气候变化对森林的影响

1气候变化对森林的影响胡红梅（0）正文：由于工业的发展，全球的气温都在不断地上升。近百年来,地球气候正经历着一次以全球变暖为主要特征的显著变化。政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告指出(IPCC,2007)，1906—2005年全球平均气温上升了0.56～0.92℃。全球变暖已经对地球生态系统和社会经济系统产生了明显而深远的影响,威胁着人类的生存环境和社会经济的可持续发展。气候变化已成为国际社会、各国政府、科学家和公众强烈关注的重大环境问题。为了减缓气候变化,国际社会正在努力控制向大气的温室气体排放。但是即使在采取有效的减限排措施后,大气中CO2等温室气体浓度还会继续上升,约需100～300年才能稳定下来。同时,由于全球气候系统对大气中温室气体浓度的变化存在百年尺度的滞后效应,全球气候仍将持续变暖,温度约需几世纪才能达到稳定。尽管自然系统具有一定的自动适应气候变化的能力,但是人类社会还必须主动采取积极的适应措施来适应气候变化。主动的适应措施比使自然系统恢复其适应气候变化的能力有更大的作用[1]。在气候变化背景下,森林生态系统(尤其是高纬度的寒温带森林)的结构、功能、生产力以及退化的森林生态系统的恢复和重建等,都将面临着严峻的挑战。极端气候事件的发生强度和频率增加,会增加森林灾害发生的频率和强度,危及森林的安全,增加陆地温室气体排放。全球气候及大气组成的变化,还会影响森林为人类社会提供产品和服务的功能,从而对社会经济系统产生显著的影响。但由于气候变化的不确定性、生态系统的复杂性以及人类认知的局限性,目前对有关气候变化对森林生态系统的影响,及森林生态系统对气候变化的敏感性、脆弱性与适应性等方面的研究较为缺乏。1气候变化对森林生态系统的影响1.1全球气候变化对森林生态系统的影响[2](1)森林生态系统中C、N、P、S等养分循环和水文功能变化的研究[3]。旨在了解大气物理化学变化后,森林生态系统中这些重要物质的生物地球化学循环将会发生如何的改变。这是因为气侯变化将对物质循环产生直接的影响。以生态系统中C循环为例,森林凋落物主要是通过微生物、昆虫和土壤动物等分解者的降解作用,把CO2释放回大气,同时把养分归回林地,假如全球气候变暖,这势必影响森林凋落物的分解速度,如果分解速度变慢了,那么森林凋落物将积累,同时许多养分不能归回林地;反之,如果分解速度变快了,那么将大大加快森林凋落物的分解,无疑将加速CO2和养分的释放[4]。显然全球气候变化对森林生态系统营养物质和水份循环影响的研究是全球气候变化下森林生态系统研究的重点之一。(2)森林生态系统中乔木、灌木和草本植物的生活史、生理特征、分布和落组成结构的研究，尤其是森林生态系统中的建群、优势种和指示种的种群动态、生理生态和分布格局的变化。在生理生态方面，应着重研究气候变化对绿色植物光合作用、呼吸作用的影响,如土壤水份状态变化、气候变暖等对植物水势、气孔导度、细根吸取养分和植物对光能的利用效率等方面的影响。(3)森林生态系统微量气体释放速率变化的研究。森林生态系统是大气中许多微量气体如氮氧化合物、CH4的直接来源,而且它们又是加剧全球气候变暖的2温室气体。全球气候的变化将直接影响森林生态系统微量气体的释放速率,例如全球降雨的增加,相应加剧了森林的沼泽化,而沼泽化的森林常常是CH4的重要来源。(4)森林生态系统中水土流失和沉积变化的研究。森林具有水土保持的功能,全球气候变化,尤其是大气年均温度和降水的改变,不但将导致林木树种组成、叶表面积、根系特性等森林特征的变化,而且将改变森林的分布区,使有林地变成草原、荒地等无林地,这些都将影响林冠截流、林冠燕腾、地表径流和林分保持水土的功能。（5)森林火灾发生频度和强度变化的研究。全球气候变暖,不但将影响森林类型的分布,而且势必影响林地森林凋落物的积累和干湿状况,显然这会对森林火灾发生频度和强度产生直接的影响。(6)野生动物和乡土树种变化的研究。许多野生动物和乡土树种对环境变化极为敏感,一旦气候条件改变,它们将通过生境迁移、种群数量变化等特征反映出来。(7)森林微生物、植物病原、昆虫和土壤动物等生物多样性的研究。全球气候变化会导致森林类型、分布面积的改变,这无疑将影响生物多样性〔3〕。(8)林木生长率、死亡率和材质变化的研究。全球气候变化通过影响植物的生境条件、光合作用等,势必影响林木的生长率、死亡率,甚至林木材质。(9)树线、林线、雪线和不同森林生态系统类型边界变化的研究。这主要是因为树线、林线、雪线和不同森林生态系统类型边界往往是特定环境条件的产物,而一旦全球环境改变,显然将导致这些生态系统边界的改变。1.2全球气候变化对中国森林生态系统的影响每类生态系统中都包含着众多的物种,虽然这些物种生长在同一气候条件下,但对气候变化的适应能力却不同。