氣候變化與人為干擾對小興安嶺闊葉紅松林樹種組成和結構的影響
發(fā)布時間:2021-11-15 05:06
小興安嶺闊葉紅松林位于我國東北溫帶森林區(qū),半個世紀以來為國家建設提供了大量的木材。長期過量的采伐嚴重降低了闊葉紅松林的質量,大部分闊葉紅松林退化為過伐林、次生楊樺林。由于人類對紅松松籽的采食,加之紅松的天然更新較差,導致其優(yōu)勢度急劇下降。恢復紅松的優(yōu)勢地位是當前東北地區(qū)溫帶森林管理的重要目標。為了恢復闊葉紅松林、增加森林蓄積量,國家林業(yè)局先后于1998年實施了天然林資源保護工程、于2015年實施全面停止天然林商業(yè)采伐政策。目前小興安嶺森林較為年輕,以中齡林為主,有著較高的固碳潛力。在沒有干擾發(fā)生的情況下,大量次生楊樺林會在未來50-100年內陸續(xù)達到壽命死亡,從而造成森林地上生物量的損失。損失的生物量是否會超過森林生長累積的生物量而降低小興安嶺林區(qū)森林地上生物量的累積速率?干擾發(fā)生有利于維持森林景觀的多樣性,而停止商業(yè)采伐減少了對森林景觀的干擾,是否會降低景觀水平森林組成和結構的多樣性?此外,停止商業(yè)采伐是否利于恢復地帶性樹種紅松的優(yōu)勢地位?盡管多個大氣環(huán)流模型預測闊葉紅松林區(qū)未來溫度和降水均呈增加趨勢,將有助于紅松生長,但是這些預測結果在不同季節(jié)存在差異,并且溫度和降水均升高的情況下...
【文章來源】:東北師范大學吉林省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:137 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
研究區(qū)地理位置
東北師范大學博士學位論文19最低溫度也呈顯著增加趨勢,增溫速率為0.72°C/10a(=0.95,P<0.01),多年平均最低溫度為-1.5°C。與當前氣候條件相比,四個大氣環(huán)流模型預測的多年平均降水均有所增加,并且主要集中在夏季,平均增加了60到180mm,模型預測增加的降水由高到低依次為GFDL-CM3、MIROC5、MRI-CGCM3和HadGEM2-ES;其余季節(jié)降水增加幅度均小于50mm(圖2-3a)。與當前氣候條件相比,四個大氣環(huán)流模型預測的多年平均最高溫度均呈增加趨勢,各個季節(jié)增溫幅度在1.5到5.0°C之間,GFDL-CM3、MIROC5和MRI-CGCM3秋季增溫最明顯,HadGEM2-ES春季增溫最明顯(圖2-3b)。GFDL-CM3代表了溫度和降水增加較大的情景,MRI-CGCM3代表了溫度和降水增加幅度較小的情景。由此可見,小興安嶺闊葉紅松林區(qū)未來氣候變化呈現(xiàn)出暖濕趨勢。圖2-3四個大氣環(huán)流模型(GFDL-CM3,HadGEM2-ES,MIROC5,MRI-CGCM3)在RCP8.5情景下(2070至2099年)預測的不同季節(jié)平均降水量和最高溫度與當前氣候(1980至2009年)的差值。Figure2-3Changesinaverageseasonalprecipitationandtemperatureoffutureclimate(2070-2099)fromthefourGCMs(GFDL-CM3,HadGEM2-ES,MIROC5,MRI-CGCM3)undertheRCP8.5scenariocomparedwithcurrentclimate(1980-2009).2.2.2森林物候數(shù)據(jù)森林物候數(shù)據(jù)來源于中國科學院地理科學與資源研究所全球變化科學研究數(shù)據(jù)出版系統(tǒng)發(fā)布的中國東北森林遙感監(jiān)測物候期分布數(shù)據(jù)集(http://www.geodoi.ac.cn/doi.aspx?Id=10.3974/geodb.2014.01.14.v1)。研究區(qū)森林生長季開始日平均在第90天到第154天之間(圖2-4a),低緯度和低海拔地區(qū)生長季開始日較早,高緯度和高海拔地區(qū)較晚。研究區(qū)生長季結束日平均在第250天至300天之間(圖2-4b),低緯度和低海拔地區(qū)生長季結
