全球气候变化对阔叶红松林潜在地理分布气候、地形等因子的影响
气候因子与地带性植被的生长发展关系密切,气候变化及降水分布将直接或间接影响地表植被的分布。气候变化将直接影响到植被的生长过程,研究树木生长与气候因子关系的地域性特征,有利于在本质上分析气候变化与植被分布关系,并预测气候变化下植物区域的动态变化格局。
一、阔叶红松林植被及分布地区分析
阔叶红松林树种资源非常丰富,其主要成林树种是红松,与其他针阔叶树种如紫椴、水曲柳等形成针阔混交林,是东北地区东部山区一种典型的地带性植被,也属于第四纪冰川期后保存完好的原始裸子植物群落,主要分布在长白山、张广才岭、小兴安岭等地。历史上该地曾遭受过度采伐,因此使得阔叶红松林受到严重破坏,该树种的分布面积也急剧缩小。为了促进阔叶红松林生态恢复及可持续生长,应积极研究其在气候变化情况下的潜在分布区,这是一个必要而重要的研究课题。对于阔叶红松林的地理分布研究还只局限在单一树种中,这并不能直接代替该树种群落的分布区域,而且研究也仅仅讨论了少数影响环境因子。应选取阔叶红松林的几种主要建群树种作为实验研究对象,分析出决定该树种地理分布的主要气候与地形因子。
二、全球气候变化对阔叶红松林潜在地理分布气候、地形等因子的影响
(一)确定研究区域
阔叶红松林主要分布地区是我国东北地区,东北地区处于亚欧东缘,包括黑吉辽三省及内蒙古自治区东部四市,南北长1600多千米,东西宽1400多千米,南部与黄海与渤海相邻。
(二)分析树种地理分布的地形、气候等因子影响
将Maxent模型运行后能输出4类树种潜在分布区,并借助Reclassy工具划分分布等级,由此得到阔叶红松林的分布图,详情如图1所示。该树种高度适宜分布区主要是长白山与小兴安岭,低度适宜分布区主要是东北地区的东南面,其中高度适宜区面积占总研究区总面积的11.69%,低度适宜区面积占比23%,不适宜区面积占总面积65.31%。
从WorldClim数据库中收集气候基准数据,从ArcGIS10.0平台提取东北地区的19个气候因子,对东亚及中国地区气候模拟效果最好的两种大气环流模式是ECHAM4及HadCM2,本文使用大气环流模型HadCM模拟,其版本是HadCM3。实验中三种排放场景分别代表了碳排放高速增长(SRES-A2)、中速增长(SRES-A1B)及低速增长(SRES-B1),A2场景表示非均衡世界:各地区生产力方式趋同非常缓慢,人口持续增长,经济发展面向区域;A1代表的世界是:经济增长迅速,并在本世纪中叶出现全球人口峰值,迅速引进新的更高效技
术,A1B是A1情景的划分,是能源使用比较平衡的类型;B1描述了趋同的世界,全球人口数量与A1相同,但是经济结构快速向服务与信息经济方向调整,积极引进清洁资源及高效技术。借助基准环境数据与物种分布数据构建的模型,能得出较好的预测效果,可以得出阔叶红松林在3种气候情景下的预测分布图。在A2、A1B、B1气候情景下,阔叶红松林高度适宜区主要是长白山自然保护区与小兴安岭部分地区,该植被的分布南界与北界逐渐向北移动,处于A2、A1B气候情景时的2080年特别明显。在A2气候情景下,阔叶红松林高度适宜区面积呈现出波动不定,从原来的11.69%突然减少到2020年4.77%,并在2050年增加到5.66%,之后再2080年又减少到0.60%,其低度适宜区面积则从2000年23%表现出增加趋势,到2080年为37.18%。在B1气候情景下,阔叶红松林高度适宜区面积呈现先增后减少的趋势,从11.69%增长到2020年13.14%,在2050年纪2080年面积分别降到6.81%与4.36%,该树种低度适宜区面积从2000年到2020年几乎无变化,在2050年增加到30.10,之后保持稳定。
三、結语
阔叶红松林目前主要分布在长白山与小兴安岭地区,但是在与文中其中气候情景下的阔叶红松林预测分布地区具有较大差异,该物种在几种气候情景下分布界线北移、高度适宜分布区面积减小,更集中分布在长白山自然保护区。由此也能分析出气候变化越严重,对阔叶红松林分布影响也越大,对此应积极保护环境来改善气候,保护阔叶红松林的可持续存在于生长。