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摘 要:大兴安岭北部地区受气候变化影响显著,而该区森林对气候变化的响应是多方面的。气温升高和降水变化将影响大兴安岭北部森林的树种组成,群落结构,将出现阔叶林北移;而多年冻土退化会使沟谷的森林倾倒,影响森林发育;并且气候变化也会加剧林火的发生频率。这些变化也将影响到森林生态系统的碳循环过程,从而对气候变化产生反馈效应。
关键词:气候变化;森林;生态系统
中图分类号:S718.5 文献标识码:A
0 引言
气候变化的趋势为全球气温的升高,降水分配格局的变化,以及灾害性天气的增加,在20世纪,全球平均气温升高约0.74℃,21世纪末全球平均气温预计将升高1.1~6.4℃ (IPCC,2007)。大兴安岭地区气温也有明显上升的趋势(唐国利等,2005),大兴安岭是我国地带性多年冻土的主要分布区,且位于欧亚大陆地带性多年冻土的南缘,多年冻土对气候变化的响应也十分敏感,已出现退化现象(金会军等,2006),这些变化必将对大兴安岭北部森林生态系统带来影响。
森林生态系统作为陆地生态系统的主要组成部分,其对气候变化的响应对于维持生态系统的平衡有十分重要的作用。气候变化与森林生态系统之间关系密切,气候变化将不可避免的对森林生态系统产生一定的影响(刘国华和傅伯杰,2001)。大兴安岭地区是我国典型的寒温带针叶林区,树种组成以兴安落叶松(Larix gmelini)和樟子松(pinus sylvestris var.mongolica)为主,阔叶树种有白桦(betula platyphlla)和山杨(populus davidiana),其山地地貌和植被共同影响大兴安岭的气候特征。
1 大兴安岭北部林区气候变化特征
大兴安岭地区气候变化特征与全球和我国的趋势一致,具有变暖的特征,气温增加幅度是我国最大的地区(唐国利等,2005)。近30a来,大兴安岭冬季增温更明显,降水总体变化不大,而多年冻土融深具有增加的趋势(吕淼等,2005)。对于大兴安岭北部漠河地区,近30a来气温增加了大约3℃,而年降水变化趋势不明显,但冬季降水具有增加的趋势(赵玉柱等,2012)。总之,大兴安岭北部气候趋于变暖,冬季降水有所增加。但由于大兴安岭为山区,气候具有垂直地带性特点,气候变化也具有山地气候的特征。
2 气候变化对大兴安岭北部森林生态系统带来的影响
2.1 温度和降水对大兴安岭北部森林生态系统的影响
气温升高可直接影响森林的生理过程(Prenticeet等,1992),在冬季和早春温度升高下,一些植被物种会提早开花或放叶,这会改变森林生态系统的结构和物种组成。当温度增加1℃,大兴安岭北部落叶松及针叶松林面积将缩小,当温度继续升高约3℃,阔叶林可完全代替落叶针叶林(钟秀丽和林而达,2000),有的研究也认为气候变暖会使北方森林带北移,大兴安岭会出现蒙古栎和椴树等阔叶树种(程肖侠和延晓冬,2007)。另外,温度增加也会影响森林生态系统的物质循环,使土壤有机碳的矿化能力增加,从而对气候变化产生反馈效应(Pastor和 Post,1988)。由于降水的年季变化较大,降水变化对森林生态系统的研究还相对有限,如果降水增加,则大兴安岭北部的森林中将出现红松树种(程肖侠和延晓冬,2007)。当平均气温增加4℃和降水量增10%时,大兴安岭的针叶林甚至可能会完全北移出我国,取而代之的是针阔混交林或中温性的草原(谭俊和李秀华,1995)。
2.2 多年冻土退化对大兴安岭北部森林生态系统的影响
在气候变化下,大兴安岭多年冻土退化显著(金会军等,2006),这也会对森林生态系统带来影响。在大兴安岭根河地区,多年冻土退化导致落叶松林倾倒,并且造成大面积的兴安落叶松死亡,倾倒林木蓄积量约为6 000 m3。而在漠河的育英林场,气候变暖下缓坡多年冻土湿地退化出现白桦入侵现象,白桦可作为入侵的先锋树种,随着白桦林的增长发育,兴安落叶松也会相继入侵,逐渐代替白桦。
2.3 气候变化对大兴安岭北部森林火灾的影响
林火是森林生态系统演替的一个重要环境因子,而大兴安岭地区森林火灾比较频繁。气候变化对森林生态系统带来的变化也会影响森林火灾的发生。大兴安岭北部是我国增温幅度最大的地区之一,气候变化可加快可燃物的失水,加强其燃烧性。另外,遭受过火灾及其它强烈干扰的森林对干早更加敏感,进而会导致林火有增加的趋势。
3 结语
大兴安岭北部已出现气候变暖和多年冻土退化的现象,这些变化会对森林生态系统产生多方面的影响,其可以改变森林生态系统的物种组成,群落结构、影响森林演替方向及对森林的物质循环带来影响,森林生态系统的这些变化也会对气候变化产生反馈效应。
参考文献
[1]程肖侠,延晓冬.气候变化对中国大兴安岭森林演替动态的影响[J].生态学杂志,2007,26(8):1277-1284.
