加载中…
(四)气候变化对森林的影响及其适应对策
(2007-01-28 00:42:03)| 分类： 生态&环境 |
(四)气候变化对森林的影响及其适应对策
1．气候变化对森林影响研究的情况。气候变化对森林生态系统的影响，目前主要是研究不同气候变化情景下，自然状态的森林生态系统的反应和可能变化，包括气候变化对森林的分布、组成、演替、生产力的影响，以及对森林病虫害和森林火灾的影响。只有极少数国家用昂贵的人工模拟气候装置，开展了生理生态的实验研究。
我国科学家开展的“全球气候变化和我国未来的生存环境”、“全球气候预测、影响和对策研究”、“我国干旱半干旱区15万年以来环境演变动态过程与发展趋势”等项目中，都包括有气候变化对森林生态系统的影响。“我国未来(20～50年)生存环境变化趋势的预测研究”着重于建立区域大气环流模式，进行典型生态系统的观测与实验研究，“我国陆地生态系统对全球变化的反应模式研究”则着重于建立气候-植被关系模式，这两个项目都开始了样带研究。我国东北森林-草原陆地样带，是国际上1993年首批启动的4条陆地样带研究之一。1994年启动的“气候变化国别研究”森林影响专题，利用我国气候－植被响应宏观模型等，研究了未来气候变化对我国植被和森林分布、面积和生产力等的影响。另外，我国在现有森林资源、荒漠化、野生动物、湿地资源、森林生态定位监测的基础上，在黄河、长江生态环境林业重点治理区内建立了20个左右的林业生态环境监测站，在天然保护工程建设区内建设了20多个森林生态环境监测站，以构建全国林业生态环境监测网络，科学准确地掌握林业生态工程和森林生态效益。
2.气候变化对森林影响研究的主要结论。
(1)陆地生态系统是一个重要的碳汇。森林是地球上最大的陆地生态系统，是全球碳循环的重要组成部分。在全球森林植被及土壤中碳储存约11500亿吨，其中约37％的储存碳在低纬度森林，14％在中纬度森林，49％在高纬度森林。全球森林生态系统储存的碳中，2／3以上在土壤中。根据政府间气候变化专业委员会的“土地利用、土地利用变化和森林特别报告”，1989-1998年期间北半球中纬度陆地生态系统吸收人为排放二氧化碳约23±13亿吨／年，同期土地利用变化(主要是森林采伐)释放的碳为16±
8亿吨／年。如果没有陆地生态系统这个碳汇，大气中二氧化碳浓度的累积速度将会更大。陆地生态系统的净碳吸收主要是森林砍伐区的森林再生长(如北美东北部)以及二氧化碳浓度升高促使植物碳储备增加等。
实验研究目前仅限于苗木。研究表明，二氧化碳浓度增加，苗木分枝加多，叶面积加大，叶子变厚。当二氧化碳含量从400×l06增加到700×10-6时，苗木的干重、直径和高度都增加；大于700×10-6时，各项指标不再增加，甚至有所下降。对于大多数植物，大气中二氧化碳浓度的增加有利于生长，能提高水分利用效率，但全球增温会使许多地区变得干旱，对植物生长不利。就全球而言，二氧化碳增加的净影响到底是有利，还是有弊，目前尚不能肯定。
(2)气候变化将改变森林的组成、结构及生物量。森林群落对气候变化的响应是十分敏感的，气候的微小扰动都可能对群落的结构和演替过程产生巨大影响。全球变暖速率加快，群落的生态位将发生改变，造成群落类型的更替，同时原群落中各树种的生物量水平也大为降低。相反，群落生态位的变化仍可基本保持在适生范围内，这时如外部环境朝有利于群落中部分树种的方向发展，群落优势种和建群种的更替将不是源于外部种的侵入，而是群落内部的自我消长。对森林群落影响最大的气候因素是水分指标。无论是群落类型还是林分结构的变化，降水量的减少都造成群落中原树种生物量的降低。然而，在降水量基本不变的情况下，群落生物量水平将随温度升高而有所提高。
大范围的森林砍伐能够导致降水的巨大变化。模拟研究表明，若南美洲南纬30°以北的森林被草地取代，降水将减少15％。若亚马逊流域的森林被沙漠取代，降水将减少70％，类似于非洲萨赫勒半干旱地区。尽管这种模拟试验并不是实际情况，但它说明大范围的森林砍伐可能对局地气候产生重大影响。如果半干旱地区出现大面积的植被减少，可以预计降水也将出现类似的减少趋势。这些变化可能产生广泛的和毁灭性的影响，并将加速沙漠化进程。从上述结论可以看出，我国西北地区队复林草建设的气候环境意义十分明显。
森林第一性生产力从东南向西北递减，但气候变化引起森林生产力的变化率从东南向西北递增。对气候变化后森林生产力变化率的地理格局和树种分布状况的综合预测分析指出，我国主要造林树种的净生产力变化是：兴安落叶松净生产力增益最大，约8％～10％，红松为6％～8％，油松为2％～6％，马尾松和杉木为1％～2％，云南松为2％，川西亚高山针叶林为8％～10％。值得指出的是，上述预测仅依据气候与生产力之间简单的线性平衡关系，没有考虑森林植被在气候变化过程中的生理生态、生长等适应与驯化反应，以及在种群、群落和生态系统、景观尺度上森林植被系统的变化过程等。
