氣候變化與食物景觀設(shè)計（氣候變化對食物的影響）

雖然目前關(guān)于氣候變化的預(yù)測還存在著很多不確定性[1]，其預(yù)測的結(jié)果也不一定準(zhǔn)確，但是現(xiàn)有大量證據(jù)已表明：由于人類活動的影響，大氣中二氧化碳濃度已由工業(yè)革命前的 280μmol/mol 增加到 90 年代初期的 350μmol/mol[2、3]，與此相對應(yīng)，地球表面的年平均溫度在一個多世紀(jì)以來也上升了 0.6℃[4]。因此，人類活動所引起的溫室效應(yīng)在不斷加強是毋庸置疑的。許多科學(xué)家堅信：即使以目前 CO2 排放的速率計算，到本世紀(jì)中后期，大氣中二氧化碳濃度將倍增[4～6]，因此，在未來的一百年中全球氣候格局將發(fā)生變化基本上是可以肯定的。目前，雖然各種大氣環(huán)流模型 (GCMs) 對未來氣候變化預(yù)測的量上不盡相同，但其所預(yù)測的未來氣候變化的總體趨勢基本趨于一致[7]?？v觀現(xiàn)有對大氣中二氧化碳濃度倍增后有關(guān)未來氣候變化的預(yù)測結(jié)果，可歸結(jié)為以下幾點：①全球平均氣溫將升高 1.5～4.5℃，全球氣候帶將向極地方向發(fā)生一定程度的位移；②最低溫度的增幅比最高溫度的增幅大，夜晚溫度的增幅比白天溫度的增幅大，冬季增溫比夏季增溫明顯；③全球降雨量總體上有所增加，但全球降雨的格局將發(fā)生改變，降雨量可能因不同的地區(qū)和不同的季節(jié)而有很大的區(qū)別（如沿海地區(qū)的降雨將增加，而內(nèi)陸地區(qū)的降雨則不變甚至減少）；④由于蒸散作用所損失的水分遠(yuǎn)大于降雨增加的量，因此中緯度內(nèi)陸地區(qū)的夏季干旱將明顯增加[7]。由于未來氣候的變化可能將對全球的生態(tài)環(huán)境、社會和經(jīng)濟等產(chǎn)生巨大的影響，這是人們對氣候變化密切關(guān)注的主要原因。

森林生態(tài)系統(tǒng)是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，它具有很高的生物生產(chǎn)力和生物量以及豐富的生物多樣性。目前，雖然全球森林面積僅占地球陸地面積的約 26%，但是其碳儲量占整個陸地植被碳儲量的 80% 以上，而且森林每年的碳固定量約占整個陸地生物碳固定量的 2/3[8]，因此，森林在維護全球碳平衡中具有重大的作用。此外，森林還為人類社會的生產(chǎn)活動以及人類的生活提供豐富的資源；在維護區(qū)域性氣候和保護區(qū)域生態(tài)環(huán)境（如防止水土流失）等方面，森林也有著很大的貢獻，所以，森林在維系地球生命系統(tǒng)的平衡中具有不可替代的作用。由于森林與氣候之間存在著密切的關(guān)系，氣候的變化將不可避免地對森林產(chǎn)生一定程度的影響。反過來，因全球森林生態(tài)系統(tǒng)是一個巨大的碳庫，受氣候變化的影響，它對大氣中的 CO2 起著源或匯的作用，從而進一步加強或抵消未來氣候的變化。因此，未來氣候的變化對森林的影響及森林對氣候的反饋作用已引起人們極大的關(guān)注，并進行了大量的研究[7～9、13]。人們通過氣室實驗和模型模擬，在時間尺度上從幾天到幾世紀(jì)及在空間尺度上從葉片到個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、景觀、區(qū)域及全球等各個層次來闡述氣候變化對樹木生理、物種組成和遷移、森林生產(chǎn)力以及物種和植被分布等多方面的影響。

1 全球氣候變化對森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和物種組成的影響

森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和物種組成是系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜、物種越豐富，則系統(tǒng)表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，其抗干擾能力越強；反之，其結(jié)構(gòu)簡單、種類單調(diào)，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，抗干擾能力相對較弱。千萬年來，不同的物種為了適應(yīng)不同的環(huán)境條件而形成了其各自獨特的生理和生態(tài)特征，從而形成現(xiàn)有不同森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和物種組成。由于原有系統(tǒng)中不同的樹木物種及其不同的年齡階段對 CO2 濃度上升及由此引起的氣候變化的響應(yīng)存在著很大的差別。因此，氣候變化將強烈地改變森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和物種組成。氣候變化可能通過以下途徑使森林物種組成和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

