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摘要：吉林省东部山区为东北地区重要的林业产区，是吉林省林业发展的重要区域， 对森林生态系统的生态防护是实现吉林省国民经济可持续发展的根本与保障。本研究对吉林省东部森林地区的气候变化情况进行分析，结果显示吉林省东部森林地区经历了逐渐变暖的气候变化过程，从1961～2010年5个年代际的变化来看，东部森林地区树木生长的气候环境经历了逐渐改善的过程，极端温度减小，水分供应增加，低温冻害逐渐减轻，此外，利于树木生长的积温条件逐渐增加。吉林省东部森林地区树木生长的气候环境经历了逐渐改善的过程。
关键词：吉林省；森林；气候变化
中图分类号：S716文献标识码：A
引言
森林是陆地生态系统的主体，在改善生态环境、维护碳平衡、保护生物多样性等方面起着重要的作用。当前全球气候正在经历着逐渐变暖的过程，气候变化将对森林产生显著的影响，例如，气候变化影响了森林的分布，并通过温度协迫、水分协迫、物候变化、日照和光强变化等途径来改变森林生态系统的组成和结构，从而影响森林生产力。因此，充分认识气候变化对森林生态系统的影响，对于保护人类生存环境、指导林业发展、实现可持续发展具有非常重要的意义[1]。
吉林省东部山区是东北亚地区最重要的生态屏障，也是全球气候响应的敏感区之一。此外，吉林省东部山区为东北地区重要的林业产区，是吉林省林业发展的重要区域，对森林生态系统的生态防护是实现吉林省国民经济可持续发展的根本与保障[2]。在全球气候变化背景下，吉林省东部森林地区正经历着显著的变化。匡文慧等（2006）对吉林省东部山区近50a森林景观变化及驱动机制进行研究，分析了森林变化的机制，并认为自然因素是林地变化的重要影响因素[3]。可见，分析森林地区气候变化情况对于森林保护有着指导意义。本文选取了8个与森林生长相关的气候变化指数对吉林省东部森林地区的气候变化情况进行分析，旨在为吉林省森林生态保护提供科学依据。
1研究区概况
本研究的区域位于吉林省东部，如图1所示。包括大黑山、老爷岭、吉林哈达岭、威虎岭、龙岗山脉，以及长白山主脉，在行政区上主要覆盖范围为吉林市、辽源市、通化市、白山市和延边朝鲜族自治州。研究区地势高峻，山岭连绵，海拔高度大但高差悬殊。春夏季气温较低，降水丰沛，冬季盛行西风、西北风或北风，春季以北风转南风为主。土壤以暗棕壤和白浆土为主，间有草甸土、沼泽土等。吉林省东部山区是吉林省林业主产区，其森林生态系统完整，生物多样性丰富。
图1研究区位置图
2数据与方法
本研究的数据是由中国国家气象局提供的东北东部地区1961～2010年逐日温度和降水数据。气候数据预处理包括缺失值补充、异常值剔除等，保证数据序列的完整性和连续性。气候变化需要用一定的指标、指数来表征，但目前还没有一系列相对标准的、可简单操作的指标来表征气候变化，这对于表征气候变化带来很大困难。在此基础上，世界气象组织气候委员会（WMO-CCL）和气候变率预测计划（CLIVAR）共同发起成立的气候变化检测、监测和指数专家小组提出了27个指数[4]，并得到了广泛的应用[5]。根据吉林省东部森林地区气候特点，本文选取了其中8个指数，具体定义见表1。本研究着重分析这8个指数的年代际变化，即1961～1970年，1971～1980年，1981～1990年，1991～2000年，2001～2010年5个年代际的变化。气候变化指数的空间分布通过ArcGIS工具箱的反距离加权插值的方法实现。考虑到插值分析中会出现边缘效应，本研究选取了吉林省东部山区以外12个气象站点，共计23个气象站进行数据分析。
表1气候变化指数的定义
