兴安落叶松林分布及生产力对气候变化的响应研究

处于北半球高纬度地区的环球北方森林是大气CO2的重要碳汇。但是，研究表明未来气候变化将使全球北方林北移，并由目前的大气CO2碳汇转为碳源。兴安落叶松林主要分布在大兴安岭林区，是我国寒温带针叶林区北段的地带性植被，也是环球北方森林的组成部分，位于我国对全球变化敏感的区域，是森林生态系统研究的重点。 本文以温暖指数（WI），寒冷指数（CI），湿润指数（WI），一月最低温度，七月最高温度和年降水量等环境变量为因子，比较分析了广义线性模型（GLM），逐步回归广义线性模型（SGLM），广义加法模型（GAM）和分类回归树（CART）模型对兴安落叶松地理分布的模拟效果。并结合全球气候模式预估的未来情景对未来气候条件下的分布进行了预估。同时，利用搜集到的生产力及相应的气候数据，在比较分析4个区域植被气候生产力模型对兴安落叶松林生产力模拟效果的基础上，选择模拟效果和结构简单的区域植被气候生产力模型，引入林龄这一生物因子，建立了兴安落叶松林生物气候生产力模型，探讨了兴安落叶松林生产力对气候变化的响应。结果表明，在广义线性模型，逐步回归广义线性模型，广义加法模型和分类回归树模型4个模型中，以广义加法模型模拟兴安落叶松地理分布最为准确。据此，结合未来气候变化情景模拟了兴安落叶松分布。在SRES-A2排放方案下，2020年兴安落叶松适宜分布面积将减少58.1％，2050年适宜分布面积进一步减少99.7％;在SRES-B2排放方案下，兴安落叶松适宜分布面积到2020年将减少66.4％，到2050年进一步减少97.9％。两种排放方案下，到2100年兴安落叶松适宜分布区将完全从我国消失。 4个区域植被气候生产力模型中，以综合模型模拟结果与实测值相关性最好，Thornthwaite memorial模型次之，但综合模型需要参数较多，且参数较难获取，因此选用Thornthwaite memorial模型来模拟兴安落叶松林气候生产力。在区域植被气候生产力模型的基础上，引入林龄这一生物因子，能显著提高区域植被气候生产力模型的模拟精度，从而建立了兴安落叶松林生物气候生产力模型。运用所建的兴安落叶松林生物气候生产力模型，结合未来气候情景预测，对不同林龄的兴安落叶松林生产力对气候变化的响应进行了研究，结果表明，未来气候变化下，不同林龄的兴安落叶松林生产力均有不同程度的增加。