（1）溫度脅迫：溫度是物種分布的主要限制因子之一，高溫限制了北方物種分布的南界，而低溫則是熱帶和亞熱帶物種向北分布的限制因素。在未來氣候變化的預(yù)測中，全球平均溫度將升高，尤其是冬季低溫的升高，這對于一些嗜冷物種來說無疑是一個災(zāi)害，因為這種變化打破了它們原有的休眠節(jié)律，使其生長受到抑制；但對于嗜溫性物種來說則非常有利，溫度升高不僅使它們本身無需忍受漫長而寒冷的冬季，而且有利于其種子的萌發(fā)，使它們演替更新的速度加快，競爭能力提高。

（2）水分脅迫：雖然現(xiàn)有大氣環(huán)流模型預(yù)測全球降雨量將有所增加，但是由于地區(qū)和季節(jié)的不同而存在很大的差別。例如預(yù)測的結(jié)果還表明，在中緯度內(nèi)陸地區(qū)其降雨會相對減少尤其是在夏季，在一些熱帶地區(qū)其干旱季節(jié)也將延長。此外，氣溫升高也將導(dǎo)致地面蒸散作用增加，使土壤含水量減少，植物在其生長季節(jié)中水分嚴(yán)重虧損，從而使其生長受到抑制，甚至出現(xiàn)落葉及頂梢枯死等現(xiàn)象而導(dǎo)致衰亡。但是對于一些耐旱能力強的物種（如一些旱性灌叢）來說，這種變化將會使它們在物種間的競爭中處于有利的地位，從而得以大量地繁殖和入侵。

（3）物候變化：冬季和早春溫度的升高還會使春季提前到來，從而影響到植物的物候，使它們提前開花放葉，這將對那些在早春完成其生活史的林下植物產(chǎn)生不利的影響，甚至有可能使其無法完成生命周期而導(dǎo)致滅亡，從而導(dǎo)致森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和物種組成的改變。

（4）日照和光強的變化：日照時數(shù)和光照強度的增加，將有利于陽性植物的生長和繁育，但對于耐陰性植物來說，其生長將受到嚴(yán)重的抑制，尤其是其后代的繁育和更新將受到強烈的影響。

（5）有害物種的入侵：有害物種往往有較強的適應(yīng)能力，它們更能適應(yīng)強烈變化的環(huán)境條件而處于有利地位。因此，氣候變化的結(jié)果可能使它們更容易侵入到各個生態(tài)系統(tǒng)中，從而改變由于系統(tǒng)的種類組成和結(jié)構(gòu)。此外，氣候變化還將通過改變樹木的生理生態(tài)特性（如氣孔的大小和密度、葉面積指數(shù)等）和生物地球化學(xué)循環(huán)等途徑對不同物種產(chǎn)生影響。而不同物種的耐性、繁殖能力和遷移能力在新系統(tǒng)的形成中也起著重要的作用?？傊?，氣候變化對森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和物種組成的影響是各個因素綜合作用的結(jié)果。它將使一些物種退出原有的森林生態(tài)系統(tǒng)中，而一些新的物種則入侵到原有的系統(tǒng)中，從而改變了原有森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和物種組成。這些影響對不同森林生態(tài)系統(tǒng)之間的過渡區(qū)域可能尤為嚴(yán)重。

2 全球氣候變化對物種和森林類型分布的影響

氣候是決定森林類型（或物種）分布的主要因素，影響森林生態(tài)系統(tǒng)特點和分布的兩個最為顯著的氣候因子是溫度的總量和變量以及降雨量。植被（物種）分布規(guī)律與氣候之間的關(guān)系早就被人們所認(rèn)知，并由此而提出一系列氣候—植被分類系統(tǒng)（如 Holdridge 生命帶、Thorn thwaite水分平衡及 Kira 溫暖指數(shù)和寒冷指數(shù)等）。當(dāng)前，人們正是基于氣候與植被（或物種）間的關(guān)系來描繪未來氣候變化下物種和森林分布的情形。而另一個有利于氣候變化對物種和森林分布影響的證據(jù)是來自于全新世大暖期物種的遷移和滅絕，但是，與全新世相比，未來全球溫度升高的速率更大，全球自然景觀也因人類活動的影響而發(fā)生了巨大的變化，因此，未來氣候變化將給物種和森林的分布帶來更為嚴(yán)重的影響。目前，大多數(shù)有關(guān)氣候變化對森林類型分布影響的預(yù)測都是根據(jù)模擬所預(yù)測的未來氣候情形下森林類型分布圖與現(xiàn)有氣候條件下森林分布圖的比較而得到，其結(jié)果都認(rèn)為各森林類型將發(fā)生大范圍的轉(zhuǎn)移[13～16]。例如 Smith 等人[13]利用 Holdridge 模型，根據(jù) GCMs 對氣候變化的估測結(jié)果來預(yù)測未來植被分布的變化，他們發(fā)現(xiàn)森林類型的分布將發(fā)生相當(dāng)大的轉(zhuǎn)移，例如北方森林轉(zhuǎn)化為寒溫帶森林、寒溫帶森林轉(zhuǎn)化為暖溫帶森林等，寒溫帶和熱帶森林的面積趨于增加，北方森林、暖溫帶森林和亞熱帶森林的面積則將減少。Neilson[17] 同樣發(fā)現(xiàn)森林覆蓋的顯著轉(zhuǎn)移。然而需要指出的是這僅僅考慮了氣候因素對森林分布的影響，而其它環(huán)境因子在森林的分布中實際上也起著很大的作用；此外，他們通常把某一森林類型作為一個整體（如溫帶森林等），而且認(rèn)為它與氣候之間是一種平衡關(guān)系，但實際情況并非如此。因為不同物種對氣候變化的響應(yīng)以及遷移能力等差異很大，因此，森林類型的轉(zhuǎn)移（如從北方森林轉(zhuǎn)化為寒溫帶森林）在很大程度上取決于不同物種通過景觀的運動和新物種侵入現(xiàn)有群落中的能力。對于大多數(shù)物種來說，其遷移的時間尺度或許是幾個世紀(jì)[18]。