代码指数名称指数定义单位FD霜冻日数日最低气温<0℃的日数dSU夏日指数日最高气温>25℃的日数℃TMAX生长季极端最高气温日最高气温的最大值℃TMIN生长季极端最低气温日最低气温的最小值℃AT大于5℃积温大于5℃年积温℃GSL生长季长度连续6日>5℃或<5℃的时间跨度日数dCDD持续干燥指数降水量<1mm的最长连续日数dCWD持续湿润指数降水量≥1mm的最长连续日数d
3结果分析
31极端温度年代际变化
极端温度对树木生长有着抑制作用，极端高温会使树木蒸腾作用加剧，造成水分缺失；极端低温会造成树木的死亡。由图2（从左至右依次为1961～1970年，1971～1980年，1981～1990年，1991～2000年，2001～2010年5个年代际的变化，下同）可以看出，吉林省东部森林地区的极端高温经历了先减小后升高的趋势，且高温值会越来越高，这将对树木生长产生不利影响；极端高温严重区域集中在延吉市一带。极端低温呈现出升高的趋势，说明气候变暖背景下，温度将会逐渐升高，这为冬季树木越冬提供了条件。图2极端温度年代际变化
32水分条件变化
水分条件对于树木生长意义重大，充足的水分供应是保障树木生长的重要条件。由图3可以看出，持续干燥日数呈现出逐渐减小的趋势，特别是在北部森林地区，从60年代的100d逐渐减小为41d；持续湿润日数的变化验证了这一点，持续湿润日数在5个年代际中呈现出了逐渐增加的趋势，特别是在临江、通化一带森林地区。综合两个指数的变化可以看出，吉林省东部森林地区的水分供应条件较好，这将促进森林的生长。
33夏日及霜冻日数变化
对森林地区而言，生长季期間的生长尤为重要，夏日指数代表了连续的热量供应。从图4的变化来看夏日指数呈现了从1961～2010年5个年代际逐渐增加的趋势，说明树木在生长季期间的热量供应将会越来越充足；冬季树木生长会受到霜冻条件的限制，从图4可以看出，霜冻日数集中在北部森林地区，但呈现出逐渐减小的趋势。说明冻害影响将会逐渐减轻。图3水分条件年代际变化 图4夏日及霜冻日数年代际变化
34生长季长度及积温变化
生长季长度的变化直接决定了森林碳储量的变化，从图5可以看出，吉林省东部森林地区的生长季长度经历了波动减小的过程。从80年代开始生长季长度逐渐减小，并呈现出向高纬度地区减小的趋势；积温对于森林物候变化有着重要的指示作用，其决定了树木开花、结果等物候期。可以看出，>5℃积温呈现了逐渐增加的趋势，并呈现出从西向东逐渐增加的趋势。综合两个指数的变化可以看出，吉林省东部森林地区生长季长度逐渐减小，但伴随着温度的升高，积温逐渐增加，物候期将逐渐提前。图5生长季长度及积温变化年代际变化
4结论与讨论
吉林省东部森林地区经历了逐渐变暖的气候变化过程，从1961～2010年5个年代际的变化来看，东部森林地区树木生长的气候环境经历了逐渐改善的过程，极端温度减小，水分供应增加，低温冻害逐渐减轻，此外，利于树木生长的积温条件逐渐增加。
通过本研究的分析可以看出，吉林省东部森林地区的气候环境条件是逐渐改善的。因此，如果能够合理的保护森林资源，合理采伐，适当的退耕还林，必将使吉林省森林资源得到有效的发展，推动吉林省林业经济的发展。参考文献
[1]颜廷武，尤文忠.森林生态系统应对气候变化响应研究综述[J].环境保护与循环经济，2011，30（12）：70-73.
[2]李明，吴正方，张莲芝，等.吉林省东部山区1953～2007年气温变化特征分析[J].亚热带资源与环境学报，2010，5（03）：73-81.
[3]匡文慧，张树文，张养贞，等.吉林省东部山区近50年森林景观变化及驱动机制研究[J].北京林业大学学报，2006，28（03）：38-45.
