祁连山青海云杉树木生长及其对气候变化的响应

来源 :中国林业科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:pyking2003
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
当前全球气候变化已引起人们的高度关注,特别是气候变化背景下敏感地区生态系统的应对策略更是近年来的关注热点。干旱半干旱地区山地森林生态系统对气候变化具有高度的敏感性,且深刻的影响着区域乃至全球碳水循环和能量流动。上世纪八十年代以来,全球气温急剧增加,显著改变了半干旱树木生长,且不同区域、不同海拔及林分内部树木生长对迅速增温的响应存在很大差异;同时,2000年以来的增温趋缓现象使得半干旱地区树木生长对气候变化的响应更加复杂多样,但其被大多数研究所忽略。探寻迅速增温和增温趋缓背景下,半干旱地区不同区域、不同海拔及林分内部树木生长的变化及其内在机理对深入理解气候变化的影响和可持续森林管理具有重要意义。位于中国西北半干旱地区的祁连山脉覆盖着大量森林,该地区对气候变化敏感且区域差异显著,为研究迅速增温和增温趋缓对树木生长的影响提供了天然试验场。本研究在祁连山东段、中段和西段沿青海云杉(Picea crassifolia Kom.)垂直分布带共布设了20个样地,通过全样地取样的方法获取1006株树的树芯样本,利用年轮宽度资料和样地调查资料,并结合当地生物量计算公式计算出逐年生物量。在此基础上,从不同区域、不同海拔梯度、不同优势度和不同年龄组四个方面出发,系统的探讨了树木生长在增迅速增温期和增温趋缓期的生长差异,并进一步量化了影响树木生长的主导气候要素。在祁连山青海云杉分布区,通过对不同区域、不同海拔梯度、不同优势度和不同年龄组树木生长趋势的分析发现:在迅速增温期祁连山地区青海云杉均受到干旱胁迫的影响,树木生长呈下降趋势;增温趋缓后干旱胁迫得到缓解,树木生长均恢复增加趋势。尽管祁连山地区树木生长变化趋势一致,但不同立地条件和林分内部树木生长速率及其受气候要素的影响程度存在很大的差异。在不同区域,气候相对干燥的中段和西段树木生长对干旱胁迫的抵抗力弱于东段,干旱缓解后中段和西段树木恢复力大于东段。气候变化主导了中段和西段树木生长的变化趋势,贡献率均大于50%;然而气候变化对东段树木生长的贡献率仅为33.5%。不同时段,主导气候因子存在差异:迅速增温期,祁连山东段树木生长下降趋势的主要贡献因子为温度,而祁连山中段和西段树木生长下降则受到温度和SPEI(标准化降水蒸散发指数)的共同影响;增温趋缓期,SPEI变化主导了树木生长的恢复趋势,其贡献率从东段到西段逐渐增大。同时,林分水平与个体水平树木生长对气候变化的响应基本一致。在不同海拔梯度,总体表现为高海拔(3200m–3300m)的树木生长抵抗力和恢复力均大于中低海拔(2600m–3100m)。中低海拔2600m–3100m树木生长受气候变化的影响更加强烈,气候变化对树木生长速率的贡献率较高,介于48.9%–76.9%,而对高海拔3200m–3300m树木生长贡献率较低,仅为35.9%–45.0%。温度是迅速增温期各海拔梯度树木生长下降的主要贡献要素,对海拔2600m–3200m树木下降趋势的影响大于上林线3300m。SPEI是增温趋缓期海拔2600m–3200m树木生长恢复的主要贡献因子,而温度则是该时段3300m树木生长增加趋势的主要贡献因子。同时,林分水平与个体水平树木生长对气候变化的响应基本一致。优势木层和亚优势木层对干旱胁迫的抵抗力小于中等木层和被压木层;干旱胁迫得到缓解后优势木层和亚优势木层恢复力大于中等木层和被压木层。关键气候因子对优势木层和亚优势木层树木生长速率的贡献率较高(49.3%–59.4%),而对中等木层和被压木层树木生长速率的贡献率较低(10%–46.9%)。迅速增温期,温度是不同冠层树木生长下降的主要贡献因素,且优势木层和亚优势木层受温度的影响大于中等木层和被压木层;增温趋缓期,SPEI是树木生长恢复的主要贡献因素,且优势木层和亚优势木层受SPEI的影响大于中等木层和被压木层。大龄树对干旱的抵抗力和恢复力均弱于小龄树和中龄树。关键气候因子对不同年龄组树木生长的贡献介于62.0%–87.2%。不同年龄组树木对主要影响要素的响应差异较小,温度是迅速增温期各年龄组树木生长呈下降趋势的主要贡献因子,解释了不同林龄树木生长的49%左右;SPEI是增温趋缓期树木生长恢复增加趋势的主要贡献因子,对小龄树、中龄树和大龄树的贡献介于75.6%–86.6%。构建了祁连山青海云杉树木生长对气候变化的响应模型,该模型综合考虑了树木生长与温度、降水、SPEI的非线性关系,基于此模型分析了未来气候情景下树木生长趋势,发现随增温加剧树木生长呈更加显著的下降趋势,且相对干旱的地区树木生长下降速率更快。本研究结果揭示了西北干旱半干旱典型森林区树木生长对迅速增温和增温趋缓的响应差异,为气候变化对该地区森林生长动态的影响研究奠定了基础,对深入理解气候变化的影响和可持续森林管理具有重要意义。