由于在不同的區(qū)域其未來氣候變化的情形不一致，而不同的森林類型也有其獨特的結(jié)構(gòu)和功能等特點，因此，氣候變化對各個森林類型的影響是不同的。

（1）熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)：一般認(rèn)為，隨著全球氣候變暖，熱帶雨林的更新將加快?？傮w上，熱帶雨林將侵入到目前的亞熱帶或溫帶地區(qū)，雨林面積將有所增加，如李霞等[16]對我國植被在不同氣候變化條件下（溫度升高 4℃，降雨增加 10%；溫度升高 4℃，降雨不變及溫度升高 4℃，降雨減少 10%3 種情況）的模擬預(yù)測認(rèn)為：全球氣候變化后，我國熱帶雨林的面積將顯著增加。但是有些地區(qū)降雨的減少也可能加速季雨林和干旱森林向熱帶稀樹草原 (Sava na)的轉(zhuǎn)變。此外，從對環(huán)境變化的適應(yīng)性來看，熱帶森林比溫帶森林更嬌氣一些，它的生長與水分的可利用性和季節(jié)性關(guān)系更為密切，所以熱帶森林在其干旱的邊緣地帶被草地或稀樹草原的吞食以及周圍村落等人為活動等影響下，可能會變得比較脆弱。全球氣候變暖的模式表明：濕熱帶區(qū)域的平均氣溫上升比中、高緯度地區(qū)要小，一般只有 1～2℃，但降雨量可能增加較多，降雨過多，土壤積水，就要限制濕熱帶許多森林的生長。此外，不按季節(jié)的降雨，會使大多數(shù)樹木不落葉，地面的枯枝落葉層不能形成，節(jié)肢動物，如蜈蚣、甲蟲等因缺乏棲息生境和食物而大量減少，由此影響到生物鏈上的一系列物種，進而影響整個森林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)流、能量流，使原本復(fù)雜多樣的森林生態(tài)系統(tǒng)失穩(wěn)、簡單化，直至構(gòu)成一個更為脆弱的新平衡體系。此外，隨全球變暖而增加的熱帶風(fēng)暴對熱帶森林的結(jié)構(gòu)和組成以及分布也將產(chǎn)生重大的影響。

（2）溫帶森林：溫帶森林是受人類活動干擾最大的森林，地球上現(xiàn)存的溫帶森林幾乎都成片斷化分布，因此，未來氣候變化對溫帶森林的影響是巨大的。一般認(rèn)為，隨著全球氣候變暖，溫帶將向極地方向擴展，而溫帶森林也將侵入到當(dāng)前北方森林地帶，而在其南界則將被亞熱帶或熱帶森林所取代，同時由于溫帶內(nèi)陸地區(qū)將受到頻繁的夏季干旱的影響，從而導(dǎo)致溫帶森林景觀向草原和荒漠景觀的轉(zhuǎn)變。因此，溫帶森林面積的擴張或縮小主要取決于其侵入到北方森林的所得和轉(zhuǎn)化為熱帶或亞熱帶森林及草原的所失。目前大部分模擬預(yù)測都認(rèn)為溫帶森林面積將減少[13、15～17]。此外，由于溫度的升高及夏季干旱頻度和強度的增加，火干擾可能對未來氣候變化下溫帶森林的變化起著決定作用。