東北師范大學博士學位論文20圖2-4研究區(qū)2000-2010年生長季開始日、結束日平均值Figure2-4Themeanofstartofseasonandendofseasonduring2000-2010inthestudyarea2.2.3土壤數(shù)據(jù)土壤數(shù)據(jù)來源于寒區(qū)旱區(qū)科學數(shù)據(jù)中心共享的面向陸面模擬的中國土壤數(shù)據(jù)集[163],數(shù)據(jù)格式為柵格數(shù)據(jù),空間分辨率為30弧秒(1km*1km)。本研究從該數(shù)據(jù)集中的提取了土壤剖面深度、土層厚度、砂粒、粉粒、粘粒、礫石百分比、容重、根密度、有機質和氮等信息(圖2-5),同時參考了中國土壤數(shù)據(jù)庫(http://vdb3.soil.csdb.cn/),最終確定研究區(qū)5種土壤類型(基于世界土壤類型劃分標準)的上述屬性數(shù)據(jù)。參考美國農(nóng)業(yè)部土壤質地三角圖,根據(jù)每種土壤類型的砂粒、粉粒和黏粒含量確定了其土壤質地,為查找LINKAGES模型所需要的土壤參數(shù)提供了索引(圖2-6)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]長期監(jiān)測與野外控制試驗揭示溫帶典型森林結構、功能及演變規(guī)律[J]. 鄭興波,于大炮,王安志,戴冠華. 中國科學院院刊. 2019(08)
[2]基于優(yōu)化的MaxEnt模型評價紅松適宜分布區(qū)[J]. 賈翔,王超,金慧,趙瑩,劉麗杰,陳慶紅,李冰巖,肖影,尹航. 生態(tài)學雜志. 2019(08)
[3]長白山區(qū)闊葉紅松林經(jīng)營歷史與研究歷程[J]. 于大炮,周旺明,周莉,代力民. 應用生態(tài)學報. 2019(05)
[4]閾值溫度和積溫對川西高原林線岷江冷杉徑向生長的影響[J]. 郭濱德,王曉春,張遠東. 生態(tài)學報. 2019(03)
[5]停止商業(yè)性采伐對大興安嶺森林結構與地上生物量的影響[J]. 徐文茹,賀紅士,羅旭,黃超,唐志強,劉凱,叢毓,谷曉楠,宗盛偉,杜海波. 生態(tài)學報. 2018(04)
[6]小興安嶺北部原始闊葉紅松林紅松結實氣候敏感性及其種子年機制探討[J]. 程春香,毛子軍,靳世波,宋國華,孫鵬飛,孫濤. 植物研究. 2017(01)
[7]氣候變化對闊葉紅松林潛在地理分布區(qū)的影響[J]. 賈翔,馬芳芳,周旺明,周莉,于大炮,秦靜,代力民. 生態(tài)學報. 2017(02)
[8]黑龍江勝山保護區(qū)闊葉紅松林不同演替階段徑向生長與氣候變化的關系[J]. 梁鵬鴻,王襄平,吳玉蓮,徐凱,吳鵬,郭鑫. 植物生態(tài)學報. 2016(05)
[9]不同緯度闊葉紅松林紅松徑向生長對氣候因子的響應[J]. 劉敏,毛子軍,厲悅,孫濤,李興歡,黃唯,劉瑞鵬,李元昊. 應用生態(tài)學報. 2016(05)
[10]Effects of Logging Intensity on Structure and Composition of a Broadleaf-Korean Pine Mixed Forest on Changbai Mountains,Northeast China[J]. WU Zhijun,SU Dongkai,NIU Lijun,Bernard Joseph LEWIS,YU Dapao,ZHOU Li,ZHOU Wangming,WU Shengnan,DAI Limin. Chinese Geographical Science. 2016(01)
本文編號:3496093
【文章來源】:東北師范大學吉林省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:137 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
研究區(qū)地理位置
東北師范大學博士學位論文19最低溫度也呈顯著增加趨勢,增溫速率為0.72°C/10a(=0.95,P<0.01),多年平均最低溫度為-1.5°C。與當前氣候條件相比,四個大氣環(huán)流模型預測的多年平均降水均有所增加,并且主要集中在夏季,平均增加了60到180mm,模型預測增加的降水由高到低依次為GFDL-CM3、MIROC5、MRI-CGCM3和HadGEM2-ES;其余季節(jié)降水增加幅度均小于50mm(圖2-3a)。與當前氣候條件相比,四個大氣環(huán)流模型預測的多年平均最高溫度均呈增加趨勢,各個季節(jié)增溫幅度在1.5到5.0°C之間,GFDL-CM3、MIROC5和MRI-CGCM3秋季增溫最明顯,HadGEM2-ES春季增溫最明顯(圖2-3b)。GFDL-CM3代表了溫度和降水增加較大的情景,MRI-CGCM3代表了溫度和降水增加幅度較小的情景。由此可見,小興安嶺闊葉紅松林區(qū)未來氣候變化呈現(xiàn)出暖濕趨勢。圖2-3四個大氣環(huán)流模型(GFDL-CM3,HadGEM2-ES,MIROC5,MRI-CGCM3)在RCP8.5情景下(2070至2099年)預測的不同季節(jié)平均降水量和最高溫度與當前氣候(1980至2009年)的差值。