川西亚高山针叶林对气候变化响应的研究

随着全球气候变化的不断加剧，陆地生态系统对气候变化的响应日益引起人们的关注，尤其是在生态脆弱的山地区域对全球气候变化的响应更是关注的重点。本项目选择四川卧龙地区作为研究地点，在海拔梯度上连续的样带设置，通过对样带上树木年轮的取样测定分析以及对样地群落的物种组成、土壤种子库、幼苗更新和环境因子等的调查分析，采用树木年轮气候学方法，在对树木年轮交叉定年和树木年表建立的基础上进行响应函数分析、确定气候重建要素、构建气候重建模型、反演历史气候；建立亚高山针叶林与气候变化之间的模拟模型，同时，从亚高山针叶林的年龄结构、物种组成、土壤种子库以及幼苗更新等要素在海拔梯度上分布方面，阐明亚高山针叶林的迁移规律与气候的适应性，揭示亚高山针叶林对气候变化的响应机制，为亚高山生态系统对气候变化的适应性管理提供理论依据。

项目根据原有申请设计，在四川卧龙地区选择亚高山针叶林作为研究对象，通过3年的野外调查、实验以及采样分析，沿海拔梯度设置了一条30m×1600m的固定样带（海拔2900-3750m），揭示了岷江冷杉林物种组成、多样性、年龄结构和幼苗更新随海拔梯度的规律，构建了沿海拔梯度的树轮年表，反演了过去气候历史波动，阐明了岷江冷杉林迁移波动特征及其气候驱动要素。研究结果表明：研究样地共统计植株14185株，共104植物物种，分属36个科和75个属；植株密度和径级大小随海拔下降趋势，冷杉幼苗密度随海拔梯度有不断增加的趋势，特别是在3450米以上地带，幼苗更新能力增加最为突出；群落物种多样性指数随海拔有不断下降的趋势，而均匀度指数随海拔梯度波动平缓；冷杉年龄随海拔也有下降趋势，说明亚高山针叶林为适应气候变化有向高海拔迁移的趋势；树轮年表中的温度信号随海拔梯度有不断上升的趋势，并根据高海拔带年表重建了研究区过去240年温度重建序列，重建序列表明在1990年代后增温明显，可能导致研究区林线上移速率增加。另外，研究发现随海拔升高土壤CO2释放的温度敏感性更强，未来气候变化可能对高海拔地区的土壤CO2释放带来影响。