（3）北方森林：北方森林被認(rèn)為是目前地球上最為年輕的森林生態(tài)系統(tǒng)，還處于不斷地形成和發(fā)育之中，易于受到各種外部因素的干擾。而在未來的氣候變化中，由于高緯度地區(qū)的增溫幅度遠(yuǎn)比低緯度地區(qū)的增溫幅度大，因此，目前的研究基本一致地認(rèn)為氣候變化對北方森林的影響要比對熱帶和溫帶森林的影響大得多，而且其面積將大大減少[13、15、17]。

3 全球氣候變化對森林生產(chǎn)力的影響

森林生產(chǎn)力是衡量樹木生長狀況和生態(tài)系統(tǒng)功能的主要指標(biāo)之一。大氣中 CO2 濃度上升及由此而引起的氣候變化被認(rèn)為將改變森林的生產(chǎn)力。這主要表現(xiàn)在 CO2 濃度升高的直接作用和氣候變化的間接作用兩個方面。一般認(rèn)為，CO2 濃度上升對植物將起著“肥效”作用。因為，在植物的光合作用過程中，CO2 作為植物生長所必須的資源，其濃度的增加有利于植物通過光合作用將其轉(zhuǎn)化為可利用的化學(xué)物質(zhì)，從而促進植物和生態(tài)系統(tǒng)的生長和發(fā)育。目前，大部分在人工控制環(huán)境下的模擬實驗結(jié)果也表明 CO2 濃度上升將使植物生長的速度加快從而對植物生產(chǎn)力和生物量的增加起著促進作用，尤其是對 C3 類植物其增加的程度可能更大[19～24]。但是，并不是所有的植物都對 CO2 濃度升高表現(xiàn)出一定的敏感性，也有一些研究表明：即使在高水平營養(yǎng)供給下，同樣還有許多物種對 CO2 濃度的升高沒有反應(yīng)[25～27]。此外，CO2 濃度升高對植物的影響根據(jù)其所在的生物群區(qū)、光合作用方式和生長形式的不同而存在著較大的差異。Wisley[28] 分析了目前的有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：來自熱帶和溫帶生物群區(qū)的植物比來自極地生物群區(qū)的植物對 CO2 升高的響應(yīng)大；來自溫帶森林的物種比來自溫帶草原的物種對 CO2 的響應(yīng)大；落葉樹比常綠樹對 CO2 的升高更為敏感。簡言之，生長速率快的物種比生長速率慢的物種對 CO2 升高的響應(yīng)更大[28～29]。然而需要指出的是所有這些實驗幾乎都是在人工氣室中的盆栽實驗，其實驗時間相對較短（從數(shù)天到幾年），而且有充足的養(yǎng)分和水分供給。此外，對于那些生長在野外的植物如何受 CO2 濃度升高的長期影響還不是很清楚，尤其是有關(guān)木本植物影響的研究在盆栽實驗中往往選擇幼苗作為對象，而其成熟個體所受的影響是否與其幼苗一樣也不清楚[29]。一般認(rèn)為，CO2 濃度升高對森林生產(chǎn)力和生物量的增加在短期內(nèi)能起到促進作用，但是不能保證其長期持續(xù)地增加[27]，因為，在競爭環(huán)境中生長的樹木對 CO2 升高的反應(yīng)常常表現(xiàn)出比單個生長的樹木的反應(yīng)要小[30]，而森林物種組成的長期變化也能間接地影響森林生產(chǎn)力[20]。此外，CO2 濃度的升高將使植物葉片和冠層的溫度增加以及氣孔傳導(dǎo)率下降[21、31、32]，從而使植物受到熱量的脅迫，使其生長被抑制。CO2 所引起的溫度升高似乎對植物的生長又將進一步產(chǎn)生負(fù)面作用，因為大氣環(huán)流模型對氣候的預(yù)測結(jié)果認(rèn)為晚上的增溫幅度將比白天要高，這樣就可能使植物在晚上的暗呼吸作用加大，從而白白“耗費”大部分初級生產(chǎn)力；其次，溫度的升高將增加土壤水分蒸發(fā)量，導(dǎo)致土壤水分下降，從而可能引起植物的“生理干旱”，限制植物的光合作用和生長速度[28]；此外，溫度的升高還會增加土壤微生物的活性，加速有機質(zhì)的分解速率和其它物質(zhì)循環(huán)，改變土壤中的碳氮比，使植物的生長受到氮素缺乏的制約[22、33～35]。因此，要準(zhǔn)確評估 CO2 濃度上升對森林生產(chǎn)力和生物量的影響還存在很大的困難，這不僅需要綜合考慮各個影響因素，而且也要求我們進行長期的野外觀測和實驗。