其他文献
核桃(Juglans regia L.)作为最重要的经济树种和木本油料树种,被广泛种植于世界各地,而且中国核桃产量位居世界第一。随之而来的核桃园区灌溉用水问题日益突显。目前,华北低山丘陵区核桃园区的水分管理技术比较粗放,普遍存在灌溉时机不适宜、灌水量过大等问题,从而导致水资源浪费。解决问题的关键之一就是及时准确地诊断预报核桃园区的土壤水分状况以及植物水分亏缺程度。利用红外热成像技术可以实现冠层温度
自然保护区是生物多样性保护的关键区域,是保护生态安全的重点功能区域。气候变化对生物多样性的影响正在推动着自然保护区管理方式的改变。开展自然保护区管理有效性评估的目的是为了促进其在变化的环境中优化管理,有效配置资源,提升自然保护区价值。生物多样性公约(Convention of Bilogical Diversity,CBD)第十次缔约国会议明确提出了“把减缓和适应气候变化纳入自然保护区管理有效性评
互利关系对生态系统服务和功能有十分重要的作用,以蜜露为纽带,蚂蚁Formicidae与半翅目Hemiptera昆虫的互利关系是研究物种间正相互作用的经典模式系统之一。本研究主要以蚂蚁-紫胶虫Kerria spp.互利关系为对象,以西南山区紫胶苗木、紫胶成熟纯林和紫胶-砂仁混农林等不同土地利用方式为研究系统,探究蚂蚁-紫胶虫互利关系和寄主植物之间的耦合作用导致的上行效应和下行效应对系统中植物适合度和
脑卒中俗称中风,是指由于脑血管疾病发作造成脑供血动脉狭窄或闭塞,或非外伤性的脑实质出血,并引起相应临床症状和体征[1],具有高发病率、致残率、病死率、复发率和经济负担重五大特点[2]。依赖性是一种复杂的综合性状态,广泛存在于政治、经济等多个领域[3]。护理依赖性是患者依赖性的衍生物,任何人都可能面临疾病或者残疾,即个体存在自护缺陷的一种状态,它可以是一个临时的、长期或者永久的状态[4]。
期刊
生物质能作为继煤炭、石油、天然气之后的第四大能源,直接或间接来源于植物的光合作用,是一个潜力巨大的宝藏。生物质是生物质能的载体。杨树(Populus)作为世界范围内种植最广的速生丰产树种,与芒草(Miscanthus)、柳枝稷(Panicum virgatum)和桉树(Eucalyptus)等富含木质纤维素的植物被视为第二代生物质能源发展的方向。对于木质纤维生物质的预处理过程能耗高,会造成严重的环
绿洲外围荒漠区是绿洲边缘重要的生态屏障,对此区域开展研究对于保护绿洲环境、维持区域生态安全具有重要意义。植被是联结土壤、大气和水分等要素的自然纽带,在环境和全球变化研究中起着指示器的作用。了解植被时空格局及其形成机制是区域植物资源保护和利用、退化植被恢复与重建的基础。表征地表植被覆盖和植被生长状况的敏感度度量参数NDVI指数,是公认的用于定量表征植被生长状态及植被覆盖度的最佳因子,虽然国内外学者提
黄樟Cinnamomum porrectum(Roxb.)Kosterm为樟科樟属常绿乔木,其叶中富含精油,叶精油中萜类成分复杂多样,是一种重要的天然精油植物。至今为止,我国黄樟叶精油含量、成分和变化规律均不明确,叶精油中重要萜类物质生物合成相关研究未见报道,直接制约了黄樟精油优良性状的遗传改良和叶精油中重要成分的开发利用。本研究对我国主要分布区黄樟叶精油含量和化学成分进行研究,解析了我国黄樟叶精
山茶属植物(Camellia spp.)是我国经济林作物开发与利用的重要种质资源,也是我国南方地区尤其是西南地区脱贫攻坚主推木本经济作物。长期以来,培育专家在油茶等山茶属植物优良品种选育及推广方面开展了大量工作,一系列高产、高品质品种不断被选育并广泛种植,为农户带来可观经济效益。但是近年来,以茶籽象(Curculio chinensis)为代表的虫害造成部分种植区山茶属植物大量减产的情况不断出现,
功能化应用是实现木材高附加值利用的有效途径,渗透性问题是实现木材功能化应用的主要难点。高场强微波处理可以明显改善木材的渗透性,但关于高场强微波处理过程中微波场与木材的耦合机理研究尚未明确,导致在产业化设备生产中需要反复的工艺摸索,增加了生产工作量。本文以人工林樟子松为处理对象,以樟子松试材的介电特性为研究基础,探讨樟子松处理材反应腔的设计原理,开展高场强微波处理时木材的耦合机理以及其电磁场与温度场
栎属(Quercus L.)普遍存在种间自然杂交和基因渐渗现象。对栎属渐渗现象进行研究,有助于揭示栎属物种形成、局部适应等进化事件的机理。栎属树种在秦岭山地表现初典型的还把替代分布特征,本研究分别在秦岭的西部小陇山国家级自然保护区、秦岭中段太白山国家级自然保护区、秦岭东部河南宝天曼国家级自然保护区按100 m海拔间隔进行取样,包括白栎组物种[辽东栎(Quercus wutaishansea Mar