4.9 | ||
沙鲁里山南段 | 99.73 | 29.75 | 4483 | -4.75 | 10.35 | -8.9 | 5.9 | ||
雅江高时山 | 101.00 | 30.03 | 3226 | -1.91 | 13.37 | -12.5 | 2.0 | ||
折多山 | 101.80 | 30.10 | 4218 | -7.37 | 9.46 | -12.5 | 3.6 | ||
贡嘎山南坡 | 102.07 | 29.39 | 2077 | -2.45 | 15.90 | -12.8 | -1.8 | ||
二郎山西坡 | 102.56 | 30.12 | 3199 | -5.07 | 13.12 | -18.8 | 1.6 | ||
峨眉山东坡 | 103.45 | 29.58 | 473 | 4.96 | 26.65 | -21.5 | 0.1 | ||
光光山剖面 | 南羌塘高原草原亚区 | 90.00 | 31.33 | 4943 | -12.24 | 8.44 | 4943 | -12.24 | 8.44 |
那曲-聂荣小区 | 92.17 | 31.63 | 4636 | -10.18 | 9.96 | -11.75 | 8.28 | ||
比如-巴青小区阴坡 | 94.59 | 31.50 | 4417 | -8.79 | 9.85 | -11.48 | 6.95 | ||
澜沧江昂曲尚卡段 | 96.84 | 31.45 | 3605 | -3.47 | 13.73 | -10.29 | 6.37 | ||
澜沧江昌都段 | 97.17 | 31.45 | 3533 | -5.84 | 12.78 | -13.03 | 5.03 | ||
澜沧江扎曲翁达岗 | 97.21 | 31.52 | 3675 | -2.31 | 13.89 | -8.78 | 6.92 | ||
昌都妥坝北山东坡 | 97.97 | 31.53 | 4321 | -9.02 | 9.22 | -12.19 | 5.80 | ||
大雪山新龙段阳坡 | 100.31 | 30.94 | 3189 | -4.21 | 12.62 | -13.15 | 2.98 | ||
大雪山松林口-道孚段 | 101.12 | 30.98 | 2934 | -2.18 | 15.82 | -12.42 | 4.77 | ||
大小金川 | 102.06 | 31.48 | 2540 | -0.02 | 17.60 | -12.28 | 4.38 | ||
四姑娘山 | 102.90 | 31.10 | 3950 | -10.54 | 11.90 | -15.60 | 6.44 | ||
卧龙巴郎山 | 103.17 | 31.07 | 4047 | -7.63 | 7.89 | -12.20 | 2.96 | ||
大板昭南坡 | 103.05 | 31.67 | 3794 | -11.93 | 11.16 | -17.79 | 4.84 | ||
光光山 | 103.61 | 31.01 | 745 | 5.61 | 25.53 | -15.80 | 2.44 | ||
北川小寨子沟 | 103.80 | 31.35 | 3392 | -5.10 | 13.64 | -13.01 | 5.11 | ||
五台山剖面 | 美马错西山阴坡 | 81.83 | 34.45 | 5090 | -14.31 | 8.30 | 5742 | -17.64 | 4.71 |
美马错西山阳坡 | 82.38 | 34.28 | 5282 | -14.24 | 7.62 | -16.59 | 5.09 | ||
阿木岗东坡 | 85.50 | 33.50 | 5742 | -17.99 | 5.15 | -17.99 | 5.15 | ||
唐古拉山 | 89.92 | 33.20 | 5018 | -13.86 | 8.50 | -17.55 | 4.52 | ||
曲麻莱县 | 95.78 | 34.13 | 4149 | -11.30 | 11.10 | -19.42 | 2.34 | ||
虎头山阴坡 | 103.22 | 34.07 | 2471 | -9.23 | 17.00 | -25.92 | -0.99 | ||
雪宝顶 | 103.62 | 32.88 | 3723 | -9.32 | 10.22 | -19.62 | -0.88 | ||
五台山叶斗峰阴坡 | 103.70 | 33.07 | 3622 | -11.47 | 11.16 | -22.28 | -0.50 |
表3
典型气象台站观测气温及其相应高度上的气温差(°C)
台站 | 纬度 | 经度 | 海拔高度 | 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
拉 萨 | 29.7 | 91.1 | 3648.9 | 0.6 | 3.0 | 6.3 | 8.7 | 12.7 | 16.1 | 16.5 | 16.1 | 14.2 | 9.7 | 4.0 | 0.8 |
左 贡 | 29.7 | 97.8 | 3780 | -3.9 | -1.9 | 1.5 | 5.0 | 8.7 | 13.0 | 13.3 | 12.8 | 10.9 | 6.2 | 0.0 | -3.4 |
