南亚热带森林演替过程中小气候的改变及对气候变化的响应

作     者：刘效东 周国逸 陈修治 张德强 张倩媚 LIU Xiaodong;ZHOU Guoyi;CHEN Xiuzhi;ZHANG Deqiang;ZHANG Qianmei

作者机构：中国科学院华南植物园广州510650 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《生态学报》 (Acta Ecologica Sinica)

年 卷 期：2014年第34卷第10期

页      面：2755-2764页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家重点基础研究发展规划(973)(2009CB421101) 国家自然科学基金项目(NSFC31170375) 

主　　题：鼎湖山 小气候 水热环境 森林演替 气候变化 

摘      要：区域水热格局变化和系统演替深刻影响森林内部小气候,不同演替阶段森林内部水热环境对气候变化的响应和反馈作用有待进一步认识和评估。以南亚热带地区的3种不同演替阶段代表性森林生态系统统(人工恢复的马尾松针叶林(Pinus massoniana coniferous forest,PF)、马尾松针阔叶混交林(mixed Pinus massoniana/broad-leaved forest,MF)和季风常绿阔叶林(monsoon evergreen broad-leaved forest,MEBF))为研究对象,通过分析其林内小气候林型间差异以及时间序列上的动态变化,探讨森林系统内部水热环境的改变机理。结果表明:演替驱动下,随着PF→MF→MEBF的正向发展,林内温度条件如气温、土壤温度逐渐降低,林内相对湿度、土壤层及凋落物含水量等水分状况逐步升高。不同林型在雨热同期的南亚热带地区其降温效应有差,演替初期的PF干、湿季降温效应分别为7.9%和3.6%,中期MF分别为11.6%和6.4%,顶级群落MEBF干、湿季降温效应可达15.7%和10.5%。总体上,随演替降温增湿效应越来越显著,且降温表现为干季更明显,而增湿表现为湿季明显。此外,演替驱动下后期森林对高温及土壤温度的调节作用更为突出。时间序列上,区域降水趋于极端化的格局影响下,森林生态系统的水分固持能力下降。主要表现为:自1984年以来,3种林型0—50cm土壤含水量均呈显著降低的趋势(PMEBFPF,干季为MEBFMFPF。虽然研究期间3种林型林内气温、土壤温度无明显趋势性变化,但顶级群落MEBF林内相对湿度(P=0.021)、凋落物自然状态下含水量(P=0.003)在年际尺度上均呈现显著下降的趋势。与土壤含水量干、湿季下降速率的格局一致,二者也均为湿季大于干季。研究认为,成熟森林可能在当前南亚热带区域气候变化及水热格局改变背景影响下更为敏感和脆弱。