[2]金会军,于少鹏,吕兰芝等.大小兴安岭多年冻土退化及其趋势初步评估[J].冰川冻土,2006,28(4):467-476.
[3]刘国华,傅伯杰.全球气候变化对森林生态系统的影响[J].自然资源学报,2001,16(1):71-78.
[4]吕淼,张昉,冯世珍.大兴安岭地区近30年气候变化及其对农业的影响[J].内蒙古气象,2005(3):35-37.
[5]谭俊,李秀华.气候变暖影响大兴安岭冻土退化和兴发落叶松北移的探讨[J].内蒙古林业调查设计,1995(1):25-31.
[6]唐国利,任国玉.近百年中国地表气温变化趋势的再分析[J].气候与环境研究,2005,10(4):791-798.
[7]趙凤君.气候变化对内蒙古大兴安岭林区森林火灾的影响研究[J].中国林业科学院优秀博士论文.
[8]赵玉柱,高振岭,赵猛等.气候变化对漠河地区森林和湿地生态系统的影响[J].科技信息,(3):449-450.
[9]钟秀丽,林而达.气候变化对我国自然生态系统影响的研究综述[J].生态学杂志,2000,19(5):62-66.
[10]周梅,余新晓,冯林等.大兴安岭林区冻土及湿地对生态环境的作用[J].北京林业大学学报,2003,25(6):91-93.
[11]IPCCWGI.ClimateChange:ThePhysicalScienceBasis[EB/OL].http://ipcc-wg1·ucar·edu/wg1/wg1-report·html.
[12]Prentice I C,Gramer W,Harrison S P et al,.A global biome-model based on plant physiology and dominance,soil properties and climate[J].Journal of Biogeography,1992(19):117-134.
[13]Pastor J,Post W M.Response of northern forests to CO2-induced climate change[J].Nature,1988(334):35-38.
作者简介:安森鹏(1974-),男,汉族,河南驻马店泌阳人,黑龙江大兴安岭图强林业局营林处,助理工程师,研究方向:林业研究。
关键词:气候变化;森林;生态系统
中图分类号:S718.5 文献标识码:A
0 引言
气候变化的趋势为全球气温的升高,降水分配格局的变化,以及灾害性天气的增加,在20世纪,全球平均气温升高约0.74℃,21世纪末全球平均气温预计将升高1.1~6.4℃ (IPCC,2007)。大兴安岭地区气温也有明显上升的趋势(唐国利等,2005),大兴安岭是我国地带性多年冻土的主要分布区,且位于欧亚大陆地带性多年冻土的南缘,多年冻土对气候变化的响应也十分敏感,已出现退化现象(金会军等,2006),这些变化必将对大兴安岭北部森林生态系统带来影响。
森林生态系统作为陆地生态系统的主要组成部分,其对气候变化的响应对于维持生态系统的平衡有十分重要的作用。气候变化与森林生态系统之间关系密切,气候变化将不可避免的对森林生态系统产生一定的影响(刘国华和傅伯杰,2001)。大兴安岭地区是我国典型的寒温带针叶林区,树种组成以兴安落叶松(Larix gmelini)和樟子松(pinus sylvestris var.mongolica)为主,阔叶树种有白桦(betula platyphlla)和山杨(populus davidiana),其山地地貌和植被共同影响大兴安岭的气候特征。
1 大兴安岭北部林区气候变化特征
大兴安岭地区气候变化特征与全球和我国的趋势一致,具有变暖的特征,气温增加幅度是我国最大的地区(唐国利等,2005)。近30a来,大兴安岭冬季增温更明显,降水总体变化不大,而多年冻土融深具有增加的趋势(吕淼等,2005)。对于大兴安岭北部漠河地区,近30a来气温增加了大约3℃,而年降水变化趋势不明显,但冬季降水具有增加的趋势(赵玉柱等,2012)。总之,大兴安岭北部气候趋于变暖,冬季降水有所增加。但由于大兴安岭为山区,气候具有垂直地带性特点,气候变化也具有山地气候的特征。
2 气候变化对大兴安岭北部森林生态系统带来的影响
2.1 温度和降水对大兴安岭北部森林生态系统的影响
