尽管中国东北的兴安落叶松(Larix gmelinii var.gmelinii)和红松(Pinuskoraiensis)都被预测将在未来的增温和增加降水下急剧减少，兴安落叶松林与红松林结构与功能对气候变化的响应仍然不清楚。我们沿着天然兴安落叶松林的纬度梯度和天然红松林的纬度和海拔梯度进行了野外调查，以空间代替时间的方式来探讨兴安落叶林和红松林对空间气候变化的响应。重点研究不同纬度或海拔的兴安落叶松林和红松林土壤碳氮、针叶特征、植物种类组成、群落结构特征、生物量、以及气候特征等变化规律。数学模型被建立用来模拟兴安落叶松林和红松林组成与结构特征与气候与非气候因子之间的关系。同时，建立+2℃+10％降水和+4℃+10％降水2种气候情景模式来预测未来全球气候变化下兴安落叶松林和红松林组成与结构的可能的变化规律。主要发现如下:　　(1)兴安落叶松林土壤碳含量和碳氮比随纬度的增加而降低;土壤氮含量，针叶氮含量和落叶松生物量随纬度的增加而先升高后降低。落叶松生物量在呼中最高，林木总生物量在呼中和凉水都较高。兴安落叶松种群在呼中和胜山为增长型，在最北的漠河和最南的凉水为衰退型。落叶松相对多度、相对优势度和密度以及樟子松胸面积随纬度而升高。落叶松平均胸径，云冷杉胸面积和Shannon指数随纬度增加而降低。等温性、最暖月温、最湿月降水和旱季降水是控制兴安落叶松林组成与结构的关键气候因子。等温性对落叶松胸面积的影响可以解释为最暖月温对落叶松的负面影响。最湿月降水对樟子松胸面积的影响可以解释为生长季节的降水有利于樟子松向兴安落叶松演替。旱季降水形成的雪覆盖促进云、冷杉幼苗的存活和生长，促使兴安落叶松林转化为云、冷杉林。在+2℃+10％降水和+4℃+10％降水2种气候情景模式下，兴安落叶松密度降低，云、冷杉和樟子松胸面积增加，凉水的兴安落叶松林转变为云、冷杉林。　　(2)红松林0-10cm土壤有机碳含量和全氮含量随纬度和海拔的增加而先降低后升高。0-10cm的土壤碳氮比(C∶N)随纬度和海拔而增高;10-20cm和20-30cm的土壤碳氮比随纬度的升高而先降低后升高，随海拔的升高而升高。红松生物量和红松胸面积在最南的宽甸略低。林木总生物量随纬度的增加而先升高后降低。随着纬度的增加，榆和桦的密度和胸面积减少而红松的密度升高。云、冷杉和落叶松的密度和胸面积随海拔的增加而增加。随着纬度和海拔的增加，槭、梣和栎的密度减少，Shannon指数降低。红松种群在次北的凉水是增长型，在其余地点是衰退型。最湿月降水、最高月温和夏季均温是影响红松林组成与结构的关键气候因子。夏季增温抑制针叶树种，却对阔叶树种有利。最湿月降水增加使红松密度降低，而使榆和桦密度增加。在+2℃+10％降水和+4℃+10％降水2种气候情景模式下，红松林中的阔叶树种剧烈增多而红松稍微减少。　　(3)未来中国东北的夏季和冬季的温度和降水都被预测将增加，并且我们的研究结果表明在未来增温和增加降水气候条件下，现存兴安落叶松林将转变为常绿针叶林、并且现存红松林将转变为以阔叶树种为主的森林。