[4]Kiktev D，Sexton D M H，Alexander L，et al.Comparison of modeled and observed trends in indices of daily climate extremes[J].Journal of Climate，2003，16（22）：3560-3571.
[5]王紀军，关德新，金昌杰，等.长白山地区生长季降水不均匀性特征[J].生态学杂志，2011，30（01）：131-137.
关键词：吉林省；森林；气候变化
中图分类号：S716文献标识码：A
引言
森林是陆地生态系统的主体，在改善生态环境、维护碳平衡、保护生物多样性等方面起着重要的作用。当前全球气候正在经历着逐渐变暖的过程，气候变化将对森林产生显著的影响，例如，气候变化影响了森林的分布，并通过温度协迫、水分协迫、物候变化、日照和光强变化等途径来改变森林生态系统的组成和结构，从而影响森林生产力。因此，充分认识气候变化对森林生态系统的影响，对于保护人类生存环境、指导林业发展、实现可持续发展具有非常重要的意义[1]。
吉林省东部山区是东北亚地区最重要的生态屏障，也是全球气候响应的敏感区之一。此外，吉林省东部山区为东北地区重要的林业产区，是吉林省林业发展的重要区域，对森林生态系统的生态防护是实现吉林省国民经济可持续发展的根本与保障[2]。在全球气候变化背景下，吉林省东部森林地区正经历着显著的变化。匡文慧等（2006）对吉林省东部山区近50a森林景观变化及驱动机制进行研究，分析了森林变化的机制，并认为自然因素是林地变化的重要影响因素[3]。可见，分析森林地区气候变化情况对于森林保护有着指导意义。本文选取了8个与森林生长相关的气候变化指数对吉林省东部森林地区的气候变化情况进行分析，旨在为吉林省森林生态保护提供科学依据。
1研究区概况
本研究的区域位于吉林省东部，如图1所示。包括大黑山、老爷岭、吉林哈达岭、威虎岭、龙岗山脉，以及长白山主脉，在行政区上主要覆盖范围为吉林市、辽源市、通化市、白山市和延边朝鲜族自治州。研究区地势高峻，山岭连绵，海拔高度大但高差悬殊。春夏季气温较低，降水丰沛，冬季盛行西风、西北风或北风，春季以北风转南风为主。土壤以暗棕壤和白浆土为主，间有草甸土、沼泽土等。吉林省东部山区是吉林省林业主产区，其森林生态系统完整，生物多样性丰富。
图1研究区位置图
2数据与方法
本研究的数据是由中国国家气象局提供的东北东部地区1961～2010年逐日温度和降水数据。气候数据预处理包括缺失值补充、异常值剔除等，保证数据序列的完整性和连续性。气候变化需要用一定的指标、指数来表征，但目前还没有一系列相对标准的、可简单操作的指标来表征气候变化，这对于表征气候变化带来很大困难。在此基础上，世界气象组织气候委员会（WMO-CCL）和气候变率预测计划（CLIVAR）共同发起成立的气候变化检测、监测和指数专家小组提出了27个指数[4]，并得到了广泛的应用[5]。根据吉林省东部森林地区气候特点，本文选取了其中8个指数，具体定义见表1。本研究着重分析这8个指数的年代际变化，即1961～1970年，1971～1980年，1981～1990年，1991～2000年，2001～2010年5个年代际的变化。气候变化指数的空间分布通过ArcGIS工具箱的反距离加权插值的方法实现。考虑到插值分析中会出现边缘效应，本研究选取了吉林省东部山区以外12个气象站点，共计23个气象站进行数据分析。
表1气候变化指数的定义
代码指数名称指数定义单位FD霜冻日数日最低气温<0℃的日数dSU夏日指数日最高气温>25℃的日数℃TMAX生长季极端最高气温日最高气温的最大值℃TMIN生长季极端最低气温日最低气温的最小值℃AT大于5℃积温大于5℃年积温℃GSL生长季长度连续6日>5℃或<5℃的时间跨度日数dCDD持续干燥指数降水量<1mm的最长连续日数dCWD持续湿润指数降水量≥1mm的最长连续日数d
