基于气候变化的浑河上游次生林生态恢复目标与管理策略模拟研究

Over 50% of forest is secondary forest in the world. In our contry, 46.2% of forest is secondary forest. Forest in Northeastern China occupies 1/3 forest area in China and 60% of it is secondary forest. The area of secondary forest is large, but the ecological function of it is low, because of the simple structure and low production of secondary forest. Secondary forest ecological restoration is an important issue of forest ecological management, and its direction and objective is uncertain in climate change senario. In this study, the forest gap model ForClim and forest landscape model LANDIS are coupled to study how forest responses to climate change. The objective of this study is (1) how the secondary forest responses to climate change and define the direction and range of secondary forest ecological restoration; (2) how the secondary forest responses to management strategies under climate change senario and explore the sustainable ecological restoration strategies which are good for forest function optimization.

次生林占世界森林面积50%以上，我国次生林面积占我国森林46.2%。东北森林占全国森林面积1/3，东北次生林是东北森林的重要组成部分，占东北森林的60%。次生林面积广泛却结构简单，生产力低下，大大地降低了森林应有的生态功能。次生林生态恢复历来是森林生态管理的重要议题，气候变化（暖）的新形势下，次生林生态恢复面临新的挑战，其方向和目标出现了不确定性。本研究耦合林窗模型ForClim 和森林景观空间精确模型LANDIS，综合运用植物地理学、景观生态学、生态学等多学科理论，通过研究新形势下即气候变化（暖）情境下，次生林森林景观对气候变化（暖）的响应特征，界定新形势下次生林生态恢复的方向和范围；通过模拟不同气候变化（暖）预案下，次生林景观对不同管理政策的响应规律，探讨有利于森林功能优化和可持续发展的生态恢复策略。

东北森林占全国森林面积1/3，东北次生林是东北森林的重要组成部分，占东北森林的60%。次生林面积广泛却结构简单，生产力低下，大大地降低了森林应有的生态功能。本研究耦合林窗模型ForClim 和森林景观空间精确模型LANDIS，次生林森林景观对气候变化（暖）的响应特征；通过模拟不同气候变化（暖）预案下，次生林景观对不同管理政策的响应规律，探讨有利于森林功能优化和可持续发展的生态恢复策略。.本研究首先利用ForClim模型的分支TreeMig模型，模拟林分水平上的森林动态变化。在TreeMig中模拟的浑河上游总生物量和叶面积指数的变化。总的平均生物量和叶面积指数在整个模拟期间内呈现典型的演替特征，只在2000年有轻微波动。2000年到2100年间，生物量和叶面积指数呈现波动下降的趋势。2100年以后，波动仍然很剧烈，生物量再次呈现上升的趋势。总生物量的空间分布具有强烈的年际变化（图10，图11仅显示每10年的变化）。2000以后，在低地区域下降最多，低于最大值的一半（2110年），但是，随后部分地区能较快的恢复（从2110年到2120年）。. 利用森林景观模型LANDIS预测不同气候和不同管理政策对浑河上游森林动态变化的影响。（1）尽管不同气候条件下，森林自然演替都是缓慢的向本地区顶级群落阔叶红松林演替。但是，在现行气候条件下红松的面积百分比从开始的4.16%上升到19.53%，蒙古栎面积百分比则由44.81%下降到30.94%。而在气候变暖条件下，红松的面积百分比仅上升到16.63%，而蒙古栎面积百分比仅下降为38.74%。这表明红松在本研究区的竞争力下降而蒙古栎的竞争力上升。（2）无论是在现行气候条件下还是在气候变暖条件下，红松的种植效率都随种植强度的上升而下降。而同一种植强度，在气候变暖的条件下，由于红松在本研究区的竞争力下降，从而导致红松的种植效率下降。（3）因此，鉴于气候变化的不确定性和投入的有效性，本研究建议30%红松种植强度适宜本地区生态恢复。