论文部分内容阅读
森林生物量是陆地生态系统中最重要的碳库,通过增加森林生物量固定大气中的二氧化碳是缓解全球气候变化的重要措施。然而,各种自然或人为干扰,如气候变化、森林采伐、林火等,会影响森林生物量。因此,关于各种干扰对森林生物量影响机制的研究越来越受到国内外相关学者的重视,成为了全球的一个研究热点。
小兴安岭是我国重要的木材生产基地,长期过度采伐严重地影响了森林结构和生物量。同时,小兴安岭地处温带和寒温带的过渡地带,森林生态系统受气候变化影响显著。另外,由于我国实施严格的灭火政策,小兴安岭林区的火状态发生了变化。本文采用新一代的空间直观景观模型LANDIS7.0PRO,模拟了气候变化、空间干扰(采伐和林火)在景观尺度上对该地区的森林生物量和主要树种生物量的影响。
通过对单个干扰的模拟,我们分别分析了采伐、林火和气候变化对森林生物量以及树种生物量的绝对影响程度;通过多因素方差分析,进一步获得各种干扰对生物量的相对影响程度,从而确定在森林的不同演替阶段对森林生物量和组成影响最大的干扰。以下是本文的主要结论:
(1)模拟前100年(2000-2100年),森林采伐是对森林生物量影响最大的干扰,使森林生物量降低,其次是林火,也导致森林生物量降低,气候变化的影响最弱;模拟后100年,林火对森林生物量的影响程度增强,在2150年时超过采伐。整个模拟期,对森林生物量影响较大的干扰足采伐和林火。为了使森林保持较高的生物量水平,建议在未来短时期内应该继续调整采伐方式或降低采伐强度,并开展积极合理的灭火措施。
(2)模拟前100年,对树种生物量影响最大的干扰是采伐,促进针叶树种红松、云杉、冷杉和落叶松生物量的增加,促进保护树种紫椴生物量的增加,降低阔叶树种枫桦生物量。模拟后100年,对针叶树种红松、云杉、落叶松、阔叶树种紫椴和先锋树种山杨生物量影响最大的干扰是林火,降低针叶树种生物量和保护树种紫椴生物量;对针叶树种冷杉、阔叶树种枫桦和先锋树种白桦影响最大的干扰是气候变化,气候变化降低冷杉和白桦生物量,增加枫桦生物量。在整个模拟期,采伐始终是影响保护树种水曲柳最大的干扰,表现为促进其生物量增加;气候变化足对阔叶树种春榆生物量影响最大的干扰,促进其生物量增加。
(3)通过采伐对树种生物量影响的模拟结果,可知当前的采伐模式能促进红松、紫椴等国家保护树种的增加,有助于地带性植被的恢复。从长期看,未来气候条件下树种定居能力的改变会影响森林树种组成,表现为降低云杉、冷杉和落叶松的比例,增加红松及其伴生阔叶树种枫桦和春榆的比例。