气候变化对我国红松要地理分布影响的研究

在红松林地理分布规律研究的基础上,应用地理信息系统ＩＤＲＩＳＩ和专门计算机软件－生态信息系统ＧＲＥＥＮ,找出适宜红松林分布的地理气候参数区间,并以此确定了红松式适宜分布区,在此基础上,根据全球气候预测模型ＧＣＭ。预测的２０３０年的气候变化结果,就气候变化对我国红松林地理分布的影响进行了预测。结果表明：到２０３０年的气候变化结果,就气候变化对我国红松林地理分布的可能影响进行了预测。结果表明：到２０３     

气候变化对阔叶红松林潜在地理分布区的影响

物种地理分布主要取决于它对气候、地形等环境因子的适应性。基于22个环境因子和阔叶红松林的4类主要建群树种——红松、紫椴、水曲柳和蒙古栎的地理分布数据,采用最大熵模型模拟了阔叶红松林的潜在分布区域,并分析决定阔叶红松林地理分布的主要气候和地形因子,最后利用政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的3种排放场景(SRES-A2、SRES-A1B、SRES-B1)下2020、2050、2080年的气候数据预测阔叶红松林的未来潜在分布区。结果表明:各树种的受试者工作特征曲线下面积(AUC值)都大于0.8,说明模型有很好的预测能力;影响阔叶红松林分布的主导环境因子是年降雨量、季节性降雨量、海拔、年平均温度、最湿季度的平均温度。在基准气候条件下,阔叶红松林的高度适宜分布区主要分布在长白山和小兴安岭地区,占研究区总面积的11.69%,低度适宜区面积、不适宜区面积分别占研究区总面积的23%和65.31%。模型预测结果显示,未来在A2、A1B和B1气候情景下,阔叶红松林高度适宜区的南界与北界都向北移动,其面积有缩减的趋势,而低度适宜区的面积有增加的趋势。     

东北阔叶红松林分布区生态气候适宜性及全球气候变化影响评价

以在植被分布中起重要作用的温度指标(生长度·日,GDD)和水分指标(可能蒸散率,PER)为基础提出温度·水分影响函数f(GDD,PER),评价丁东北阔叶红松林分布区生态气候环境质量即生态气候适宜性．将f(PER,GDD)≥0．70划为阔叶红松林核心分布区;0．35≤f(PER,GDD)＜0．70划为适宜分布区;f(PER,GDD)<0．35划为边缘分布区．东北阔叶红松林分布区面积为39．99km^2,其中核心分布区面积7．13×10^4kg^2,适宜分布区12．27km^2,边缘分布区20．59km^2。同时结合大气环流模式(GISS、OSU)的气候变化情景评价了全球气候变化对东北阔叶红松林分布区生态气候适宜性的影响．结果表明,于暖化气候条件下东北地区阔叶红松林分布区明显减小,生态适应性显著下降。     

天然红松种群形态特征地理变异的研究

在我国红松天然分布区内,根据纬度和海拔的差异,选取了凉水、小北湖和长白山３个地区具有典型代表性下的天然红松林,进行了形态结构的观测分析。分单株采样,测量了一级枝针叶的长度,球果长度、宽度、每球果含种子数目,种子的重量,树皮的形态。结果表明：红松平均针叶长度在我国分布区风呈现中间长、南北短的趋势。种群内针叶的变异幅度凉山地区最大（０．１４８６）,长白山地我最小（０．１０５６）;种群间针叶长度变异较大     

