第３２卷第６期 ２０１１年６月 通化师范学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＯＮＧＨＵＡ ＮＯＲＭＡＬ ＵＮＩＶＥＲＳⅡＹ Ｖ０１．３２№６ Ｊｕｎ．２０１ｌ 全球气候变化背景下长白山森林生态系统的响应 张明旭 （通化师范学院历史地理系，吉林通化１３４００１） 摘要：全球气候变化对生态环境的影响正引起人们广泛的重视．作为东北陆地生态系统的重要组成成分，长白山森林生态 系统对未来全球气候变化的响应更是人们关注的重点．文中分析了全球气候变化的趋势，详细阐述了全球气候变化背景下长白山 森林生态系统的响应． 关键词：森林生态系统；气候变化；长白山；ｑｏ应 中图分类号：Ｋ９０文献标志码：Ａ文章编号：１００８—７９７４（２０１１）０６—００４８—０２ 收稿日期：２０ｌｌ一０４—１０ 作者简介：张明旭（１９７８一），男，吉林梨树人，硕士。通化师范学院历史地理系讲师． 森林生态系统是主要地球陆地生态系统之一， 也是陆地上最为复杂的生态系统，它具有很高的生 物生产力和生物量以及丰富的生物多样性．虽然森 林面积仅占陆地面积的２６％，但是其碳储量却占整 个陆地植被碳储量的８０％以上，而且森林每年的碳 固定量约占陆地生物碳固定量的２／３－１－２］．全球气候 变化不可避免的会影响到陆地上的森林生态系统， 将不可避免对森林产生一定的影响．随着全球气候 的变化，长白山区未来主要森林分布可能发生明显 变化，气候变化引起的生态系统变化还将使得生物 多样性减少，许多珍贵的森林树种丧失．大气ＣＯ：浓 度上升及由此而引起的气候变化将还改变森林的生 产力和生物量．随着全球气候变化，长白山植物物候 也发生显著变化，冬季和早春温度的升高使春季提 同时森林生态系统也会做出相应的响应． １研究区概况 研究区位于吉林省东南部的长白山自然保护区 内，属温带性山地气候，年均温度约３．６￣Ｃ，年 均降水量６９５ ｍｍ，无霜期约１４０ｄ，日照时数１８００— ２３００ ｈ，该区地带性土壤为山地暗棕色森林土，主要 优势树种为红松、椴树、蒙古栎、水曲柳和色木槭等。 林分为复层异龄林，林分平均高度为２６ ｍ，优势树 种平均年龄约２００ ａ． 前到来，使它们提早开花放叶，从而导致森林生态系 统的结构和物种组成的改变． ３长白山森林生态系统对全球气候变化对 的响应 全球３０％的陆地是森林，由于森林对气候变化 的适应性比较迟缓，因而可能是最易受到气候变化 不利影响的生态系统，气候变化对森林的影响主要 表现在改变了森林生态系统的分布和树种组成．长 ２气候变化的趋势及其对白山森林生态系 统影响 ＩＰＣＣ（Ｉｎｔｅｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌ Ｐａｎｅｌ ｏｎ Ｃｌｉｍａｔｅ 白山区山体较高，气候随海拔高度的变化较大．山脚 表现为典型的暖湿带气候，而山顶却表现出复杂、多 变的近极地气候，山下年均温约２．８℃，而山顶（天 Ｃｈａｎｇｅ）第三次评估报告中指出，在全球变暖的大背 景下，中国气候也发生了明显变化，主要表现在：近 池气象站，海拔２６２３．５ｍ）年均温只有一７．３℃．长白 山地区是东北降水量最多的地区，雨量充沛且随海 拔的上升逐渐增加．山下部平均年降水为６００— 百年来，中国气温上升了０．４￣Ｃ一０．５￣Ｃ［３１；从地域 ９００ｒａｍ，而山顶天池年降水为１３４０ｍｍ．该区植被呈 分布来看，长白山区是中国气候变暖最明显的地区 之一；从季节分布看，长白山冬季增温最明显．在假 定大气二氧化碳浓度从１９９０年起渐进增至２１００ 年，并考虑气溶胶浓度变化的情景下，不同全球气候 现出明显的山地垂直分布带谱：山下部的红松阔叶 林，是世界上少有的大面积原生针阔混交林，与同纬 度的欧美地区比较，该区结构复杂、组成独特、生物 多样性丰富；以鱼鳞云杉和臭冷杉为主要建群树种 模式对长白山气候变化的情景预测总趋势一致表现 为：长白山将持续不断地变暖，降水也将增加 ．由 ４８・ 的云冷杉林，是长白山保存最好的森林地段，具有典 型的北方山地森林的特点，上部问有岳桦混交，下部 落叶松零星点缀其间；亚高山岳 于森林与气候之间存在着密切的关系，气候的变化 有红松等树种伴生，．桦林，是一种以岳桦单一乔木树种为主的林线植被， 另有落叶松等零星分布其间，构成了独特的亚高山 地带森林景观．本文主要以长白山地区红松阔叶林 和云杉、冷杉林为研究对象． ３．１ 红松阔叶林对气候变化的响应 本文设计了２个气候情景（情景时间尺度超过 １０００年，）：Ｓ，增暖情景（全球气候模式下的升温幅 椴树、榆树和一些落叶阔叶树的生物量增加． 上部云杉、冷杉林亚带的主要树种为云冷杉，混 有少量岳桦和落叶松，红松阔叶林带内的树种在这 里几乎没有分布，在ｓ 情境下上部云杉、冷杉林群 落的变化趋势是群落中的主要树种云冷杉的生物量 有小幅度的上升；由于云杉、冷杉等均是适应在高山 及寒冷地区生长的针叶树种，对气温变暖相对比较 敏感，在Ｓ 情境下的增温幅度对该带云冷杉树种来 度），降水维持当前气候条件下的降水量不变；Ｓ 气 候增暖（全球气候模式下的升温幅度），并且考虑降 说，改善了其生长条件，引起其生物量的增加；也可 以从林线上移的角度解释，在ｓ．