11 期於琍等 : 植被地理分布对气候变化的适应性研究 1327 Soil and Atmosphere) 模型已成功地应用于全球和区域尺度上生态系统变化评估, 对于生态系统主要过程及功能的模拟已取得了很好的研究成果 [10-11] 为了能够评价气候变化对植被地理分布格局的影响, 从而能更全面

Size: px

Start display at page:

Download "11 期於琍等 : 植被地理分布对气候变化的适应性研究 1327 Soil and Atmosphere) 模型已成功地应用于全球和区域尺度上生态系统变化评估, 对于生态系统主要过程及功能的模拟已取得了很好的研究成果 [10-11] 为了能够评价气候变化对植被地理分布格局的影响, 从而能更全面"

瞬栾
5 years ago
Views:

1 第 29 卷第 11 期 2010 年 11 月地理科学进展 PROGRESS IN GEOGRAPHY Vol29, No11 Nov, 2010 植被地理分布对气候变化的适应性研究 1,2 於琍, 李克让 3, 陶波 3 3, 徐明 (1 国家气候中心, 北京 ;2 中国气象局气候变化中心, 北京 ; 3 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 ) 摘要 : 开展气候变化对植被生产力及分布格局影响的研究较多, 但分析植被地理分布与气候条件之间适应关系的研究还不多见本研究以气候与植被关系为基础, 采用植被对气候变化响应的时滞性, 模拟不同植被类型对气候变化的动态响应过程, 以当前气候条件和未来气候变化情景下植被地理分布实际发生和潜在的转变情况来定量表达植被地理分布与气候条件间的适应关系, 评价植被地理分布对气候变化的适应性结果表明, 当前气候条件下 ( 年 ), 中国植被对气候变化适应性总体较好, 适应性较差的地方主要为森林灌丛和草地荒漠的交界处, 植被的地理分布已经有所改变, 约占 5%; 在华东地区森林灌丛过渡带内蒙古地区的灌丛草地过渡带以及青藏高原南部的草地生态系统等对气候的适应性也较差, 约占 35%, 这些地区的植被有退化的倾向, 植被的地理分布有可能会发生变化中国植被对未来气候变化 (IPCC-SRES-A2 情景 ) 的适应性总体较好, 84% 的植被变化表现为正向的变化, 特别是在西北地区, 未来气候条件将有所改善, 这些地区的植被覆盖可能会有所提高植被潜在的变化中约 79% 的植被可以适应未来的气候, 但在青藏高原南部和内蒙古地区及西北的部分地区的草地生态系统对未来气候变化的适应性较差, 有退化的倾向关键词 : 植被地理分布 ; 气候变化 ; 适应性 ; 模拟 ; 中国气候变化对植被和生态系统的影响已经引起国内外学着的高度重视生态系统在不同尺度上对气候变化的适应性是其中的关键问题, 但现有的研究主要集中在植物分子水平以及植被生理机理方面, 在植物群体生态系统景观及区域尺度上的研究甚少, 对较大的空间尺度以及较长的时间尺度上植被或生态系统对气候变化的响应及适应机制还缺乏了解, 致使其成为预测未来陆地生态系统变化趋势的不确定性的主要来源之一, 也限制了诸多气候植被模型在预测气候变化长期影响研究中的 [1] 应用新一代的生态系统过程模型已经意识到这个问题, 并着手就生态系统对气候变化的适应性机理开展了一系列理论整合和改进, 但对植被或生态系统长期的适应机制认识和了解需要以连续有效的试验为基础, 在这个方面的突破还需要长期的积 [2 5] 累气候变化给陆地生态系统从格局到功能带来了深刻的影响, 植被的地理分布及其对气候变化的响应是生态系统与环境相互作用相互适应的具体表现认识植被与气候条件之间的相互适应关系, 由适应或不完全适应的时滞性导致的持续影响 [6] 的定量化描述不可或缺国内外已经开展了大量的气候植被关系方面的研究, 在对生态系统的影响等诸多方面已经都有广泛的应用植物生态学的观点认为主要的植被类型表现出植被对主要气候类型的响应, 每个气候类型或分区都有一套相应的植被类型, 气候与植被的这种对应关系包含了气 [7 9] 候系统与植被之间的相互作用和相互适应为认识和分析植被地理分布与气候条件之间的适应关系, 基于中国气候植被的关系, 反演了中国自然植被的地理分布格局, 以不同植被类型对气候变化响应的时滞性和气候植被的定量关系模拟气候变化对植被地理分布的动态影响, 根据植被地理分布变化的方向及频次建立植被分布格局对气候变化适应性的定量表达方法, 评价植被与气候条件之间的适应关系, 认识气候变化对中国自然植被的影响及植被与气候的适应关系, 为相关研究提供方法上的借鉴及结果对比 1 研究方法 11 模型的改进和数据 CEVSA(Carbon Exchange between Vegetation, 收稿日期 : ; 修订日期 : 基金项目 : 公益性行业科研专项 (GYHY ) 作者简介 : 於琍 (1976-), 女, 博士, 主要从事气候变化与生态系统过程研究 yuli@cmagovcn 页

