地理資源所揭示未來氣候變化對我國南方森林的影響

2020-11-27 中國科學院

　　全球氣候變暖對陸地生態系統尤其是森林生態系統有著重要的影響，氣溫升高、輻射強迫的增強將顯著改變森林生態系統的結構和功能。南方紅壤丘陵區作為我國森林尤其是人工林的重要組成部分，對氣候變化的響應日益強烈。為了探究我國南方森林對未來氣候變化的響應機制，降低未來氣候變化可能帶來的損失，有必要模擬與預測不同樹種、不同森林類型在不同氣候情景下森林分布及森林地上生物量(AGB)的變化。

　　中國科學院地理科學與資源研究所研究員戴爾阜及其團隊採用最新的3種典型濃度排放路徑氣候情景預估數據(RCP2.6、RCP4.5以及RCP8.5)和一個控制情景數據，應用生態系統過程模型PnET-II和森林景觀動態模型LANDIS-II模擬了2010-2100年江西省泰和縣森林分布及森林地上生物量變化，探究樹種、森林類型和森林景觀對未來氣候變化的響應差異。

　　研究發現了未來氣候變化將顯著影響泰和縣森林空間分布格局，其中常綠闊葉林面積將逐漸增大，在未來演替過程中將侵佔人工杉木林。同時，在未來氣候情景下森林地上生物量呈現先增加後降低的變化趨勢，到2100年森林總地上生物量在RCP4.5情景下達到最高值，表明該情景下的氣候條件可能更有益於該區域樹種的生長與建立。儘管森林地上生物量的空間格局在各個氣候情景下較為一致，但不同樹種、不同森林類型之間在總量上仍存在較大差異。

　　研究結果表明氣候變化對研究區森林的影響體現在不同的空間尺度上（樹種-森林類型-森林景觀），主要表現為影響樹種地表淨初級生產力(ANPP)、樹種建立可能性(SEP)、森林空間分布及森林地上生物量(AGB)。不同樹種和森林類型對未來氣候變化的響應差異主要來自於不同樹種對生態因子耐受範圍的差異，過度的增溫將不利於針葉樹種以及一些落葉闊葉樹種的生長與建立。在未來氣候變暖的情景下，常綠闊葉林比人工針葉林顯示出更強的適應能力。論文研究結果可為提升和優化我國南方紅壤丘陵區森林結構和功能、開展可持續森林管理提供科學建議。

　　該研究獲得了國家重點基礎研究發展計劃項目、國家自然科學基金、國家科技支撐計劃項目的支持。

　　該研究成果發表在Global Change Biology 期刊 (Dai EF, Wu Z, Ge QS, Xi WM, Wang XF. (2016). Predicting the responses of forest distribution and aboveground biomass to climate change under RCP scenarios in southern China. Global Change Biology, 22:3642-3661, doi:10.1111/gcb.13307)。

　　論文連結

　　全球氣候變暖對陸地生態系統尤其是森林生態系統有著重要的影響，氣溫升高、輻射強迫的增強將顯著改變森林生態系統的結構和功能。南方紅壤丘陵區作為我國森林尤其是人工林的重要組成部分，對氣候變化的響應日益強烈。為了探究我國南方森林對未來氣候變化的響應機制，降低未來氣候變化可能帶來的損失，有必要模擬與預測不同樹種、不同森林類型在不同氣候情景下森林分布及森林地上生物量(AGB)的變化。
　　中國科學院地理科學與資源研究所研究員戴爾阜及其團隊採用最新的3種典型濃度排放路徑氣候情景預估數據(RCP2.6、RCP4.5以及RCP8.5)和一個控制情景數據，應用生態系統過程模型PnET-II和森林景觀動態模型LANDIS-II模擬了2010-2100年江西省泰和縣森林分布及森林地上生物量變化，探究樹種、森林類型和森林景觀對未來氣候變化的響應差異。
　　研究發現了未來氣候變化將顯著影響泰和縣森林空間分布格局，其中常綠闊葉林面積將逐漸增大，在未來演替過程中將侵佔人工杉木林。同時，在未來氣候情景下森林地上生物量呈現先增加後降低的變化趨勢，到2100年森林總地上生物量在RCP4.5情景下達到最高值，表明該情景下的氣候條件可能更有益於該區域樹種的生長與建立。儘管森林地上生物量的空間格局在各個氣候情景下較為一致，但不同樹種、不同森林類型之間在總量上仍存在較大差異。
　　研究結果表明氣候變化對研究區森林的影響體現在不同的空間尺度上（樹種-森林類型-森林景觀），主要表現為影響樹種地表淨初級生產力(ANPP)、樹種建立可能性(SEP)、森林空間分布及森林地上生物量(AGB)。不同樹種和森林類型對未來氣候變化的響應差異主要來自於不同樹種對生態因子耐受範圍的差異，過度的增溫將不利於針葉樹種以及一些落葉闊葉樹種的生長與建立。在未來氣候變暖的情景下，常綠闊葉林比人工針葉林顯示出更強的適應能力。論文研究結果可為提升和優化我國南方紅壤丘陵區森林結構和功能、開展可持續森林管理提供科學建議。
　　該研究獲得了國家重點基礎研究發展計劃項目、國家自然科學基金、國家科技支撐計劃項目的支持。
　　該研究成果發表在Global Change Biology 期刊 (Dai EF, Wu Z, Ge QS, Xi WM, Wang XF. (2016). Predicting the responses of forest distribution and aboveground biomass to climate change under RCP scenarios in southern China. Global Change Biology, 22:3642-3661, doi:10.1111/gcb.13307)。
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