气温升高可直接影响森林的生理过程(Prenticeet等,1992),在冬季和早春温度升高下,一些植被物种会提早开花或放叶,这会改变森林生态系统的结构和物种组成。当温度增加1℃,大兴安岭北部落叶松及针叶松林面积将缩小,当温度继续升高约3℃,阔叶林可完全代替落叶针叶林(钟秀丽和林而达,2000),有的研究也认为气候变暖会使北方森林带北移,大兴安岭会出现蒙古栎和椴树等阔叶树种(程肖侠和延晓冬,2007)。另外,温度增加也会影响森林生态系统的物质循环,使土壤有机碳的矿化能力增加,从而对气候变化产生反馈效应(Pastor和 Post,1988)。由于降水的年季变化较大,降水变化对森林生态系统的研究还相对有限,如果降水增加,则大兴安岭北部的森林中将出现红松树种(程肖侠和延晓冬,2007)。当平均气温增加4℃和降水量增10%时,大兴安岭的针叶林甚至可能会完全北移出我国,取而代之的是针阔混交林或中温性的草原(谭俊和李秀华,1995)。
2.2 多年冻土退化对大兴安岭北部森林生态系统的影响
在气候变化下,大兴安岭多年冻土退化显著(金会军等,2006),这也会对森林生态系统带来影响。在大兴安岭根河地区,多年冻土退化导致落叶松林倾倒,并且造成大面积的兴安落叶松死亡,倾倒林木蓄积量约为6 000 m3。而在漠河的育英林场,气候变暖下缓坡多年冻土湿地退化出现白桦入侵现象,白桦可作为入侵的先锋树种,随着白桦林的增长发育,兴安落叶松也会相继入侵,逐渐代替白桦。
2.3 气候变化对大兴安岭北部森林火灾的影响
林火是森林生态系统演替的一个重要环境因子,而大兴安岭地区森林火灾比较频繁。气候变化对森林生态系统带来的变化也会影响森林火灾的发生。大兴安岭北部是我国增温幅度最大的地区之一,气候变化可加快可燃物的失水,加强其燃烧性。另外,遭受过火灾及其它强烈干扰的森林对干早更加敏感,进而会导致林火有增加的趋势。
3 结语
大兴安岭北部已出现气候变暖和多年冻土退化的现象,这些变化会对森林生态系统产生多方面的影响,其可以改变森林生态系统的物种组成,群落结构、影响森林演替方向及对森林的物质循环带来影响,森林生态系统的这些变化也会对气候变化产生反馈效应。
参考文献
[1]程肖侠,延晓冬.气候变化对中国大兴安岭森林演替动态的影响[J].生态学杂志,2007,26(8):1277-1284.
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[3]刘国华,傅伯杰.全球气候变化对森林生态系统的影响[J].自然资源学报,2001,16(1):71-78.
[4]吕淼,张昉,冯世珍.大兴安岭地区近30年气候变化及其对农业的影响[J].内蒙古气象,2005(3):35-37.
[5]谭俊,李秀华.气候变暖影响大兴安岭冻土退化和兴发落叶松北移的探讨[J].内蒙古林业调查设计,1995(1):25-31.
[6]唐国利,任国玉.近百年中国地表气温变化趋势的再分析[J].气候与环境研究,2005,10(4):791-798.
[7]趙凤君.气候变化对内蒙古大兴安岭林区森林火灾的影响研究[J].中国林业科学院优秀博士论文.
[8]赵玉柱,高振岭,赵猛等.气候变化对漠河地区森林和湿地生态系统的影响[J].科技信息,(3):449-450.
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[10]周梅,余新晓,冯林等.大兴安岭林区冻土及湿地对生态环境的作用[J].北京林业大学学报,2003,25(6):91-93.
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[12]Prentice I C,Gramer W,Harrison S P et al,.A global biome-model based on plant physiology and dominance,soil properties and climate[J].Journal of Biogeography,1992(19):117-134.
[13]Pastor J,Post W M.Response of northern forests to CO2-induced climate change[J].Nature,1988(334):35-38.
作者简介:安森鹏(1974-),男,汉族,河南驻马店泌阳人,黑龙江大兴安岭图强林业局营林处,助理工程师,研究方向:林业研究。