气候变化与森林生态系统

作者:佚名    文章来源:云南省农业气象与卫星遥感应用中心    点击数:    更新时间:2007-9-25

 

 

 

  全球变暖是目前全球环境研究的一个主要议题。根据对100多份全球变化资料的系统分析,发现全球平均温度已升高0.3~0.6℃。其中11个最暖的年份发生在80年代中期以后,因而全球变暖是一个毋庸置疑的事实。我国的情况,在近百年来气候也不断变暖,平均气温上升了0.4-0.5℃,以冬季和西北、华北、东北最为明显。1985年以来,我国已连续出现16个大范围暖冬。降水自50年代以后逐渐减少,华北地区出现了暖干化趋势。据研究显示,今后中国气候将继续变暖。到2020-2030年,全国平均气温将上升1.7℃。到2050年,全国平均气温将上升2.2℃。我国气候变暖的幅度由南向北增加。不少地区降水出现增加趋势,但由于气温升高导致蒸发增大,因此华北和东北南部等地区将出现继续变干的趋势。

 

  森林生态系统作为陆地生态系统的主体,是陆地上面积最大、分布最广、组成结构最复杂、物质资源最丰富的生态系统,它也是自然界功能最完善的资源库、生物基因库,水、碳、养分及能源储存调节库,对改善生态环境,维护生态平衡具有不可替代的作用。而且,某一地区广泛分布的树种对该地区的气候具有指示意义。如北方针叶林区是寒冷气候(高海拔)的象征,温带森林分布在冬季冷而夏季炎热潮湿的地区,热带雨林地区则终年高温、雨量丰沛。

 

  森林虽仅占陆地1/3的面积,但森林的年生长量却占全部陆地植物年生长量的65%,因此,森林不仅是陆地生态系统的主体,而且是人类的一个巨大的可再生自然资源库。同时,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。森林的固碳作用十分显著,森林每生产10吨干物质,便可吸收16吨二氧化碳,森林碳储量占陆地生态系统碳储量的90%。据调查,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。目前,大气中二氧化碳的含量在不断增加,致使全球气候变暖,而森林是一个重要的碳汇,因此它对抑制气候变化起到重要作用。日前,国家林业局植树造林司司长魏殿生还在召开的“造林绿化与气候变化”研讨会上表示,我国林业的快速发展,为减缓全球气候变暖作出了巨大贡献。

 

  气候变化会导致光照、热量、水分、风速等气候要素的量值和时空分布发生变化,因而势必对生态系统和自然环境产生全方位、多层次的影响。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。目前,我国科学家已经开展了大量气候变化与森林生态系统关系的研究;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,在天然林保护工程建设区内建成了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。

 

    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。

 

  气候变化后森林第一性生产力也会发生变化。就中国而言,它的地理分布格局没有发生显著变化,但森林生长率和产量呈现不同程度的增加。在热带、亚热带地区,森林生产力将增加1%~2%,暖温带增加2%左右,温带增加5%~6%,寒温带增加10%。我国主要用材树种生产力增加的顺序(从大到小)为:兴安落叶松-红松-油松-云南松-马尾松和杉木。增加幅度为1%~10%。

 

    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。

 

  气候变化将使森林分布格局发生变化。有关专家利用模型模拟了不同气候情景下中国森林分布的变化,发现构成东北林区主体的北方潮湿森林的面积将大幅度减少,位置明显西移;而构成西南林区的北方雨林和冷温带雨林的面积将增加,但采伐利用区的面积将缩小,高度增加,使用难度加大。中国森林的高脆弱区约占中国森林面积的7.6%~18%,其最大可能分布于中国的西南、华中或华南等地,这些地区将是全球气候变化对中国森林影响最大的地区。除此之外,气候变化将导致森林火灾和病虫害发生频率增加。南美巴西亚马孙河流是热带雨林存贮量最多的地区,故俗称为地球之肺,但2003年3月初,在巴塞卢斯地区由于雷电引起的森林大火在无情地吞噬着大片林地;据卫星观测显示,在这一地区方圆三千平方公里的范围内,有数十条火龙,在大风的助威下向前方推进,并已经危及到了一些土族居住区,使“地球之肺”受到了巨大损失。中国国家林业局森防总站近日发布的最新消息,截止6月底,2002年上半年我国森林病虫害发生面积775万公顷,同比增长19.77%,主要是由于连续几年的暖冬,加上今年夏季以来北方的干旱和南方的多雨,这些气象因素都是导致病虫害多发的直接原因。 

 

  大范围的森林砍伐能够导致降水的巨大变化,使土地荒漠化。如南美洲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。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。从上述可以看出,我国西北地区恢复林草建设的举措对气候环境有十分重要的意义。

 

  气候变化会对森林生态系统产生影响,森林生态系统同样也可以调节气候,很好地调节生物与生物、生物与无机环境之间的关系,使之达到新的平衡状态。在此调节过程中,森林发挥着涵养水源、保持水土、净化空气、减少风沙、调节气候、保护环境的作用。了解和研究气候变化与森林生态系统之间的相互关系,趋利避害,对实现生态环境保护和经济的可持续发展有重要的现实意义。




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