11 期於琍等 : 植被地理分布对气候变化的适应性研究 1327 Soil and Atmosphere) 模型已成功地应用于全球和区域尺度上生态系统变化评估, 对于生态系统主要过程及功能的模拟已取得了很好的研究成果 [10-11] 为了能够评价气候变化对植被地理分布格局的影响, 从而能更全面准确地表达生态系统对气候变化的响应和适应, 根据中国气候植被特点建立中国气候植被关系, 在

2 11 期於琍等 : 植被地理分布对气候变化的适应性研究 1327 Soil and Atmosphere) 模型已成功地应用于全球和区域尺度上生态系统变化评估, 对于生态系统主要过程及功能的模拟已取得了很好的研究成果 [10-11] 为了能够评价气候变化对植被地理分布格局的影响, 从而能更全面准确地表达生态系统对气候变化的响应和适应, 根据中国气候植被特点建立中国气候植被关系, 在 CEVSA 模型的基础上增加植被地理分布对气候变化的动态响应过程的模拟在本研究中将自然植被划分为 12 类, 分别为常绿针叶林常绿阔叶林落叶针叶林落叶阔叶林混交林有林地林草地郁闭灌丛稀疏灌丛草地荒漠和裸地 [12] 参考 Doly 模型气候植被关系, 选择对植物生长发育及生理活动有显著限制作用的气候因子, 建立主要气候因子与植被类型之间的定量关系, 反演一定气候条件下自然植被类型的地理分布格局 [13] 选取的气候指标包括最冷月平均温度最暖月平均温度, 0 和 5 积温及湿润指数 ( θ ) 等其中最冷月和最暖月平均温度决定了植被分布的热量限制因素, 积温用以确定植物生长的热量条件以及植物生长季长度, 而湿润指数则是气候干湿程度的指示, 决定植被的生活型绝对最低温度与最冷月平均温度的回归方程为 : T abmin =(T min ) (1) 式中 :T abmin 为绝对最低温度 ;T min 为最冷月平均温度在不考虑水分条件影响的情况下,T abmin 介于 -15~-40 之间, 植物生活型为落叶型 ;-40~ -55 为常绿针叶林 ;< -55 为落叶针叶林 ;> -15 则为常绿型湿润指数 θ [14] 定义如下 : θ = AET D 式中 :D 为潜在蒸散量, 取决于能量供给, 如地表净辐射 ;AET 为实际蒸散, 与土壤水分含量及植被生长情况有关受季风气候和地形条件等的综合作用, 中国的植被的地理分布 [15-17] 有着独特的区域特点, 在确定植被分布的气候阈值时充分考虑了中国的气候特点 ( 表 1) 对改进后的 CEVSA 模型模拟的潜在植被分布类型及大致范围分别与 BI- OME3 模型在中国的模拟结果及侯学煜编制的中国植被分布图进行了比较, 显示了较为一致的分布 (2) 格局及范围, 表明本研究对中国潜在植被地理分布的模拟是合理可行的 [16] 但需要说明的是, 不同的研究所依据的植被类型的划分标准不同, 也存在研究方法的差异, 本研究模拟自然植被的潜在地理分布, 与基于植被功能型的 BIOME3 的模拟结果以及基于实际植被分布的中国植被分布图还是有一定的差异为进一步说明本研究结果合理可行, 采用本研究所建立的气候植被关系模拟的未来气候变化情景下 21 世纪末 (IPCC-SRES-A2 情景年平均气候条件 ), 中国自然植被潜在分布格局的变化和同行的研究结果进行对比由于不同的研究者采用的植被分类各不相同, 甚至研究方法和研究数据, 如气候数据土壤数据等也有所不同, 在一定程度上影响到相互之间的可比性就具体的植被类型的变化, 不同的研究者甚至有相反的研究结果, 但综合来看, 较为一致的结论有 : 未来气候变化情景下, 中国热带常绿阔叶林温带落叶阔叶林以表 1 不同植被类型的判读指标 Tab1 The primary indicators for recognizing vegetation types 植被类型森林常绿落叶 050~07/045~05 针叶阔叶 045~07/045~07 混交林 1100~4500 有林地 -12~15 042~045 林草地 -25~18 035~055 灌丛 -25~18 008~050 草地 008~040 荒漠 < 裸地注 : 为最冷月平均温度 ; 为积温 ; 为湿润指数图 1 基于气候植被关系反演的中国植被地理分布 Fig1 Geographic distribution of vegetation based on the climate-vegetation relationship in China 南海诸岛植被类型常绿针叶林常绿阔叶林落叶针叶林落叶阔叶林混交林有林地林草地郁闭灌丛稀疏灌丛草地荒漠裸地

