长白山亚高山林线全球气候变化响应研究

发布时间：2018-04-20 08:06

  本文选题：林线 + 机理研究　； 参考：《东北师范大学》2016年博士论文

【摘要】：高山亚高山林线形成机理及变化对气候变化的响应是全球变化研究热点之一。本文通过资料搜集和野外实验,获得了大量关于长白山林线的宝贵数据,对长白山林线处气候变化特征、林线形成机理、林线上缘岳桦幼树生长情况、林线岳桦生长与气候关系及林线位置变化情况进行了一系统的分析,得到了以下结果：(1)近55 a来长白山林线处夏季平均温度呈显著的增加趋势。20世纪80年代初中期开始增温,而90年代末增温趋势进一步增加。降水量呈现不显著的增加趋势。(2)生长季末期植物碳汇组织中高可溶性糖和淀粉含量是林线上移岳桦幼树为保证顺利越冬的一种自我保护策略,而可溶性糖-淀粉比值不是作为影响植物顺利越冬的必要因素。长白山西坡林线上缘处岳桦幼树生长同时存在碳限制和生长限制因素,但碳限制只是少量减少了碳源含量,而生长限制才是形成当前林线上缘的因素。因此长白山高海拔岳桦生长受到生长限制,形成了林线。(3)长白山西坡林线上缘(苔原带下缘)的岳桦在2000年以前是小规模上侵,大规模集中上侵的时间是2000年以后。不同海拔梯度上的岳桦幼树中树龄较小和较大的空间分布格局比较类似,小尺度上表现为聚集分布,大尺度上主要表现为随机分布；但是整个大样地中的岳桦在0-50 m尺度上都表现为聚集分布。生境异质性、种内种间竞争小以及演替的早期阶段可能是造成岳桦聚集分布的主要原因。样地内没有岳桦死树,岳桦林线能否上移可能和环境变化后高海拔岳桦种子能否萌发有直接关系。(4)本研究构建了岳桦的生长曲线。岳桦径向生长速度先迅速增加,再缓慢递减,最后会达到一个较为稳定的水平。生长最旺盛期为生理年龄的40 a左右。此生长曲线能够有效去除岳桦树轮指数中生理因素而保留气候信息。长白山林线处岳桦的径向生长主要与月、季尺度的温度和降水相关,具体为当年3月、5月、夏季的平均温度和7月的降水量。尤其夏季平均温度与岳桦生长的关系最密切,通过了0.01的显著性水平检验,对岳桦的径向生长起着至关重要的作用。夏季温度与岳桦生长呈正相关,温度越高越有利于岳桦生长；降水为负相关,降水太多对岳桦生长不利,适中的降水最有利于岳桦生长。在未来气候变化情景下,到2050年长白山林线处岳桦径向生长相对于20世纪80年代将增加大约10.6%(1.9～19.3%),因此,长白山林线将在此条件下向高海拔移动。(5)1855年以来,长白山北坡和西坡林线一直处于上移过程,且1890年以前的上移速度较快,主要驱动力是自然演替；1890年到20世纪80年代中期,随着海拔升高,演替速度受外部恶劣环境的限制,此阶段林线上升速度较慢；20世纪80年代中期以后,由于人为因素的气候变暖,岳桦再次加速上移。最近160a以来,北坡林线上移了80 m,平均上移速度为5 m/10a；西坡林线上移了100 m,平均上移速度为6.25m/10a,快于北坡。长白山林线上移是自然演替和气候变暖的共同作用。西坡林线位置高于北坡林线位置。目前西坡林线已达到2200 m,北坡林线达到2140 m。在未来气候继续变暖的情景下,长白山林线将继续上移。本文通过以上结果得出了主要结论：当前长白山林线形成的原因为生长限制。在火山喷发后的演替(自然恢复)和气候变暖驱动下,近160 a来长白山林线经历了阶段性的上移过程。随着未来气候的继续变暖,岳桦径向生长将增加,长白山林线将继续上移。
[Abstract]:The results are as follows : ( 1 ) The growth of high soluble sugar and starch in the plant carbon sink at the end of growing season is a self - protection strategy which can guarantee the smooth overwinter .
The results showed that the growth curve of Yue platyphylla was closely related to the growth of Yue platyphylla . The growth curve of Yue platyphylla was closely related to the temperature and precipitation in the month , May and summer .
There is a negative correlation between precipitation and precipitation , which is unfavorable to the growth of the platyphylla . In the future climate change scenario , the radial growth of the mountain birch will increase by about 10.6 % ( 1.9 锝，

本文编号：1776954