中国主要五针松群落学特征及其生物量的研究

本文根据现有的文献资料,系统地分析了中国五针松的分布．群落学特征,按不同分布区、不同群落类型探讨了中国五针松的群落生物量和年净生产量及在群落的不同层次上的分布．比较分析了不同分布区五针松的年干物质累积速度（ＮＰ／Ｂ）．结果表明：１１５─１３５ａ生的阔叶红松林群落生物量在９７．０９─１２０．５１ｔ／ｈｍ￣２之间,年净生产量在８．６９８─１０．３４ｔ／ｈｍ￣２．ａ之间,年净生产量长白山山脉沙松、鹅耳枥红松林＞小兴安岭南坡枫桦、水曲柳红松林＞小兴安岭北坡云杉、冷杉红松林;３０─３６ａ生的华山松林群落生物量在７８．７５─９４．７３ｔ／ｈｍ￣２之间,年净生产量在４．９９３─５．５３７ｔ／ｈｍ￣２．ａ之间,年净生产量贵州山地常绿阔叶华山松林＞秦岭中山地阔叶华山松林＞甘肃小陇山针阔叶华山松林．ＮＰ／Ｂ值：长白山山脉的阔叶红松林＞小兴安岭山脉的阔叶红松林;秦岭中山地阔叶华山松林＞甘肃小陇山针阔华山松林＞贵州中山地常绿阔叶华山松林．     

长白山红松阔叶林林冠空隙特征的研究

将林冠空隙干扰作为红松阔叶林动态维持的重要因素,对长白山红松阔叶林林 冠空隙的形成方式、出现频度、分布格局、结构及林冠空隙内形成本的数量、年龄分布、种 群特征等进行了系统分析．结果表明．长白山阔叶红松林多数林冠空隙由双形成本形成, 每个林冠空隙拥有的形成木为２．４４株;林冠空隙形成的速率为０．９２个ｈｍ２·ａ－１,林冠空 隙干扰的间隔期（周转期）为７５１ａ;扩展林冠空隙面积大多在１００～６００ ｍ２之间,其中以 ４００～５００ ｍ２所占比例最大．冠空隙在５０～３５０ ｍ２之间,其中以２００～２５０ ｍ２所占比例最 大;每个形成本所形成的扩展林冠空隙平均面积为 １４１ ８２ ｍ２,形成的冠空隙面积平均为 ６７．６３ ｍ２．     

气候变化情景下祁连圆柏在青海省的适宜分布区预测

祁连圆柏具有良好的水土保持功能,是青海省高寒干旱地区造林绿化的优良乡土树种之一,预测未来气候变化情景下祁连圆柏在青海省的潜在地理分布将为祁连圆柏的经营管理和引种栽培提供理论指导。本研究基于实地调查和资料搜集获得88个有效地理分布样点,利用Maxent模型和ArcGIS空间分析技术对当前气候条件下祁连圆柏在青海省的潜在地理分布进行模拟,综合Jackknife检验和相关系数,分析影响祁连圆柏潜在分布的主导限制因子,同时结合第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的气候模式数据,预测祁连圆柏在3种(SSP126、SSP245、SSP585)气候变化情景下2061—2080年潜在适生区的变化。结果表明:Maxent模型受试者工作特征曲线下面积(AUC)都大于0.92,具有较好的预测能力。在当前气候条件下,祁连圆柏的适宜分布区主要位于青海省东部,总适宜区面积占比为11.2%,影响其地理分布的主导因子是海拔、年均降水量、极端最低温和坡度,累计贡献率为85.9%。未来3种气候情景对祁连圆柏适宜区的影响存在差异,SSP245气候情景的适宜区面积将会缩减,SSP126和SSP585气候情景下则会不同程度地扩张,SSP126气候情景的扩张最明显,其扩张区域主要位于泽库县、河南蒙古族自治县中北部和祁连县东南部地区。在未来3种气候情景下,祁连圆柏适宜分布区逐渐向高海拔地区迁移,但在经纬度方向分布变化较小,适宜区总体稳定。     

未来气候变化对不同国家茶适宜分布区的影响

茶是对气候变化敏感的重要经济作物, 评价全球气候变化对茶分布和生产的影响对相关国家经济发展和茶农的生计至关重要。本研究基于全球858个茶分布点和6个气候因子数据, 利用物种分布模型预测全球茶的潜在适宜分布区及其在2070年的不同温室气体排放情景(RCP2.6和RCP8.5)下的变化。结果表明: 当前茶在五大洲均有适宜分布区, 主要集中在亚洲、非洲和南美洲, 并且最冷季平均温和最暖季降水量主导了茶的分布。预计2070年, 茶的适宜分布区变化在不同的大洲、国家和气候情景间将存在差异。具体来说, 茶的适宜分布区总面积将会减少, 减少的区域主要位于低纬度地区, 而中高纬度地区的适宜分布区将扩张, 由此可能导致茶的适宜分布区向北移动; 重要的产茶国中, 阿根廷、缅甸、越南等茶适宜分布区面积会减少57.8%-95.8%, 而中国和日本的适宜分布面积则会增加2.7%-31.5%。未来全球新增的适宜分布区中, 约有68%的地区土地覆盖类型为自然植被, 因此可能导致新茶树种植园的开垦和自然植被及生物多样性保护产生冲突。     