Figure2-3Changesinaverageseasonalprecipitationandtemperatureoffutureclimate(2070-2099)fromthefourGCMs(GFDL-CM3,HadGEM2-ES,MIROC5,MRI-CGCM3)undertheRCP8.5scenariocomparedwithcurrentclimate(1980-2009).2.2.2森林物候數(shù)據(jù)森林物候數(shù)據(jù)來源于中國科學院地理科學與資源研究所全球變化科學研究數(shù)據(jù)出版系統(tǒng)發(fā)布的中國東北森林遙感監(jiān)測物候期分布數(shù)據(jù)集(http://www.geodoi.ac.cn/doi.aspx?Id=10.3974/geodb.2014.01.14.v1)。研究區(qū)森林生長季開始日平均在第90天到第154天之間(圖2-4a),低緯度和低海拔地區(qū)生長季開始日較早,高緯度和高海拔地區(qū)較晚。研究區(qū)生長季結束日平均在第250天至300天之間(圖2-4b),低緯度和低海拔地區(qū)生長季結
東北師范大學博士學位論文20圖2-4研究區(qū)2000-2010年生長季開始日、結束日平均值Figure2-4Themeanofstartofseasonandendofseasonduring2000-2010inthestudyarea2.2.3土壤數(shù)據(jù)土壤數(shù)據(jù)來源于寒區(qū)旱區(qū)科學數(shù)據(jù)中心共享的面向陸面模擬的中國土壤數(shù)據(jù)集[163],數(shù)據(jù)格式為柵格數(shù)據(jù),空間分辨率為30弧秒(1km*1km)。本研究從該數(shù)據(jù)集中的提取了土壤剖面深度、土層厚度、砂粒、粉粒、粘粒、礫石百分比、容重、根密度、有機質和氮等信息(圖2-5),同時參考了中國土壤數(shù)據(jù)庫(http://vdb3.soil.csdb.cn/),最終確定研究區(qū)5種土壤類型(基于世界土壤類型劃分標準)的上述屬性數(shù)據(jù)。參考美國農(nóng)業(yè)部土壤質地三角圖,根據(jù)每種土壤類型的砂粒、粉粒和黏粒含量確定了其土壤質地,為查找LINKAGES模型所需要的土壤參數(shù)提供了索引(圖2-6)。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]長期監(jiān)測與野外控制試驗揭示溫帶典型森林結構、功能及演變規(guī)律[J]. 鄭興波,于大炮,王安志,戴冠華. 中國科學院院刊. 2019(08)
[2]基于優(yōu)化的MaxEnt模型評價紅松適宜分布區(qū)[J]. 賈翔,王超,金慧,趙瑩,劉麗杰,陳慶紅,李冰巖,肖影,尹航. 生態(tài)學雜志. 2019(08)
[3]長白山區(qū)闊葉紅松林經(jīng)營歷史與研究歷程[J]. 于大炮,周旺明,周莉,代力民. 應用生態(tài)學報. 2019(05)
[4]閾值溫度和積溫對川西高原林線岷江冷杉徑向生長的影響[J]. 郭濱德,王曉春,張遠東. 生態(tài)學報. 2019(03)
[5]停止商業(yè)性采伐對大興安嶺森林結構與地上生物量的影響[J]. 徐文茹,賀紅士,羅旭,黃超,唐志強,劉凱,叢毓,谷曉楠,宗盛偉,杜海波. 生態(tài)學報. 2018(04)
[6]小興安嶺北部原始闊葉紅松林紅松結實氣候敏感性及其種子年機制探討[J]. 程春香,毛子軍,靳世波,宋國華,孫鵬飛,孫濤. 植物研究. 2017(01)
[7]氣候變化對闊葉紅松林潛在地理分布區(qū)的影響[J]. 賈翔,馬芳芳,周旺明,周莉,于大炮,秦靜,代力民. 生態(tài)學報. 2017(02)
[8]黑龍江勝山保護區(qū)闊葉紅松林不同演替階段徑向生長與氣候變化的關系[J]. 梁鵬鴻,王襄平,吳玉蓮,徐凱,吳鵬,郭鑫. 植物生態(tài)學報. 2016(05)
[9]不同緯度闊葉紅松林紅松徑向生長對氣候因子的響應[J]. 劉敏,毛子軍,厲悅,孫濤,李興歡,黃唯,劉瑞鵬,李元昊. 應用生態(tài)學報. 2016(05)
[10]Effects of Logging Intensity on Structure and Composition of a Broadleaf-Korean Pine Mixed Forest on Changbai Mountains,Northeast China[J]. WU Zhijun,SU Dongkai,NIU Lijun,Bernard Joseph LEWIS,YU Dapao,ZHOU Li,ZHOU Wangming,WU Shengnan,DAI Limin. Chinese Geographical Science. 2016(01)
本文編號:3496093
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