除受上述各種因素影響外，森林生產(chǎn)力和生物量也受到氣候因素（溫度和降雨）的強烈影響。由于生產(chǎn)力與氣候（水熱因子）間存在著一定的關(guān)系，因此，人們常用氣候模型（如 Miam i模型、筑后模型等）估算大尺度生產(chǎn)力。對于未來氣候變化對生產(chǎn)力的影響也常利用大氣環(huán)流模型 (GCMs) 對未來氣候預(yù)測的結(jié)果通過各種氣候模型來模擬，然后與當(dāng)前氣候情形下所模擬的結(jié)果相比較[36、37]。由于不同的 GCM 對未來氣候預(yù)測的結(jié)果不同，因此對生產(chǎn)力變化的預(yù)測也表現(xiàn)出一定的差異。此外，氣候變化對森林生產(chǎn)力影響的預(yù)測僅僅考慮氣候與生產(chǎn)力的線性平衡關(guān)系，而沒有考慮其它因素的影響；在預(yù)測過程中假定森林植被的分布不隨氣候的變化而發(fā)生改變；預(yù)測中所選用的氣候因子是其年平均的年際變化，而沒有考慮其季節(jié)變化。所以，其預(yù)測的結(jié)果并不能準(zhǔn)確地反映出未來的實際情況。

4 存在的問題及建議

前面論述了氣候變化對森林生態(tài)系統(tǒng)物種的組成和結(jié)構(gòu)、物種和森林類型分布以及系統(tǒng)生產(chǎn)力的可能影響。但是需要指出的是，當(dāng)前有關(guān)氣候變化對森林生態(tài)系統(tǒng)影響的研究還存在很多的不足之處，主要體現(xiàn)在以下幾點：

（1）對溫室氣體所引起的氣候變化的預(yù)測存在著嚴(yán)重的局限性：首先，大氣環(huán)流模型 (GCMs) 對未來氣候情形的預(yù)測通常采用大網(wǎng)格（50×50 經(jīng)緯網(wǎng)格或更大）模擬，從而降低了對氣候變化預(yù)測的準(zhǔn)確性（尤其是對一些特殊區(qū)域），因此，這往往制約了人們對氣候變化影響的評估；其次，這些模型本身極大地簡化了控制氣候的復(fù)雜的物理過程，其結(jié)果是使得這些模型在區(qū)域氣候變化的預(yù)測上常常不一致，因此，其預(yù)測的氣候情形很難說是未來氣候的預(yù)言[38]。

（2）僅考慮氣候因素的影響而忽略了其它環(huán)境因子的作用：目前大多數(shù)有關(guān)氣候變化對森林生態(tài)系統(tǒng)潛在影響的預(yù)測都是根據(jù)一個假設(shè)，即氣候（溫度和水分）對樹木物種的分布、森林類型以及生物群區(qū)和森林生態(tài)系統(tǒng)過程發(fā)揮最主要的限制作用，是控制樹木物種和森林類型分布的惟一因素。這意味著在現(xiàn)有的模擬預(yù)測研究中是利用當(dāng)前樹木（或森林）分布與氣候間的相關(guān)性來預(yù)測其未來分布的變化。基于這一假設(shè)，大多數(shù)預(yù)測結(jié)果表明：樹木物種及森林的分布將發(fā)生很大的變化，而且這些變化也許與顯著的樹木死亡、森林下降和森林覆蓋的喪失相關(guān)。然而，制約樹木和森林分布的氣候因子間的相關(guān)性可能將隨氣候變化而改變。在所預(yù)測的未來氣候變化情形下，冬季尤其是在北方將增溫快，因此，對未來氣候增溫的趨勢而簡單地引起現(xiàn)有氣候帶北移的假設(shè)是不合理的。所以，盡管這些模型對當(dāng)前氣候—植被間關(guān)系的模擬與實際相當(dāng)吻合，但對未來氣候變化情形下物種與森林的預(yù)測則不一定適用。此外，除氣候因素外，樹木和森林的分布還受到一些區(qū)域性環(huán)境因子（如土壤類型、質(zhì)地、深度和組成、水分的可利用性、坡度、坡向、海拔及現(xiàn)有物種的組成等）的影響。盡管某一地方的氣候?qū)σ恍淠竞蜕直容^適宜，但是區(qū)域性環(huán)境因子可能限制其在該地的分布。綜上所述，僅僅從氣候因素的變化來預(yù)測未來樹木和森林的分布有其局限性和主觀性。