西南地区红花龙胆分布格局模拟与气候变化影响评价

应用最大熵(MaxEnt)模型,基于230条分布记录及33个气候因子数据,模拟全新世中期(约6000年前)、当前时期(1950—2000年)和未来(2050s、2070s)气候条件下,红花龙胆西南地区的潜在分布范围;结合多元统计分析和ArcGIS空间分析,筛选影响物种分布的关键气候因子,探讨不同分布区对气候变化的敏感性.结果表明: 模型训练集AUC值为0.942,验证集AUC值为0.849,表明模型预测的准确性较高.5个气候因子(7月最高气温、8月最低气温、昼夜温差与年温差比值、7月最低气温和6月最低气温)对模型贡献最大,累计贡献率达59.9%.随未来气候变化,红花龙胆适生区将呈现先减少后增加的变化趋势,在RCP 8.5情景下,至2070s阶段,西南地区红花龙胆适宜生境总面积与当前气候条件相比减少15.0%,但云南境内适生区和高适生区面积较当前分别增加32.8%和32.7%.红花龙胆适宜生长于温暖、湿润的气候条件下,气候变暖明显影响着适宜生境的面积和范围,尤其低海拔分布区对气候变化较敏感,适宜生境退缩严重,而高海拔地区由于降水、温度条件的改善适宜生境有所增加.随着全球气候的变化,未来西南地区红花龙胆主要分布区可能向西迁移,并向更高海拔扩张.     

气候变化下寒露林蛙在中国的潜在地理分布

近几十年来,全球变暖对全球生物多样性及其地理分布产生了重要影响,特别是对气候变化敏感的两栖动物。寒露林蛙(Rana hanluica)是中国特有种,但在濒危物种红色名录中处于无危状态。为了评估寒露林蛙种群的生存现状,掌握该物种在中国的潜在分布区,以及在未来气候变化条件下适宜生境区的变化,本研究利用最大熵(MaxEnt)生态位模型和地理信息系统,对中国未来气候变化情景下(2050和2070年)寒露林蛙的适宜生境区进行识别。基于47个寒露林蛙分布位点和20个典型环境因子,建立了寒露林蛙在当前和未来气候条件下的适宜生境模型,并分析了相关的环境影响因子。结果表明: MaxEnt模型的预测准确度较高,受试者工作曲线面积值达0.993;寒露林蛙在当前气候条件下的潜在适宜生境面积为36.36万km²,潜在地理分布区域主要位于湖南省和贵州省;影响潜在地理分布的主要环境因子为最干月降水量和海拔。在未来2种典型浓度路径的气候情景下(SSP1-2.5和SSP5-8.5),寒露林蛙适宜生境区均出现不同程度的缩减,导致总适宜生境面积呈减少趋势;其高适宜生境向高纬度地区转移,其核心分布区仍以湖南省为主。     