3 1328 地理科学进展 29 卷 1 及灌丛等植被类型的覆盖将有所增加, 而北方森林草地及荒漠等的分布将减少植被与环境条件之间是不断地相互作用相互影响, 包含了二者的适应关系, 是个动态的响应过程对该过程的模拟主要参考了 MOVE(Migration Of VEgetation) 模型, 即不同植被类型对气候变化的滞后时间不同, 其中以森林滞后时 [19] 间长, 灌丛和草地滞后时间短由于情景数据的限制, 模拟的时间相对森林等植被类型的转变较短 (100 年 ), 为了能够反映植被类型的迁移及其潜在的变化, 对本研究所采用的植被类型的滞后时间均采用了大致所需的最短时间 ( 表 3) 为消除气候的年际波动对植被类型的影响, 在对植被动态模拟的子模块中参考了 CM1 模型的方法采用指数平滑法对温度降水土壤含水量等进 [20] 行平滑 : y t = x t (e -1/τ ) + y t - 1[ 1 -(e -1/τ )] (3) 式中 :y t 为平滑的要素 ;x t 为未经平滑的要素 ;y t - 1 为该要素上一年的同期值 ;τ 为平滑的取值年限改进后模型的时间步长为 10 d, 空间分辨率为经纬格模型的驱动数据包括 : 温度降水相对湿度和云量等, 其中年的数据来自中国气象局约 730 个站点的观测数据 ; 年的情景数据来自中国农业科学院可持续发展研究所基于 IPCC-SRES-A2 情景模拟的未来 100 年中国区域的温度和降水数据, 与当前气候条件相比 ( 年平均气温 ), 到本世纪末 ( 年平均气温 ) 中国年平均气温上升了约 44, 年平均降水量的变化在 -330 ~ 780 mm 之间上述数据均采用澳大利亚 ANUSPLIN 31 样条函数插值法内插为经纬网格 2000 年以前的大气 CO 2 浓度数据来自于美国夏威夷 Mauna Loa 观测站 ( 而年的 CO 2 浓度数据为 Hadley GCM 情景数据土壤质地数据采用中国科学院南京土壤所的土壤质地图, 以 1981 年中国土壤质地分类为标准, 以万中国成土母质类型图为底图, 参考中国科学院南京土壤所的中国土壤图数字化获得 ; 土壤类型和质地资料来自万中国土壤质地模型名称区域植被动态模型植被类型最短死亡种子迁移及建成时间总计时间年萌发时间年年年常绿针叶林常绿阔叶林落叶阔叶林落叶针叶林混交林有林地林草地郁闭灌丛稀疏灌丛草地荒漠裸地注 : 暖温带混交林的滞后时间为年, 冷温带混交林的滞后时间为年, 暖草草地的滞后时间为年, 冷草草地的滞后时间为年据整理图的数字化, 分别建立驱动模型的栅格数据首先以年 30 年平均气候资料反演基准气候条件下中国潜在植被的地理分布 ( 图 1), 并运行模型至生态系统平衡态, 即各个状态变量如植被和土壤碳贮量以及土壤含水量等的年际变化小于 01%, 且 NPP LT(Litter Productivity, 凋落物量 ) 和 HR 相等 ( 即 NEP 为零 ), 然后用年每 10 天气候数据驱动模型进行动态模拟在每个模拟年结束后, 根据滑动平均的气候状况判定植被分布情况, 若满足植被类型转变条件, 则对植被类型进行更新在下一个模拟年中以新的植被类型对植被的生长分配和凋落等过程进行调控改进后的模型除了可以输出生态系统过程功能特征量评估生态系统过程功能对气候变化的响应之外 [21], 还可以模拟植被地理分布对气候变化的动态响应, 从而可以根据植被的变化情况, 对一定气候条件下植被对气候条件的适应情况作出评估研究者赵茂盛等等本研究气候情景假定情景植被分类扩展的热带落叶林常绿阔叶林温热带常绿阔叶常绿阔叶林植被类萨瓦那灌丛带常绿针叶林林亚热带针阔常绿针叶林型草地落叶阔叶林禾混交林常绿针落叶阔叶林 ; 植被类型变化缩减的植被类型表 2 本研究的结果与其他研究结果的比较 Tab2 Comparison of the results with other researches 北方落叶林高山荒漠苔原极地冰川荒漠本科草地矮灌丛叶林灌丛灌丛亚热带针叶林北方森林苔原落叶针叶林混落叶针叶林萨草地荒漠交林林草地瓦那落叶灌丛萨瓦那草地 ; 草原荒漠注 : 采用的假定气候情景为浓度倍增, 月平均气温增加, 月平均降水量增加包括种农业植被类型表 3 改进后的 CEVSA 模型中各种植被类型对气候变化响应的滞后时间 Tab3 The time lags of different vegetation types to climate change in improved CEVSA model