(3)气候变暖有可能使生物多样性减少。气候变暖后，各种植物的种植界限都要发生迁移，但物种的迁移决定于许多因素，包括物种本身的迁移能力、适应能力、可供迁移的适宜地距离、迁移过程中的障碍等。恩氏云杉的种子小，可借风力传播，无障碍时估计100年可迁移l～20千米。如果100年内气候变化使物种迁移距离达到每年30千米，像恩氏云杉这样的树种将陷入困境。只有某些用袍子繁殖的植物，可能赶上这样的气候变化速度。如果没有人为的帮助，许多树种将难以适应气候的变化，其中一些物种不能适应温度的变化、另外一些物种不能适应降水量及其分布的变化。
(4)气候变化将使森林分布格局发生变化。初步研究结果表明，我国森林目前最易受影响的地区主要在广西、四川、重庆、广东、安徽、浙江、湖北及内蒙古等地。未来气候变化影响下的最易受影响地区主要在西南、华中和华南等地。两者分布大致相似。
森林群落优势树种不大可能在几十年内就改变其特性，因此气候变化对森林分布有重要的影响。我国主要造林树种兴安落叶松、红松、油松、马尾松、杉木等以及珍稀濒危树种珙桐、秃杉等，在气候变化后，生长和分布受到影响的情况如下
兴安落叶松：兴安落叶松是我国主要用材树种，占针叶林资源的28％左右；主要分布在大兴
安岭和小兴安岭山地，北界和西界位于国境线，南界位于北纬43°左右，东界位于东经133°左右。受
气候变化的影响，2030年适宜分布区的南界将北移约0.1～2.7个纬度，北界、东界和西界的变化
不大。至2030年，适宜面积约减少9％左右。林
区内，小兴安岭中部适宜区将缩小约10％，大兴
安岭西北部地区的适宜范围将增加。
红松：红松是珍贵的用材树种，在我国主要
生长在长白山、完达山和小兴安岭地区，北界约位于北纬49°，南界位于北纬40.9°，东起东经134.5°，西至东经l24°，适宜分布区的海拔为280～1100米，最适分布区的海拔为450～900米，年生长量最大的海拔高度为700米。红松对温湿状况适应的生态幅度较窄。当温度增加l℃、2℃、3℃时，红松的适宜分布区、最适分布区的上下限以及年生长量最大区的海拔高度，均随温度的升高而增高。在假定降水不变的情况下，以当地实际平均气温为基数，大约气温每增加1℃，最适分布区下限上升100～l
50米，上限上升150～200米，南界向北退缩1～2个纬度，使红松适生面积迅速减小。然而北纬50°以北地区在气温增加l～2℃时将变得有利于红松生长，西界略有向西扩张；但当温度升高3℃时，西界迅速东移至北纬45°以南，整个东北适宜红松稳定生长的区域就仅仅局限于长白山的部分山地。总的来看，适宜红松稳定生长区域界限的退缩，与温度升高之间近似呈线性关系，适生面积的减少与温度增高近似呈几何数关系。
油松：油松是我国特有的针叶树种，它分布广、适应性强、材质优良并具有良好的水土保持功能。油松的极限分布范围涉及辽宁、内蒙古、河北、山西、陕西、宁夏、甘肃、青海、四川、重庆、湖北、河南、山东、北京、天津等省、自治区、直辖市。变化范围在北纬30.6°～44.1°，东经101.4°～124.8°之间，其中心主要集中在陕西、山西和河北境内。气候变化后，整个油松极限分布区将出现不十分明显的北移，较明显的变化是当前气候条件下分布较连续的山区，变成破碎的岛状分布。在东北区油松分布可能消失处的海拔高约为l
80～l
260米，西南区为570～1000米。可见，气候变化后，低海拔区域的油松所受的影响较大。到2030年适宜油松分布的面积约减少90％。
杉木：杉木是我国特有的重要用材树种，其
自然分布和人工栽培区域都很广，生长迅速，材
质优良。全国杉木产量约占总商品材的1／5。生长
区遍布我国亚热带。杉木极限分布范围包括云南、
贵州、广东、广西、福建、四川、重庆、湖北、湖南、江西、浙江、陕西、河南、安徽、江苏、西
藏等省、自治区、直辖市，变化范围在北纬21．2°～33．6°，东经91．7°～121．5°。杉木的中心分布范围主要位于南岭山地和雪峰山区，包括福建、湖南、江西、广东、广西、湖北、四川、重庆、贵州等省、自治区、直辖市。预计到2030年杉木的极限分布将有不同程度的变化，西界将明显东移约0．2～2．3个经度，北界将南移约0．1～0．9个纬度，南界将北移约0．1～O．5个纬度，东界变化不大，适宜杉木生长的面积减少约2％。其中，杉木中心分布区将明显收缩，约减少8％的面积。
