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成都生物所在探明西南山地针叶林动态格局中获新进展
更新日期: 2019-07-22 作者: 廖梓延 文章来源:
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 针叶林是以针叶树为建群树种所组成的各类森林的总称,包括常绿和落叶,耐寒耐旱和喜温、喜湿等类型的针叶纯林和混交林,分布于热带、亚热带、温带和寒带地区,有超过50%的温性针叶林分布于亚洲,其中大多数受胁树种分布于西南地区。 

 西南地区包括四川省、云南省、贵州省、重庆市、西藏自治区、广西自治区等6省市区的全部,以及甘肃、陕西、青海等省的部分区域,孕育了近3万种高等植物,约占我国高等植物总数的96%,是世界温性针叶林的主要分布区,珍稀动物的栖息地,也是亚洲水塔,对我国乃至亚洲的生态安全具有十分重要的作用。 

 温性针叶林可分为两种亚型,其中松属 (Pinus)、油杉属(Keteleeria)、铁杉属 (Tsuga)和柏木属(Cupressus)等物种属暖温性针叶林,而冷杉属 (Abies)、云杉属 (Picea)、落叶松属 (Larix)和刺柏属 (Juniperus)等物种属冷温性针叶林。由于受第四纪气候波动的影响,北方针叶林退缩至“避难所”,并在随后经历着不断地扩张和收缩。迄今为止,分布于西南山地的两类针叶林在第四纪及在未来气候变化下的潜在分布格局仍然不清楚,第四纪以来,西南的针叶林经历了哪些变迁?为什么要发生那些变迁?未来如何变化?这些尚是一团谜,制约了我们提出相应的应对策略。 

 中国科学院成都生物研究所生态过程与生物多样性组来自埃及的博士研究生Mohammed A. Dakhil在导师潘开文研究员的指导下,采用最大熵 (MaxEnt)模型,基于两个全球环流模型 (CCSM4MIROC-ESM),采用19个生物气候因子,并结合12675个点位记录建立了分布模型,重建了西南地区针叶林在全新世中期 (6000年前)、末次盛冰期 (21000年前)、末次间冰期 (130000年前)和现代的潜在分布格局,用孢粉和化石数据证明了重建结果的可靠性;同时,预测了2050年及2070年西南地区针叶林的潜在分布。 

 研究发现最干燥季的平均温度、其次是温度年变化和最热季的降水量是控制西南地区针叶林分布的最重要的变量;最热季的气候稳定性解释了冷性针叶林分布范围的稳定性,最干季温度的变幅解释了暖性针叶林分布范围的变化。与现代分布相比,自末次间冰期(13万年)以来,西南地区冷性针叶林适生区面积逐渐增加;与末次盛冰期相比,西南地区冷性针叶林适生区面积在中全新世(6000年)有小幅衰减,形成现有的冷性针叶林的分布格局,而在未来(2050年、2070年),现有的冷性针叶林适生分布区面积有小幅收缩。西南地区的暖性针叶林从末次间冰期到现在具有相似的变迁过程,但在未来则呈增加的趋势。过去和未来时期的气候变量可用作识别“气候稳定”区域的生态指标,这些“气候稳定”的区域成为针叶林的避难所,西藏东南部、云南西北部、四川西部、四川盆地、秦岭-大巴山区是气候稳定区,是针叶林的稳定避难所。在未来气候变化背景下,暖性针叶林将向青藏高原东北方向发生迁移,而冷性针叶林将向青藏高原腹地迁移,横断山高山峡谷区、秦岭-大巴山区作为针叶林迁移扩散的重要廊道对针叶林的稳定具有十分重要的作用,研究结果为西南地区针叶林的保护和可持续管理提供了重要科技支撑。 

 该研究获得国家重点研发计划(2016YFC0502101)及国家留学基金委 (2017GXZ010412)的资助,文章以Past and future climatic indicators for distribution patterns and conservation planning of temperate coniferous forests in southwestern China为题发表于Ecological Indicators (2019) 

 原文链接 

  

    

   

当前西南地区针叶林的适宜分布区(左图为冷性针叶林,右图为暖性针叶林) 

   

6000年前西南地区针叶林的适宜分布区(左图为冷性针叶林,右图为暖性针叶林) 

    

21000年前西南地区针叶林的适宜分布区(左图为冷性针叶林,右图为暖性针叶林)

 

 130000年前西南地区针叶林的适宜分布区(左图为冷性针叶林,右图为暖性针叶林)


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