浅谈森林景观类型对气候变化的影响

浅谈森林景观类型对气候变化的影响

陈纯明

黑龙江省齐齐哈尔市拜泉县大众乡政府 黑龙江 拜泉 164700

摘要：森林景观对于维系地球生命系统的平衡具有不可替代的作用，全球气候变化直接影响到森林生产力、森林生态系统结构、森林分布等。

关键词：森林景观 气候变化 森林生产力

由于森林景观对于维系地球生命系统的平衡具有不可替代的作用，人们对于全球气候变化的影响更关注于森林景观对气候变化的响应。随着全球气候变暖，现有的森林景观格局将发生改变，森林带将向极地及高海拔方向发展。全球气候变化将导致全球森林面积的减少。但是，对于不同的森林景观变化的方向和程度将会不同。

1. 全球气候变化对森林生产力的影响

森林生产力是衡量树木生长状况和生态系统功能的主要指标之一。大气中CO2浓度升高对植物将起着“肥效”作用。在植物的光合作用过程中，CO2作为植物生长所必须的要素，其浓度的增加有利于植物通过光合作用将其转化为可利用的化学物质，从而促进植物和生态系统的生长与发育。实验结果也表明CO2浓度上升将使植物生长的速度加快，从而对植物生产力和生物量的增加起着促进作用，尤其是对C3植物增加的程度更大。并不是所有的植物都对CO2浓度升高表现出一定的敏感性，即使在高水平营养供给下，还有许多物种对CO2浓度升高没有反应。CO2浓度升高对植物的影响与其所在的生物群区、光合作用方式和生长形式有关。温热带生物群区植物比来自极地生物群区的植物对CO2升高的响应大；来自温带森林的物种比来自温带草原的物种对CO2的响应大；落叶树对CO2浓度升高比常绿树更为敏感。生长速率快的物种比生长速率慢的物种对CO2升高的响应更大。CO2浓度升高对森林生产力和生物量的增加在短期内能起到促进作用，但是不能保证其长期持续地增加。因为，在竞争环境中生长的树木对CO2升高的反应表现出比单个生长的树木的反应要小，而森林物种组成的长期变化也能间接地影响森林生长力。

二、气候变化对森林生态系统结构和物种组成的影响

森林生态系统的结构和物种组成是系统稳定性的基础，生态系统的结构越复杂、物种越丰富，则系统表现出良好的稳定性，抗干扰能力越强；反之，结构简单、种类单调，则系统的稳定性差，抗干扰能力相对较弱。千万年来，不同的物种为了适应不同的环境条件而形成了其各自独特的生理和生态生态特征，从而形成现有不同森林生态系统的结构和物种组成。由于原有系统中不同的树木物种及其不同的年龄阶段对CO2浓度上升及由此引起的气候变化的响应存在着很大的差别。因此，气候变化将强烈地改变森林生态系统的结构和物种组成。气候变化可能通过以下途径使森林物种组成结构发生改变。

1、温度胁迫：温度是物种分布的主要限制因子之一，高温限制了北方物种分布的南界，而低温则是热带和亚热带物种向分布的限制因素。在未来气候变化的预测中，全球平均温度将升高，尤其是冬季低温的升高，这对于一些嗜温冷物种来说无疑是一个灾害，因为这种变化打破了它们原有的休眠节律，使其生长受到抑制；但对于嗜温性物种来说则非常有利，温度升高不仅使它们演替更新的速度加快，竞争能力提高。

2、水分胁迫：虽然现有大气环流模型预测全球降雨量将有所增加，但是由于不同地区和季节存在较大差别。气温升高也将导致地面蒸散作用增加，使土壤含水量减少，植物在其生长季节中水分严重亏损，从而使其生长受到抑制，甚至出现落叶及顶梢枯死等现象而导致衰亡。但是对于一此耐旱能力强的物种（旱性灌丛）来说，这种变化将会使它们在物种间的竞争中处于有利的地位，从而和以大量地繁殖和入侵。

3、日照和光强的变化：日照时数强度的增加，将有利于阳性植物的生长和繁育，但对于阴性植物来说，其生长将受到严重的抑制，尤其是其后代的繁育和更新将受到强烈的影响。

4、有害物种入侵：有害物种往往有较强的适应能力，它们更能适应强烈变化的环境条件而处于有利地位。因此，气候变化的结果可能使它们容易侵入到各个生态系统中，从而改变系统的种类组成和结构。气候变化对森林生态系统的结构和物种组成的影响是各个因素综合作用的结果。它将使一些物种退出原有的森林生态系统中，而一些新的物种则入侵到原有的系统中，改变了原有森林生态系统的结构和物种组成。这些影响对于那些极其活跃的不同森林生态系统之间的过渡区域可能尤为严重。

三、全球气候变化对物种和森林分布的影响

影响森林生态系统特点和分布的两个最为显著的气候因子是温度的总量和变量以及降雨量。植被（物种）分布规律与气候之间的关系早就被人们所认知，并由此而提出一系列气候—植被分类系统。而另一个有利于气候变化对物种和森林分布影响的证据是来自于全新世大暖期物种的迁移和灭绝，未来全球温度升高的速率更大，全球自然景观也因人类活动的影响而发生了巨大变化，未来气候变化将给物种和森林的分布带来更为严重的影响。大多数有关气候变化对森林类型分布影响的预测都是根据模拟所预测的未来气候情形下森林类型分布图与现有气候条件下森林分布图的比较而得到，其结果都认为各森林类型将发生大范围的转移。因此，气候变化对各个森林类型的影响是不同的。

1、温带森林：温带森林是受人类活动干扰最大的森林，地球上现存的温带森林几乎都成片断化分布，因此，未来气候对温带森林的影响是巨大的。一般认为，随着全球气候变暖，温带将向极地方向扩展，而温带森林也将侵入到当前北方森林地带，而在其南界则将被亚热带或热带森林所取代，同时由于温带内陆地区将受到频繁的夏季干旱的影响，从而导致温带森林景观向草原景观的转变。因此，温带森林面积的扩张或缩小主要取决于其侵入到北方森林的所得和转化为热带或亚热带森林及草原的所失。目前大部分模拟预测都认为温带森林面积将减少。此外，由于温度的升高及夏季季干旱频度和强度的增加，火干扰可能对未来气候变化下温带森林的变化起着决定作用。

2、北方森林：林分生物量的研究主要是通过以建好的林木生物量模型及森林资源清查资料进行估计，由于森林生物量的重要，而测定林分生物量是测定森林生物量的基础，通过建立林分生物量模型，既可以大大减少外业工作量，又可以减少对森林的保护，最终提高森林生物量的估计精度。为此林分生物量的研究变得越发重要。今后树种空间结构在林分生长进程中的变化或将成为研究森林生物量的又一趋势，而目前对于混交林生产力以及地下部分生物量的研究也是趋势之一。基于遥感技术和样地实际测量的数据创建生物量模型、森林蓄积量与生物量转换模型，进一步得到森林碳储量也是目前研究的热点之一，结合“3S”技术监测森林生物量和碳储量变化，对国家森林资源监测意义重大。

[1]冯宗炜, 王效科, 吴刚. 中国森林生态系统的生物量和生产力[M]. 北京:科学出版社,1999.

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