3结果分析
31极端温度年代际变化
极端温度对树木生长有着抑制作用，极端高温会使树木蒸腾作用加剧，造成水分缺失；极端低温会造成树木的死亡。由图2（从左至右依次为1961～1970年，1971～1980年，1981～1990年，1991～2000年，2001～2010年5个年代际的变化，下同）可以看出，吉林省东部森林地区的极端高温经历了先减小后升高的趋势，且高温值会越来越高，这将对树木生长产生不利影响；极端高温严重区域集中在延吉市一带。极端低温呈现出升高的趋势，说明气候变暖背景下，温度将会逐渐升高，这为冬季树木越冬提供了条件。图2极端温度年代际变化
32水分条件变化
水分条件对于树木生长意义重大，充足的水分供应是保障树木生长的重要条件。由图3可以看出，持续干燥日数呈现出逐渐减小的趋势，特别是在北部森林地区，从60年代的100d逐渐减小为41d；持续湿润日数的变化验证了这一点，持续湿润日数在5个年代际中呈现出了逐渐增加的趋势，特别是在临江、通化一带森林地区。综合两个指数的变化可以看出，吉林省东部森林地区的水分供应条件较好，这将促进森林的生长。
33夏日及霜冻日数变化
对森林地区而言，生长季期間的生长尤为重要，夏日指数代表了连续的热量供应。从图4的变化来看夏日指数呈现了从1961～2010年5个年代际逐渐增加的趋势，说明树木在生长季期间的热量供应将会越来越充足；冬季树木生长会受到霜冻条件的限制，从图4可以看出，霜冻日数集中在北部森林地区，但呈现出逐渐减小的趋势。说明冻害影响将会逐渐减轻。图3水分条件年代际变化 图4夏日及霜冻日数年代际变化
34生长季长度及积温变化
生长季长度的变化直接决定了森林碳储量的变化，从图5可以看出，吉林省东部森林地区的生长季长度经历了波动减小的过程。从80年代开始生长季长度逐渐减小，并呈现出向高纬度地区减小的趋势；积温对于森林物候变化有着重要的指示作用，其决定了树木开花、结果等物候期。可以看出，>5℃积温呈现了逐渐增加的趋势，并呈现出从西向东逐渐增加的趋势。综合两个指数的变化可以看出，吉林省东部森林地区生长季长度逐渐减小，但伴随着温度的升高，积温逐渐增加，物候期将逐渐提前。图5生长季长度及积温变化年代际变化
4结论与讨论
吉林省东部森林地区经历了逐渐变暖的气候变化过程，从1961～2010年5个年代际的变化来看，东部森林地区树木生长的气候环境经历了逐渐改善的过程，极端温度减小，水分供应增加，低温冻害逐渐减轻，此外，利于树木生长的积温条件逐渐增加。
通过本研究的分析可以看出，吉林省东部森林地区的气候环境条件是逐渐改善的。因此，如果能够合理的保护森林资源，合理采伐，适当的退耕还林，必将使吉林省森林资源得到有效的发展，推动吉林省林业经济的发展。参考文献
[1]颜廷武，尤文忠.森林生态系统应对气候变化响应研究综述[J].环境保护与循环经济，2011，30（12）：70-73.
[2]李明，吴正方，张莲芝，等.吉林省东部山区1953～2007年气温变化特征分析[J].亚热带资源与环境学报，2010，5（03）：73-81.
[3]匡文慧，张树文，张养贞，等.吉林省东部山区近50年森林景观变化及驱动机制研究[J].北京林业大学学报，2006，28（03）：38-45.
[4]Kiktev D，Sexton D M H，Alexander L，et al.Comparison of modeled and observed trends in indices of daily climate extremes[J].Journal of Climate，2003，16（22）：3560-3571.
[5]王紀军，关德新，金昌杰，等.长白山地区生长季降水不均匀性特征[J].生态学杂志，2011，30（01）：131-137.