（3）現(xiàn)有氣候變化對樹木和森林生態(tài)系統(tǒng)影響的研究常集中在單個物種或是把各個森林類型作為一個整體，忽略了不同物種之間的競爭機制。眾所周知，自然界不同的物種都是互相影響互相依存的，每一個物種通過對資源的競爭占據(jù)著生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)的時間和空間位置，即每個物種有其獨自的生態(tài)位（niche）。生態(tài)位的概念又可分為基本生態(tài)位（fundamental niche）和實際生態(tài)位（realized niche）?；旧鷳B(tài)位是指物種在理論上所能占據(jù)的最大生態(tài)位空間位置，實際生態(tài)位是指理論生態(tài)位和物種競爭作用的結(jié)果，即物種在生態(tài)系統(tǒng)中實際占據(jù)的生態(tài)位空間。但是物種的生態(tài)位并非一成不變。由于每個物種對氣候變化的反應(yīng)不同，當(dāng)一個物種暴露在新的氣候條件下，往往可能改變其原有的競爭組合，而與其他物種形成新的競爭關(guān)系。因此隨著氣候的變化，實際生態(tài)位也將隨著不同物種競爭組合的變化而發(fā)生改變。而生態(tài)系統(tǒng)的演替和發(fā)展正是這種不同物種間相互競爭作用的結(jié)果。由此可見，物種間的競爭在生態(tài)過程中起著重要的作用。但是現(xiàn)有氣候變化模擬的預(yù)測卻認(rèn)為：只要某地氣候條件沒有限制，那么相關(guān)的樹木就可以在該地分布。這往往混淆了基本生態(tài)位和實際生態(tài)位間的概念，也就是說這些預(yù)測缺乏對物種競爭的了解，因此，它們很難真實地反映未來樹木和森林的分布狀況。當(dāng)然，有一些模型也能很好地反映出物種的競爭關(guān)系，如林分模型（stand model or gap model），但是由于其模擬的尺度較?。ǔＰ∮?1hm2），因而在放大到區(qū)域和全球尺度上時容易出現(xiàn)偏差。

（4）關(guān)于物種遷移的評估：由于現(xiàn)有模型的預(yù)測只考慮氣候因素，認(rèn)為氣候與物種和森林之間存在著一種平衡關(guān)系，因此其結(jié)果認(rèn)為氣候變化能立即導(dǎo)致物種和森林的位移。然而，實際上物種對氣候的變化往往有一定的耐性，其遷移在時間尺度上常常表現(xiàn)出滯后于氣候變化的速率，這種滯后的時間尺度可達(dá)一、二百年甚至

更長[18]。因此，物種的遷移與氣候的變化是非平衡的。此外，物種對氣候變化的適應(yīng)還受其遷移能力、遷移速率和地形及地貌的影響。與全新世氣候變化對物種遷移的影響相比，未來氣候變化對物種的影響更大，因為受人類活動的影響，自然景觀已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，而景觀的破碎化已經(jīng)成為物種遷移的嚴(yán)重障礙。因此，即使一些地方的氣候適于物種的生存，但可能因自然景觀的隔離而使物種不能到達(dá)，從而可能造成一些物種的滅絕。但是當(dāng)前的預(yù)測模擬卻很少或者沒有考慮物種的耐性、遷移能力、遷移速率以及遷移障礙等因素對物種的影響。

（5）沒有考慮森林變化對氣候變化的反饋作用及其進一步對森林的影響：森林與氣候之間通過陸地表面與大氣間的物質(zhì)、能量和水分的相互交換而互為

影響[39～41]。氣候變化對森林的影響是多方面的，包括對森林生產(chǎn)力和生物量、森林的物種組成和結(jié)構(gòu)、森林的分布、森林的生物地球化學(xué)循環(huán)和森林的水分平衡等，而森林的這些變化可能對氣候產(chǎn)生一定的反饋作用。首先，森林碳循環(huán)的改變，可能使森林成為大氣中 CO2 的源或匯，造成大氣中 CO2 濃度的升高或降低，從而進一步加強或削弱全球變暖趨勢；其次，森林結(jié)構(gòu)和分布的變化將改變地表原有的反射率和全球的水循環(huán)模式。所有這些將對氣候的變化產(chǎn)生一定的影響，從而進一步影響到森林的結(jié)構(gòu)和功能，因此，森林與氣候間的相互作用是非常復(fù)雜的。所以，現(xiàn)在有關(guān)的模型預(yù)測研究中為了避免這種復(fù)雜的關(guān)系，往往很少考慮到氣候變化所引起的森林變化對氣候的反饋作用。

