未来气候变化会影响森林群落组成、物种分布以及生物多样性,给森林生产力和固碳潜力带来许多不确定性,并为可持续性森林管理带来挑战。中国亚热带森林目前正处于快速恢复期和生长期,有望在缓解区域和全球气候变化方面发挥重要作用。对亚热带森林如何响应未来气候变化做出系统性评估,将有助于制定应对气候变化的森林管理措施,对森林可持续健康发展具有重要意义。本研究利用森林景观动态模型LANDIS-Ⅱ,模拟了湖南省桑植县亚热带山地森林在两种气候变化情景(RCP4.5和RCP8.5)和当前气候情景下,300年演替过程中的物种动态和碳动态,根据模拟结果及分析提出了应对未来气候变化的五种森林管理措施,并对管理措施如何缓解未来气候变化对森林的影响进行了系统性评估。本研究主要结果如下:(1)未来气候变化会显著影响桑植县森林群落组成,主要表现为对群落物种生物量的影响。其中,气候变化对群落中优势度高的物种生物量影响较小,对优势度低的物种生物量影响较大。不同海拔森林群落组成对气候变化的响应差异较大。其中,低海拔森林群落对剧烈气候变化的响应最为敏感,群落组成表现出单一化趋势。气候变化会影响大多数植物物种的分布丰度,并迫使物种的分布范围收缩,使物种的分布重心向中、高海拔区域偏移,偏移的同时伴随着生物量的降低。主要原因是气候变化导致环境条件发生改变,致使不同海拔生境适宜性发生变化,改变了种间竞争关系。其中,气候变化降低了物种在低海拔区域的定居概率,提高了物种在高海拔区域的定居概率。但是,光皮桦、黄丹木姜子和野漆等喜暖树种表现出对气候变化良好的适应性,在对气候变化敏感的低海拔区域扩张了其分布范围。(2)桑植县森林净初级生产力(NPP)在模拟演替的前70年快速增加到6 Mg C ha-1 yr1,植物碳库以1.91 Mg C ha-1 yr-1的速率增长,表现出强大的植物固碳能力。净生态系统碳交换(NEE)则最高增长到3 Mg C ha-1 yr-1,体现出亚热带森林强大的碳汇功能。演替前期,NPP和NEE的快速增长主要是受演替和植物自然生长的影响,气候变化的影响在演替的中、后期开始显现。气候变化对森林植物碳库、土壤碳库、碎屑碳库以及生态系统总碳储量均有显著影响。其中,适中的气候变化会增加土壤碳库和碎屑碳库,但会降低植物碳库,最终导致森林生态系统总碳储量的增加;剧烈的气候变化则会降低植物碳库、碎屑碳库和土壤碳库,最终会严重降低森林生态系统总碳储量。气候变化对植物碳库的影响具有海拔梯度效应:低海拔森林植物碳库显著减少,随着海拔的升高,气候变化对植物碳库的负影响逐渐转变为正影响,在高海拔区域促进植物固碳。相较于低海拔区域,高海拔森林的碎屑碳库和土壤碳库对剧烈的气候变化更加敏感。(3)单纯减少砍伐面积和砍伐强度的管理措施不能有效缓解气候变化对森林的影响,除了能因减少砍伐而保留较多的地上生物量(AGB)以外,对森林地上净初级生产力(ANPP)、土壤碳库、碎屑碳库和森林生态系统总碳储量的提升效果微弱,对物种丰富度和森林复杂度的提升较小,反而会使森林老龄化加剧而影响森林更新。单纯增加砍伐面积和砍伐强度的管理措施不但不能缓解气候变化对森林的影响,反而会降低森林生态系统总碳储量,对植物碳库、土壤碳库和碎屑碳库都有不利影响,即使提高了森林的更新能力,但是对森林ANPP的提升并不明显。在低海拔区域种植喜暖树种的措施能较好地缓解剧烈气候变化对森林ANPP、土壤碳库及森林生态系统总碳储量的影响,也能一定程度提升物种丰富度和森林复杂度。其中,在中、高海拔保护林地的疏林措施对物种组成和年龄结构的影响较小,但以微弱降低AGB为代价增加了林木采伐量;在中、高海拔保护林地增加疏林措施的同时,增加低海拔人工林地的砍伐面积,能够在有效缓解气候变化对森林影响的前提下,增加林木采伐量。本研究发现气候变化对森林生态系统的影响随海拔梯度的不同而具有明显的差异。受气候变化的影响,大多数物种在低海拔区域的定居受到限制,是低海拔森林生物量减少的主要原因。而光皮桦等喜暖树种可以较好适应气候变化情景下的低海拔环境。基于这些发现,便可以依据不同的管理目的制定相应的管理措施。对不同管理措施的系统性评估表明,考虑了海拔格局和物种动态的气候适应性管理措施能较为有效的缓解气候变化对森林碳库和群落动态的影响。