广义模型及分类回归树在物种分布模拟中的应用与比较

比较3个应用较广的模拟物种地理分布模型:广义线性模型(GLM)、广义加法模型(GAM)与分类回归树(CART)对中国树种地理分布模拟的优劣,以提出更为合适的模拟物种地理分布模型,并用于预测气候变化对物种地理分布的影响。3个模型对中国15种树种地理分布的模拟研究表明:除对油松、辽东栎分布的模拟精度稍差外,对其余树种分布的模拟精度均较高,其中以GAM模型最好。结合地理信息系统(GIS),比较分析了这3个模型对青冈、木荷、红松和油松4种树种的地理分布模拟效果,结果亦表明:这3个模型均能很好模拟青冈和木荷的地理分布,而GLM模型对红松分布的模拟结果不太理想,3个模型对油松分布的模拟结果均不甚理想,其中以GLM模型最差。基于3个模型对未来气候变化下青冈与蒙古栎地理分布的预测表明:GLM模型与GAM模型对青冈分布的预测结果较为接近,青冈在未来气候变化情景下向西和向北扩展,而CART模型预测青冈在未来气候变化情景下除有向西、向北扩展趋势外,广东和广西南部的青冈分布区将消失;3个模型均预测蒙古栎在未来气候变化情景下向西扩展,扩展面积的大小为:模型的模拟面积>模型>模型。     

全球气候变化对小兴安岭阔叶红松林影响的动态模拟研究

应用林窗模型(Forest Gap Model)及4种大气环流模式(General Girculation Models,GCMs) CO₂加倍"平衡响应"数值试验结果模拟了小兴安岭阔叶红松林对未来气候变化的动态响应过程.结果表明,在美国高达空间研究实验室(Goddard Institute for Space Studies,简记GISS)和美国俄勒冈州立大学(Oregon State University,简记OSU)GCMs预测的CO₂倍增未来气候情景下,与本底生物量(目前气候条件下)相比,阔叶红松林生物量逐渐升高,目前云冷杉阔叶红松林将逐渐向枫桦、紫椴和裂叶榆阔叶红松林演变;但在普林斯顿大学地球流体动力学实验室(Geophysical Fluid Dynamics Laboratory,Princeton University,简记GFDL)和英国气象局(United Kindom Meteorological Office,简记UKMO)GCMs预测的未来情景下,由于较大幅度的增温,云冷杉红松林将向以蒙古栎、紫椴和裂叶榆为主要树种的阔叶林演变.未来增温速率决定了阔叶红松林未来的演替方向.     

全球气候变化对小兴安岭阔叶红松林影响的动态模拟研究

应用林窗模型（Ｆｏｒｅｓｔ Ｇａｐ Ｍｏｄｅｌ）及４种大气环流模式（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｇｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｓ,ＧＣＭｓ）ＣＯ２加倍“平衡响应”数值试验结果模拟了小兴安岭阔叶红松林对未来气候变化的动态响应过程。结果表明,在美国高达空间研究实验室（Ｇｏｄｄａｒｄ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｆｏｒ Ｓｐａｃｅ Ｓｔｕｄｉｅｓ,简记ＧＩＳＳ）和美国俄勒冈州大学（Ｏｒｅｇｏｎ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒ     

长白山过渡带红松和鱼鳞云杉径向生长对气候因子的响应

利用树轮生态学方法, 研究了长白山阔叶红松林和暗针叶林过渡带优势树种红松(Pinus koraiensis)和鱼鳞云杉(Picea jezoensis var. komarovii)的生长特征及其与气候因子的关系, 以期揭示气候响应关系的种间差异性。结果表明, 红松和鱼鳞云杉年平均径向生长量与生理年龄显著相关, 红松先于鱼鳞云杉达到最大年生长量, 且红松年平均生长速率显著高于鱼鳞云杉(p < 0.001); 红松和鱼鳞云杉对气候的响应存在差异, 红松与7月份的月平均温度和降水显著正相关, 而鱼鳞云杉与5月平均温度显著正相关, 与5月降水显著负相关。响应面分析进一步证实, 红松生长主要与生长季温度和降水相关, 而生长季初期的降水是限制鱼鳞云杉生长的主要原因。全球变暖有利于红松径向生长, 红松种群有向高海拔上升的可能。     

长白山不同针叶树耐阴性的形态适应及内源激素调控

在不同郁闭度的林分内,对红松、红皮云杉、长白落叶松的形态适应性和内源激素水平及其分布状况进行了研究。结果表明,红松耐阴性的形态适应方式主要为促进顶枝生长和增大比叶面积;红皮云杉耐阴性的形态适应方式主要为增加侧枝数量和比叶面积。在弱光条件下,红松顶枝生长旺盛、比叶面积增大与其相应部位内源激素Z含量增加有关;云杉顶叶内源激素ZR含量增加与比叶面积增大有关,侧枝数量增加与分杈部位ABA含量降低有关。3个树种中红松最适合弱光生长.     