乐 山 | 29.6 | 103.8 | 424.2 | 7.4 | 10.7 | 14.3 | 19.0 | 22.4 | 24.4 | 26.9 | 26.0 | 22.8 | 18.3 | 14.2 | 8.7 |
T拉萨-乐山 | 3648.9 | 9.7 | 9.4 | 10.1 | 8.2 | 9.6 | 11.0 | 7.3 | 8.2 | 8.9 | 8.4 | 7.5 | 7.8 | ||
T左贡-乐山 | 3780 | 5.9 | 5.2 | 6.0 | 5.1 | 6.4 | 8.8 | 4.8 | 5.6 | 6.2 | 5.6 | 4.2 | 4.3 | ||
安 多 | 32.4 | 91.1 | 4800 | -12.3 | -10.4 | -6.4 | -2.1 | 2.0 | 6.0 | 8.4 | 8.2 | 5.3 | -1.2 | -8.5 | -11.3 |
色 达 | 32.3 | 100.3 | 3893.9 | -9.6 | -6.7 | -3.0 | 1.6 | 4.9 | 8.7 | 10.7 | 10.1 | 7.3 | 1.7 | -5.2 | -8.4 |
平 武 | 32.4 | 104.5 | 893.2 | 4.7 | 7.9 | 11.7 | 16.2 | 19.8 | 22.7 | 24.8 | 23.3 | 19.6 | 15.4 | 10.9 | 5.5 |
T安多-平武 | 4800 | 2.9 | 2.4 | 3.8 | 4.0 | 5.6 | 6.8 | 5.1 | 6.7 | 6.8 | 4.1 | 2.0 | 2.4 | ||
T色达-平武 | 3893.9 | 0.9 | 1.3 | 2.1 | 2.5 | 3.1 | 4.0 | 2.4 | 3.6 | 3.9 | 2.2 | 0.5 | 0.8 | ||
伍道梁 | 35.2 | 93.1 | 4612.2 | -15.3 | -13.0 | -9.6 | -4.5 | -0.8 | 3.1 | 6.7 | 6.2 | 2.7 | -4.3 | -11.0 | -14.1 |
临 洮 | 35.4 | 103.9 | 1893.8 | -5.7 | -0.7 | 4.2 | 9.5 | 13.7 | 17.1 | 19.3 | 18.7 | 13.8 | 8.3 | 1.7 | -4.5 |
T伍道梁-临洮 | 4612.2 | 4.2 | 2.1 | 1.5 | 1.5 | 1.8 | 2.3 | 2.3 | 2.7 | 3.5 | 1.8 | 2.2 | 3.7 |
表4
4500 m海拔高度上高原内部与外围山地/邻近盆地的气温与气温差(°C)
1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
高原内部 | -10.19 | -8.16 | -4.73 | -0.1 | 3.77 | 7.83 | 9.94 | 9.59 | 6.9 | 0.13 | -6.3 | -9.14 |
横断山区 | -7.07 | -5.28 | -2.27 | 0.83 | 5.21 | 8.2 | 10.08 | 9.93 | 7.2 | 2.12 | -3.84 | -6.52 |
高原南部 | -7.55 | -6.08 | -2.85 | 0.83 | 4.42 | 8.5 | 10.22 | 9.89 | 7.5 | 2 | -3.6 | -6.4 |
高原中部 | -10.8 | -8.26 | -4.41 | 0.21 | 4.02 | 8.45 | 10.56 | 10.11 | 7.39 | 0.49 | -6.22 | -9.56 |
高原北部 | -13.48 | -11.17 | -7.58 | -1.37 | 3.01 | 6.95 | 9.44 | 9.00 | 6.16 | -2.41 | -9.55 | -12.31 |
祁连山 | -17.41 | -15.58 | -12.08 | -4.19 | 2.11 | 6.13 | 8.94 | 7.93 | 4.4 | -5.44 | -13.08 | -17.16 |
四川盆地 | -12.8 | -10.29 | -7.16 | -2.75 | -0.41 | 1.87 | 5.36 | 4.15 | 1.54 | -2.23 | -7.63 | -10.94 |
ΔT横断山-四川 | 5.73 | 5.01 | 4.89 | 3.58 | 5.62 | 6.33 | 4.72 | 5.78 | 5.66 | 4.35 | 3.79 | 4.42 |
ΔT高原南部-四川 | 5.25 | 4.21 | 4.31 | 3.58 | 4.83 | 6.63 | 4.86 | 5.74 | 5.96 | 4.23 | 4.03 | 4.54 |
ΔT高原中部-祁连山 | 6.61 | 7.32 | 7.67 | 4.4 | 1.91 | 2.32 | 1.62 | 2.18 | 2.99 | 5.93 | 6.86 | 7.60 |
ΔT高原北部-祁连山 | 3.93 | 4.41 | 4.5 | 2.82 | 0.9 | 0.82 | 0.5 | 1.07 | 1.76 | 3.03 | 3.53 | 4.85 |
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