（6）缺乏對極端氣候事件的考慮：目前有關(guān)氣候變化對森林生態(tài)系統(tǒng)影響的預(yù)測所采用的氣候指標(biāo)都是年平均的變化，而很少或沒有考慮其季節(jié)變化和極端氣候事件。但是，未來全球氣候變暖卻可能會使極端高溫和寒冷的頻度和強度加大以及氣候的季節(jié)波動更為明顯[42]，而極端高溫或低溫對很多物種來說可能是致命的。氣候變化的另一個間接結(jié)果就是可能使極端災(zāi)害（如火災(zāi)、蟲災(zāi)、干旱、颶風(fēng)和熱帶風(fēng)暴等）的發(fā)生頻率和強度增加。例如，夏季的高溫和干旱條件使火災(zāi)發(fā)生的可能性增加；高溫和高濕則將有利于一些有害昆蟲的生長繁育；海溫的升高也為颶風(fēng)和熱帶風(fēng)暴的發(fā)生提供了有利的條件。很多科學(xué)家認(rèn)為極端氣候事件為人類生存環(huán)境帶來的危害將更加嚴(yán)重[42～43]。極端災(zāi)害的增加將對森林景觀造成嚴(yán)重的威脅?；馂?zāi)和蟲災(zāi)的頻繁發(fā)生將對溫帶森林景觀的演替和發(fā)展造成嚴(yán)重的干擾和破壞，導(dǎo)致出現(xiàn)一些偏途演替群落，甚至造成森林景觀的消失；而颶風(fēng)和熱帶風(fēng)暴對于熱帶雨林來說其破壞力是巨大的，它們對雨林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變往往起著決定性作用。然而，現(xiàn)在模型預(yù)測的研究卻很難對這些極端氣候事件作出評估。

此外，物種的進化以及人類活動在森林對未來氣候變化的適應(yīng)中也起著重要的作用。以上對當(dāng)前有關(guān)氣候變化對森林影響模擬預(yù)測研究工作進行了一些論述。雖然現(xiàn)有的模型研究還存在一定的缺陷，但是我們并不能因此而放棄對氣候變化有關(guān)影響的研究。然而，為了更準(zhǔn)確地預(yù)測未來氣候變化對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響，在提高對未來氣候變化格局預(yù)測精度和準(zhǔn)確度的同時，必須加強對森林的結(jié)構(gòu)和動態(tài)、物質(zhì)和能量的交換過程、生物地球化學(xué)循環(huán)及其它有關(guān)的生態(tài)過程進行詳盡的研究。因此，要求我們設(shè)計一些樣地進行長期的觀測，尤其是對不同生態(tài)系統(tǒng)類型間過渡區(qū)各種變化的研究。而樣地的設(shè)計應(yīng)力求做到包括多種空間尺度和類型，以保證其時間上、空間上和氣候梯度上的連續(xù)性，從而使獲取的數(shù)據(jù)能為模型的設(shè)計和尺度的轉(zhuǎn)換提供基本的信息。如 90 年代初期國際地圈—生物圈計劃（IGBP）開始實施的全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)（GCTE）項目已開始注重在各種尺度上對各生態(tài)過程的研究，它們在全球各個氣候帶上選取典型樣帶，以保證數(shù)據(jù)的代表性。此外，在模型設(shè)計中，各個參數(shù)的選擇要盡可能地反映自然界的真實情況。雖然現(xiàn)在各類模型都存在一定的缺陷，但它們也有各自的優(yōu)點，如何使它們揚長避短，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，也是當(dāng)前亟待解決的問題。因此，各類模型的相互結(jié)合、相互滲透也是當(dāng)前更為準(zhǔn)確地預(yù)測未來氣候變化對森林影響的趨勢[44、45]。

總之，氣候變化對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響是多方面的、復(fù)雜的。要正確評價森林生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)，就必須對森林的結(jié)構(gòu)和動態(tài)、物質(zhì)和能流的交換過程以及氣候和其它環(huán)境因素與森林間的相互作用進行全面和充分的了解。

參考文獻

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三、高山地帶氣候變化及其所產(chǎn)生的自然景觀特征，有利于人們生活生產(chǎn)上~~~~？

氣候和植被的垂直變化有利于生產(chǎn)方式的多樣化?。。?！

四、全球氣候變化的反思與啟示 氣候變化原因,主要是反思.啟示!