在剧烈的气候变化条件下,某些物种可能会因完全不能适应而死亡,另一些则仍然能够生存,变化后的条件还有可能更适合于区域物种的入侵,从而导致森林生态系统的结构发生变化。关于全球气候变化影响森林生态系统的研究,按方法不同主要分为:植被气候分类研究和森林生长演替的模拟研究。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。气候变化强烈地影响着森林生产力。森林生产力分布格局主要取决于气候环境的水热条件。结果表明:所构建的模型基本反映了中国森林现实生产力的地理分布格局;中国森林生产力的分布格局主要取决于气候环境中的水热条件;气候变化并没有改变中国森林第一性生产力的地理分布格局,即从东南向西北森林生产力递减趋势不变,但不同地域的森林生产力有不同程度的增加。气候变化后中国森林生产力变化率的地理分布格局与森林第一性生产力的地理分布格局相反,呈现从东南向西北递增的趋势。物候是反映气候变化对植物发育阶段影响的综合性生物指标。随着全球气候的变化,植物的物候也将发生显著变化。全球气候变化影响着植物物候的变化。气候变化影响着森林土壤碳氮循环过程,其中温度和降雨等是直接影响土壤碳氮循环过程(特别是土壤C库和N库及C、N微量气体排放)的直接3或间接的关键因子。具体来说,气候变化对森林土壤碳氮循环过程的影响主要表现在其对森林土壤碳库和氮库、土壤呼吸以及土壤甲烷和氧化亚氮排放的影响方面。2研究对策与建议[6]鉴于气候变化及其影响研究的现状,以及森林在全球生态系统中的作用,加强森林生态系统对气候变化响应的研究,将成为森林生态研究中的重要课题。笔者认为,加强以下几方面的研究,可提高在气候变化时对森林资源保护与管理的决策水平。2.1进一步加强全国各植被类型区主要森林组成树种生理生态研究,提供气候变暖及相应的湿润化或干旱化情景下生理生化特征及生物生产力的变化。2.2进一步加强对珍贵、稀有、受威胁或濒危物种生理生态及遗传研究,揭示其致濒机制、遗传变异规律及其对气候变化的反应,阐明生态位幅度及分化规律,为采取不同的保护措施提供依据。2.3加强森林群落组成、结构与群落稳定性之间关系的研究,并将群落水平的研究与典型林区森林景观的组成、结构、功能及其变化的研究相结合,揭示气候变化及人类活动方式的改变对森林群落的可能影响。这种结合可能成为解决一些以往在群落或生态系统水平上难以认识的关键问题的有效途径。2.4加强宏观植被生态研究,不仅应进一步加强对现有森林类型的生态系统定位研究,同时应选择具有典型意义的生态过渡带和特殊生态系统建立更多的定位研究站点,加强动态监测,为进行系统研究提供可靠的和连续的资料。在宏观水平上,继续研究森林植被的碳、氮循环途径及其数量的变化。从而揭示气候变化对森林生态系统作为大气碳、氮的源、汇及库的变化及其反馈影响。2.5加强森林资源经营利用方式对森林生态系统宏观影响的研究,特别是针对大面积天然林变为人工林,森林采伐量的宏观规模及区域阈限,森林采伐的地域配置模式,林地清理方式等林业生产及资源模式等重大问题的研究。2.6加强森林景观生态研究,揭示森林物种迁移机制和途径,阐明林区景观格局与功能的关系,为林区景观宏观调控和建立森林分布变迁缓冲区及物种迁移通道提供指导,为自然保护区的建立与管理提供理论依据。3策略[1]针对未来我国气候变化对森林生态系统的影响,以及森林生态系统脆弱性和适应性的研究,应重点涉及以下几个领域的研究:1)过去气候变化包括极端气候事件对典型脆弱森林生态系统分布、结构、生产力和功能的影响,以增强对观测到的气候变化影响的认识;2)典型脆弱森林生态系统与气候系统之间的交互耦合作用,包括气候变化在内的多重全球变化驱动因子之间的相互影响;3)典型脆弱森林生态系统响应气候变化影响的滞后效应;4)模拟未来气候变化对典型脆弱森林生态系统的影响及脆弱性阈值;5)典型脆弱森林生态系统响应气候变化的自适应机制和人为适应策略。参考文献：[1]朱建华，侯振宏，张治军，罗云建，张小全.气候变化与森林生态系统:影响、脆弱性与适应性.林业科学.2007年11月.（第43卷第11期）.[2]陈华，赵士洞.全球气候变化对森林生态系统影响的研究(述评).地球科学进展.1993年1月.(第8卷第1期).4[3]KimballBA,JRMauney,FSNakayama,etal.EffectsofincreasingatmosphericCO2onvegetation[J].Vegetatio,1993,104/105:65～75.[4]KramerPJ.Carbondioxideconcentration,photosynthesis,anddrymatterproduction[J].BioScience,1981,31:29～33.[5]王叶,延晓冬.全球气候变化对中国森林生态系统的影响.大气科学.2006年9月.（第30卷第5期）.[6]肖扬,郭晋平,田双宝,薛俊杰.气候变化对森林生态系统的影响及研究对策.中国农业气象.1998年2月.（第19卷第1期）.