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20世纪全球气候正经历着以变暖为主要特征的显著变化,全球尺度气候的变暖必然会对区域气候产生深刻的影响。中国东北地区过去50年来的气象观测数据表明,该区气候已经发生了明显的变化。中温带针阔叶混交林是中国典型植被类型之一,是东北地区植被类型的代表。过去半个世纪气候的变化已对本区的针阔叶混交林生长产生了一定程度的影响,同时针阔叶混交林也已对区域气候的变化做出了一定程度的响应。生态系统对气候变化的动态响应多以优势物种的变化为特征,研究优势树种对气候变化响应的特点和规律,对准确地评估生态系统的结构和功能的未来变化趋势,以及林业部门和自然保护区制定适应气候变化的决策,具有重要的现实意义。本文采用树木年轮学、植物生理生态学和自然地理学的理论与方法,在树种尺度上分析气候变化对针阔叶混交林中优势树种生长的影响。本文主要结论如下:
1.研究期内高、低海拔两个样点长白落叶松生长量呈显著正相关(P＜0.05)。高海拔(CB1样点)树木生长量呈显著增加趋势(P＜0.05);而低海拔(LY2样点)树木生长量呈下降趋势,未达到显著水平。高、低海拔落叶松生长量波动范围分别为47.7～90.3 dm3/株和12.5～26.9 dm3/株。
高海拔(HY2样点)、低海拔(HJS和HLJ样点)三个样点红松生长量在年际间的波动中均呈显著增加趋势(P＜0.01),样点间生长量显著正相关(P＜0.05)。在年代际尺度上,三个样点红松生长自20世纪80年代显著增加(P＜0.01)。三个样点红松生长量波动范围分别为13.4～29.4dm3/株,25.2～63.6dm3/株和9.8～38.5dm3/株。
2.低海拔长白落叶松生长较适宜的冬季最高气温范围在-3℃～2℃。高海拔长白落叶松生长适宜的年相对湿度范围在72％～74%。
红松生长较适宜的生长季平均气温范围在16℃～17℃,年平均气温范围在2℃～3℃。
3.对于LY2样点,研究期内冬季最高气温的变化趋势是自-4℃升至2℃,生长量下降的幅度约是11.5 dm3/株。对于CB1样点,研究期内相对湿度的变化趋势是77%降至71%,生长量增加的幅度约是21.7dm3/株。
生长季均温和年均温呈显著增高趋势,不同海拔红松生长量的响应有差异:研究期内生长季平均气温对HJS样点红松生长量影响最大,生长季气温的变化趋势是自15℃升至18℃,生长量增加的幅度约是27.6 dm3/株。生长季平均气温对低海拔HY2样点红松生长量影响最小,研究期内生长季气温的变化趋势自12℃升至15℃,生长量增加的幅度约是9.2dm3/株。年均气温对HJS样点红松生长量影响最大,研究期内年均气温的变化趋势是由1℃升至4℃,生长量增加的幅度约是28.3 dm3/株。年均气温对HY2样点红松生长量影响最小,研究期内年均气温的变化趋势是由-2℃升至1℃,生长量增加的幅度约是7.2 dm3/株。
4.高、低海拔长白落叶松生长受生长季、春季极端最高气温影响,受生长季、冬季和春季极端最低气温影响,受年/生长季前极端降水量影响。
高、低海拔红松生长分别受春季和年、生长季极端最高气温影响,均受年/季节极端最低气温影响。极端降水量无法解释低海拔红松生长量距平变化,生长季和年极端降水量影响高海拔红松生长。