的气候条件下使得 云冷杉林带主带上移，所以生物量增加，林线上移． 水（全球气候模式下的降水变化幅度）变化情景，该 地区温度和降水都发生变化．根据生物特性，分别在 这２个气候情景下研究气候变化对森林的影响． 气候情景Ｓ 下红松阔叶林的变化．红松阔叶林 群落的地带性树种红松、阔叶树蒙古栎和榆树生物 量减少，甚至从森林群落中消失．其它阔叶树椴树、 白蜡树的生物量有较大幅度的增加，成为森林群落 的主要树种．落叶阔叶树色木槭等的生物量变化不 大．长白山地区红松林的伴生阔叶树椴树主要是紫 椴，白蜡树主要是水曲柳．表明，气候增暖之后，该林 带的气候变得更加适宜紫椴和水曲柳等阔叶树生 长，而主要建群树种红松因为温度增加已经停止生 长．气候增暖之后，群落中阔叶树的比例增加，群落 将以阔叶树为主． 气候增暖基础上考虑降水变化，气候情景ｓ 下 红松阔叶林的变化．红松阔叶林未来的变化趋势与 增暖情景下相似，依然是以紫椴、水曲柳和槭树等为 主的阔叶林．不同的是降水量的变化改变了阔叶林 各个树种的生物量大小．这说明气候增暖，长白山地 带性植被红松阔叶林变成以阔叶树为主的群落；降 水变化基本上不改变群落树种组成，只影响树种生 物量大小，这是因为该群落中的阔叶树紫椴、水曲柳 和色木槭等都是较喜暖湿树种． 在Ｓ 和Ｓ：两种气候变化情景下，长白山地区 地带性植被红松阔叶林的变化趋势一致：阔叶红松 林将变成以阔叶树为主的群落，林线上移．降水变化 影响低海拔典型红松阔叶林各树种的生物量大小， 随着海拔升高，降水的影响越来越小． ３．２云杉、冷杉林对气候变化的响应 云杉、冷杉林带地处中山带，气候冷湿，土壤以 山地棕色泰加林土为主．可分为上部云杉、冷杉林亚 带（１６００～１８００米）和下部云杉、冷杉林亚带（１２００ ～１６００米）． 下部云杉、冷杉林亚带为红松阔叶林向云杉、冷 杉林的过渡带．林业部调查结果显示，该林带红松也 占一定比例，阔叶树种较贫乏，生长也差．根据生物 特性，优势树种云杉、冷杉生物量减小，混生树种红 松在气候增暖之后生物量增加，群落中阔叶树桦树、 气候增暖的基础上考虑降水变化（情景Ｓ：），森 林群落树种组成变化趋势与增暖情景（情景ｓ ）下 树种组成变化趋势一致：本带下部优势树种云杉、冷 杉生物量减小，红松阔叶林带的树种红松、枫桦、椴 树、榆树等阔叶树和槭树等一些落叶阔叶树的生物 量增加．本带上部云杉、冷杉树种在ｓ 情景下生物 量小幅度增加． ４结束语 通过对长白山地区森林生态系统对气候变化的 响应得出，气候增暖，该区温带针阔混交林地区的地 带性植被阔叶红松林中阔叶树的比重增加，群落将 以阔叶树占主导，且气候增暖越多变化趋势越明显； 降水影响各个树种的生物量大小，但是不改变群落 的树种组成．气候增暖，云冷杉林带群落中出现了红 松阔叶林带的树种，并且温度增加的幅度越大，下部 红松阔叶林带的树种在群落中占的比例越多，表明 气候增暖林线上移，且上移的幅度决定于温度增加 的幅度．气候增暖的基础上考虑降水变化，无论是降 水减少，还是降水增加，都对该林区森林群落中各个 树种生物量以及森林群落总生物量没有太大影响， 但阔叶红松林和云冷杉林最终的演替趋势与增暖情 景下的演替趋势一致，所以温度是影响该地区森林 的主要气候因子，降水对森林影响不大，且随着海拔 升高，影响越小． 参考文献： ［１］Ｂａｚｚａｚ ＦＡ．Ｐｌａｎｔｓ ｉｎ Ｃｈａｎｇｉｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ：Ｌｉｎｋｉｎｇ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｉｇ． ｃａｌ Ｐｏｐｕｌｍｉｏｎ，ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｅｃｏｌｏｇｙ［Ｍ］．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ：Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕ— ｎｉｖｅｒｓｉ￣Ｐｒｅｓｓ，１９９６． ［２］Ｉｎｔｅｒｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｌ Ｐａｎｅｌ Ｏｎ Ｃｌｉｍａｔｅ Ｃｈａｎｇｅ（ＩＰＣＣ）．Ｃｌｉｍａｔｅ Ｃｈｎａｇｅ １９９５：Ｔｈｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ｏｆ Ｃｌｉｍａｔｅ Ｃｈａｎｇｅ［Ｍ］．Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ：Ｃａｍ． ｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ＰＩ＇Ｇ￣８，１９９６． ［３］韩淑云．气候变化对人类现实生活的影响［Ｊ］．城市与减灾， ２００５（１）． ［４］刘惠民，邓惠平．全球气候变化影响研究进展［Ｊ］．安徽师范 大学学报，１９９９，２２（４）． （责任编辑：王前） －４９・
