气候变化具有非线性、非平稳状态的波动特征,存在着多种尺度的周期变化。气候的变化影响着植被的演替,而植被是区域气候变化的指示器。从不同时间尺度讨论秦岭地区气候变化的周期性差异及空间变化,并分析区域归一化植被指数(NDVI)对气候变化的多尺度响应,对本区域气候系统预测及保护区域生态环境等方面具有重要意义。本文基于秦岭地区30个气象站点1959-2018年气温、降水数据,通过集合经验模态分解法、小波分析、功率谱分析等方法,对秦岭南北坡气候变化时间序列的多尺度周期性特征及其空间分布变化进行分析,并讨论气温、降水在不同时间尺度上对气候指数的响应。此外采用树轮宽度年表重建的秦岭地区28个气象站点1835-2013年2-4月气温数据延长研究年限,通过集合经验模态分解法、时变本征相关分析法对其进行研究,以期更好的对多年代际的长时间序列秦岭气温多尺度周期性特征进行了解。太白山作为秦岭主峰,其植被覆盖对气候变化的响应在秦岭地区具有典型性,本文选取秦岭太白山地区树轮宽度年表重建的近172年的7月NDVI资料数据,对其在不同时间尺度上的变化特征及其对气候因子的多尺度响应进行分析。具体结果如下:(1)过去60年间,秦岭气温整体呈显著的非线性上升趋势,且北坡增速快于南坡。秦岭南北坡气温均具有年际、年代际多个时间尺度上的周期振荡。年际尺度上,北坡气温具有准3-4a、准7a,南坡具有准3-4a、准8a的周期振荡;年代际尺度上北坡具有准17-22a、准45a,南坡具有准16-23a、准45a的周期振荡。南北坡气温具有类似尺度的周期变化,但起止年份及振幅在不同时间尺度上存在差异。趋势项表现出近60年秦岭气温具有先降后升的变化趋势,非线性的上升趋势是秦岭地区气温波动的主要表现形式。秦岭气温对气候指数的响应在不同时间尺度上存在差异,且南北坡表现出差异性。空间变化上秦岭气温整体呈上升趋势,升温区域自西北向东部南部扩散。秦岭地区各区域气温变化的趋势不同,变化的过渡时间也不同,整个研究区域的温度变化并不完全同步。(2)过去60年间,秦岭地区降水整体呈不显著的非线性下降趋势,且北坡下降速率快于南坡。秦岭南北坡降水量均具有年际、年代际多个时间尺度上的周期振荡。年际尺度上,北坡降水具有准3a、准7a,南坡具有准3a、准6-7a的周期振荡;年代际尺度上北坡具有准12a、准25a,南坡具有准20a、准20-40a的周期振荡。趋势项表现出北坡降水在整个研究期内呈下降趋势,南坡降水则呈先下降后略有上升的趋势。降水的准3a尺度波动是秦岭地区降水的主要变化形式。秦岭南北坡降水在不同时间尺度上对气候指数的响应表现不同。空间变化体现出近60年来大部分地区降水呈下降趋势。本世纪以来降水下降趋势范围不断向西部及南部扩张,但下降速率逐渐降低。研究期末期与前期相比,总体表现出北坡下降范围略微减少;南坡下降范围略微扩大。EEMD表现出的瞬时速率以及其空间分布格局与传统的降水倾向率相比,更为明显的体现出降水的下降趋势以及降水模式的演变。(3)在过去179年间,秦岭南北坡初春气温均呈现非线性增加趋势,北坡气温波动幅度普遍较南坡大。南北坡气温具有显著的不同时间尺度特征,北坡具有准3a、准6a、准18a、准42a、准80-100a,南坡具有准3a、准7a、准19a、准37a、准70-100a的平均周期。秦岭北坡初春气温变暖中年际尺度变化起决定性作用,年代际次之,准世纪最弱;南坡年际尺度最为显著,准世纪变化次之,年代际变化最低。秦岭初春气温与同期AMO存在显著相关性,与5月SOI、NINO3.4、NP、12月NAO存在滞后一年的显著相关性,且秦岭初春气温与气候指数在不同时间尺度上响应不同。年际尺度上与NINO3.4区5月海温响应最为显著;年代际尺度上与AMO的响应最为显著;准世纪尺度上气温对各指数响应均显著。(4)太白山7月NDVI时间变化特征表现为在近172年南北坡均呈现微弱的非线性上升趋势,且无突变点。北坡与南坡7月NDVI在年际尺度上分别具有3.3a、8.1a的平均周期和3.5a、8.8a的平均周期;在年代际尺度上分别具有18a、36a、64.8a的平均周期和19.1a、34.4a、68.8a的平均周期。年际尺度上与NDVI响应较好的主要因素是降水,年代际尺度上与NDV响应较好的主要因素是气温。此外,NDVI与春季云量呈显著负相关,与春季水汽压呈显著负相关且在南北坡表现不同。表明太白山7月NDVI受气温、云量等热量因素和降水、水汽压等水分因素综合影响且呈现南北坡的分异。