氣候的惡化,說到底,還是人類自身的原因,人為因素是導(dǎo)致氣候變化的直接原因,所以,最應(yīng)該反思的還是人類本身.眾所周知,全球大氣層和地表這一系統(tǒng)就如同一個巨大的"玻璃溫室",使地表始終維持著一定的溫度,從而,產(chǎn)生了適和人類和其他生物生存的環(huán)境.在這一系統(tǒng)中,大氣既能讓太陽輻射透過而達(dá)到地面,同時又能阻止地面輻射的散失,大氣對地面的這種保護作用叫做大氣的溫室效應(yīng).造成溫室效應(yīng)的氣體稱為"溫室氣體",它們可以讓太陽短波輻射自由通過,同時又能吸收地表發(fā)出的長波輻射.這些氣體有主要有二氧化碳、甲烷、氯氟化碳、臭氧、氮的氧化物和水蒸氣等,其中最主要的是二氧化碳.在人類實現(xiàn)工業(yè)化以前的19實際初,大氣中二氧化碳的濃度為270ppm,而到了1988年已上升到350ppm.大氣中二氧化碳濃度增加的原因主要有兩個,首先,人口的劇增和工業(yè)化的發(fā)展,人類社會消耗的化石燃料急劇增加,燃燒產(chǎn)生大量的二氧化碳進入大氣,使大氣中的二氧化碳濃度增加；其次,森林毀壞使得被植物吸收利用的二氧化碳的量減少,造成二氧化碳被消耗的速度降低,同樣造成大氣中二氧化碳濃度升高.二氧化碳以外的溫室氣體,如甲烷、氯氟烴（氟里昂）、氧化氮等也在不同程度地增加著.許多科學(xué)家都認(rèn)為,溫室氣體的大量排放所造成溫室效應(yīng)的加劇可能是全球變暖的基本原因.

另外,人口膨脹,超載超量,過度開墾,亂砍濫伐也是導(dǎo)致全球變暖的主要因素.據(jù)專家介紹,今天的森林生態(tài)系統(tǒng),是大自然經(jīng)過8000年的進化才逐漸形成的.今天,所有的原始森林都淪為伐木業(yè)大規(guī)模開采利用的目標(biāo).在熱帶地區(qū),許多現(xiàn)在已蕩然無存的森林就是在過去的50年被砍伐一空的.僅1960年至1990年,就有超過4.5億公頃的熱帶森林被吞噬,占世界熱帶森林總面積的20%；還有數(shù)百萬公頃的熱帶森林在砍伐、農(nóng)田開墾和礦產(chǎn)開采中退化.想必大多數(shù)朋友都讀過《狼圖騰》,書中記載的草原沙化問題大家可能記憶猶新.破壞草原的不是天,而是人,人們過度的獵狼間接的破壞了生態(tài)平衡.狼是食物鏈當(dāng)中的一個重要環(huán)節(jié),狼沒有了,羊和許多以狼為天敵的草食性動物大量繁殖,繁殖速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了草原的繁殖速度,從而導(dǎo)致了草原的退化,草原沙漠化的程度達(dá)到了驚人的地步.綠色植物的逐漸消失,破壞了生態(tài)平衡,氣候也受到了影響.人們在追求經(jīng)濟利益的同時,忽略了自然界的生態(tài)平衡,從長遠(yuǎn)利益來看威脅到了子孫后代的生存,這與當(dāng)今所提倡的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相背離.

人類文明發(fā)展到今天,生活水平已經(jīng)達(dá)到了一個相當(dāng)高的水平,沒有哪個時代像今天這樣繁華似錦.高樓聳立,汽車川流不息,人們的衣,食,住,行都得到了空前的提高.另一方面,人類付出的代價也是極為巨大的,單從環(huán)境這一點,人們就應(yīng)該好好的反思.空氣污染,水資源短缺,氣溫升高,海平面上升,這些在未來的某一天極有可能成為制約人類文明繼續(xù)發(fā)展的因素.我們決不能吃祖宗飯,斷子孫路,否則,人類社會將無以為繼.現(xiàn)在,氣溫已經(jīng)向人類發(fā)出了警告,接下來還會發(fā)生什么,水資源短缺?臭氧空洞?海平面整體上升?這些問題會在以后的日子里接踵而至,事態(tài)正在發(fā)展,也許我們這一帶人不會遇上,但是,這并不等于我們的后輩不會遇上.

鑒于此,我們應(yīng)該吸取教訓(xùn),從源頭上遏制環(huán)境的繼續(xù)惡化一方面,要根據(jù)溫度、水資源、生物等氣候環(huán)境因子的空間格局與演化趨勢,調(diào)整生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與生活方式,從身邊的小事做起,哪怕每天少開一次空調(diào),有車一族開環(huán)保型車輛；另一方面,積極采取多種減緩措施,堅持把減緩氣候變化的核心技術(shù)作為優(yōu)先領(lǐng)域,實施節(jié)能優(yōu)先的能源政策,積極開發(fā)可再生能源技術(shù)、先進核能技術(shù),風(fēng)能,太陽能以及高效、潔凈、低排放的煤炭利用技術(shù)和氫能技術(shù).同時,要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長模式,改進土地利用方式,加強森林資源的保護和管理,大力推進植樹造林.

地球是我們賴以生存的家園,讓我們一起攜手,保護地球,保護生命的搖籃.

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