马尾松：马尾松是我国南部森林面积最大、分布最广、数量最多的用材树种，在南方各省区的森林蓄积量中马尾松约占一半。其极限分布范围为北纬18.7°～37.1°，东经92.2°～121.2°，包括云南、责州、广东、广西、海南、福建、四川、重庆、湖北、湖南、江西、浙江、陕西、河南、安徽、江苏、山东、台湾、西藏等省、自治区、直辖市。中心分布在北纬22.3°～32.2°，东经102.7°～121.2°，涉及福建、湖南、江西、广东、广西、湖北、四川、重庆、贵州、安徽、江苏等省、自治区、直辖市。预计到2030年，极限分布范围北界将南移约0．3～1．6个纬度，南界北移约0．2～3．4个纬度，西界东移约0．7～1．1个经度，东界变化不大，其中长江以南地区变化较大。适宜面积约减少9％。中心分布区将明显收缩，约减少13％。
珙桐：珙桐受第四纪冰川影响而濒于绝迹，仅在我国四川、重庆、湖北、贵州、云南等省、自治区、直辖市尚有幸存，为我国特有的珍贵树种。适宜珙桐分布的区域范围为北纬23．4°～33．6°，东经99．1°～llO．3°，包括四川、重庆、云南、贵州、西藏、湖北、湖南、甘肃、陕西等省、自治区、直辖市。预计到2030年分布区东界约西移0．2～1．3个经度，北界仅东段南移0．2～0．7个纬度，西界北段变化不大，仅个南段东移约O．3～1．9个经度，南界变化不大。云南境内的珙桐变化较大，其北界约南移0．1～1．4个纬度；西部将呈星散状分布。气候变化后适宜分布面积约减少20％。
秃杉：秃杉适宜分布范围为北纬23．6°～32．6°，东经95．2°～109．4°，包括四川、重庆、湖北、贵州、云南、西藏等省、自治区、直辖市，呈间断分布。预计到2030年，适宜秃杉分布的面积将有大幅度减少，减少的面积约为当前气候条件下适宜面积的57％。
3．气候变化对森林影响研究的不确定性分析。气候变化对森林生态系统的影响研究和对农业生态系统的研究类似，首先碰到的就是大气环流模式输出结果的可靠性问题。对14个全球大气环流模式的预测结果进行的比较研究表明，它们对云的反馈作用采取了不同的假定，预测的结果会有两个数量级的差别。气候变化对生态系统的影响都是基于气候模式的预测结果做出的，气候预测不准，无疑会直接影响评价结果。
气候变化对森林生态系统的影响评价结果的不确定性，还在于生态系统本身也存在较多的不确定性，如不同群落、树种对温度变化的反馈是有很大差异的，目前还难以定量地加以区别。关于二氧化碳浓度升高对森林系统的影响中，温度变暖的影响占多大比重还难以区分。虽然有些机理模型用于进行评价，但因缺乏大量的实验数据，所采用的参数多半是从一些模型中移过来的，或者是从模式中生成的。目前已有的实验数据，研究时间都不长，有的只有一个生长季节，而且限于小苗木，把这些研究结论推广到一般的情况是很不可靠的。
因为生态系统本身十分复杂，它的生成、发展与环境的关系至今还未完全被人们所认识，所以完全说清楚到底存在多少不确定因素目前也还很难做到，要随着研究的深入不断地再认识。
4．适应和减缓气候变化对森林影响的对策。
(1)进行种源选择，提高物种的气候适应性。为适应全球气候变化对我国森林的影响，在植树造林过程中，要在种源试验的基础上进行种源选择，选育温暖性耐旱抗病虫害树种，提高物种在气候适应和迁移过程中的竞争和对变化环境的适应能力。
(2)扩大自然保护区的数量和面积，保护天然次生林和原始林及森林生物多样性。要切实管好全国现有的708个自然保护区，在目前保护区面积较小的地区以及自然地理区的过渡区和未来气候变化引起植被迁移的过渡区域内增加自然保护区；已退耕还林的土地应适当加以保护使其自然恢复，已受损和退化的森林应以多种有效的措施恢复和重建；对于目前尚无能力造林的荒坡地、草坡以及天然灌木坡或杂木林等经济价值较低的生态系统，可暂时停止任何人为的改良措施，采取封山保护措施，留作未来气候变化条件下保护物种与植被迁移的栖息地。
(3)要继续提倡植树造林，扩大绿化面积，加强森林火灾预防及病虫害的防治。加强经营管理。加决超短轮伐期工业人工林的研究，探讨适应气候变化的间伐和轮伐期经营对策，适当提前间伐，增大间伐强度。
(4)林业发展规划和西部生态环境建设必须考虑未来气候变化的影响问题。例如，气候变暖可能会对东北的落叶松林和红松林的更新造成负面影响，但对温带阔叶林发展可能是有利的，这在林业建设规划中应该有所考虑。又如，在增暖阶情况下，自然保护区的规划和设置要有新思路。在面积不变的情况下，未来的自然保护区宜设计成南北长、东西窄的形状，以满足动植物随气候增暖向北迁移的需要。
喜欢
0
赠金笔