长白山森林生态系统腐木生苔藓植物生态分布的DCA排序研究

应用除趋势对应分析（ＤＣＡ）对长白山不同森林类型腐木生苔藓植物分布研究表明,长白山红松阔叶混交林、暗针叶林以及两者之间的过渡林林下腐木生苔藓植物组成明显不同．红松阔叶混交林以尖叶匍灯藓、毛尖羽藓、细枝青藓等为主;过渡林以尖叶匍灯藓、鞭枝疣灯藓、羽藓、腐木藓、塔藓等为主;暗针叶林的以塔藓、钩枝镰刀藓、拟垂枝藓、曲背藓、毛梳藓等为主．暗针叶林林下腐木生苔藓植物发生量最大,物种的多样性也最高．海拔高度和林冠郁闭度是影响长白山森林林下腐木生苔藓植物生态分布的主要因素．     

Occurrence of Pinus sibirica Du Tour in Da Hinggan Mountains

Based on the morphological and anatomical characteristics of vegetative organs,as well as the ecology and geography, Zhao Guang-yi et al. have reported the occurrence of siberian pine(Pinus sibirica) in the Da Hinggan Mountains continuously since 1981, that arouses disputing, The pine cones of the disputing pine were collected in the Mangui Forestry Bureau in the Da Hinggan Mountains, Northeast China, in autumn of 1989. By comparing it with those of Pinus sibirica and P. koraiensis it is proved that the disputing pine in the Da Hinggan Mountains is P. sibirica, but not P. koraiensis. And the 30-year old wrong name of “Mohe Korean Pine” has been corrected. A map showing the distribution of the P. koraiensis and P. sibirica in the DaHinggan Mountains and its adjacent regionswas drawn according to the 10-year investigation.     

长白山红松年轮细胞尺度参数对气候要素的响应

基于长白山低海拔区的红松年轮样本,建立树轮宽度和细胞尺度参数的7个标准年表;选取部分树轮年表与东岗气象站1959-2007年前一年9月到当年9月的月均气温、月均最高气温、月均最低气温、月降水量进行相关分析;并分析1988年气候突变前后红松年轮指数年表与气候要素的关系,结果表明:所建立的7个标准年表中,细胞个数与轮宽年表的相关性最好;降水和气温都是长白山低海拔区红松树木生长的限制因子,但树轮与降水的相关关系略好于气温,主要表现为与前一年9月和当年5、6月降水的相关达显著水平.细胞大小比轮宽能反映出更多气候信息,主要体现在细胞大小年表与当年3月气温和5月降水呈正相关关系,与当年5月气温呈负相关关系;1988年气温发生升高突变后,树轮对气候要素的响应发生了变化,主要表现为细胞大小对气候要素响应的敏感性降低,与气候要素相关的月份有所提前.     

不同二氧化碳浓度条件下红松和长白赤松土壤生化特性研究

以连续5年在生长季以不同浓度CO2(700和500μmol·mol^-1)处理的长白赤松和红松幼苗为研究对象。进行了土壤微生物生物量C、纤维素分解月动态以及过氧化氢酶活性动态研究．结果表明,在秋季。红松和长白赤松土壤微生物生物量C在不同浓度CO2处理箱的大小顺序均为：对照箱>500μmol·mol^-1箱>700μmol·mol^-1箱;红松和长白赤松土壤5和10cm层在不同浓度CO2处理下,其纤维素分解强度的月动态均表现出一定的规律性,且各处理之间在每个月份中也表现出一定的规律性;在生长季,红松和长白赤松土壤纤维素分解强度在5和10cm层均表现为500μmol·mol^-1 CO2处理下较700μmol·mol^-1 CO2处理下高;红松和长白赤松土壤过氧化氢酶活性在不同浓度CO2处理之间均表现出一定的规律性。且各处理的月动态变化也呈现出一定的规律性