4 11 期於琍等 : 植被地理分布对气候变化的适应性研究植被地理分布对气候变化适应性定量评价方法在气候因素的长期持续影响下, 植被会随气候的变化而相应地发生变化, 但不同植被类型对气候响应的时间各不相同, 即植被对气候变化的滞后效应滞后时间的长短因植被类型而异, 森林类植被滞后时间长, 而灌丛和草地等的滞后时间短植被响应的滞后时间段中, 类型虽然没有发生变化, 但已经与现有气候条件不相适应了, 将这种植被地理分布尚未改变但已经不满足气候植被分布关系中与其对应的气候条件称之为植被的潜在变化并予以分析为表达植被地理分布对气候变化的响应及适应, 将植被覆盖类型划分为森林灌丛草地和荒漠 4 大类, 具体而言即常绿针叶林常绿阔叶林, 落叶针叶林落叶阔叶林混交林有林地统一合并为森林, 稀树草原郁闭灌丛稀疏灌丛则归属为灌丛, 加之草地和荒漠, 并定义植被自荒漠向森林方向的转变为气候变化对植被生长的正效应, 即正向变化, 反之为逆向变化研究采用一定时段内 ( 年和年 ) 植被实际发生的转变和潜在的转变及方向表示植被地理分布与不同气候条件的适应情况植被正向的变化表明气候条件对植被分布而言是有利的, 尽管植被的地理分布可能还没有发生变化, 但植被有正向变化的趋向, 表明气候的潜在影响是有利的, 即植被与气候条件能较好地相互适应 ; 植被负向的变化则刚好相反, 即气候变化对植被而言不利的影响相对较大, 可能改变植被的地理分布并导致植被退化, 即现有的植被类型不能或者难以适应这样的气候条件 2 结果分析模拟结果 ( 图 2a) 显示年间, 中国潜在自然植被地理分布的变化主要发生在森林 - 灌丛和灌丛草地的过渡带以及西北地区草地与荒漠生态系统的交界处,30 年间全国约 7% 的植被覆盖类型发生了变化, 其中以植被的负向变化为主, 约占 72%, 主要集中在东北和内蒙森林灌丛以及西北的草地荒漠的交界处, 表明该时段内气候条件对上述区域植被生长的影响是不利的, 导致植被发生退化性的变化, 植被对气候变化的适应性较差在青藏高原南部地区植被变化基本为正向的变化, 该地区当前的气候条件对该地区植被生长的影响是有利的, 植被覆盖度增加在森林和草地的过渡带, 植被的变化比较复杂, 正向和负向的变化都有, 这也正是过渡带植被对气候变化敏感的具体体现总体而言过渡带的东南部植被的负向变化较多, 而过渡带的西北部植被的变化以正向变化为主, 即植被过渡带的东南部地区植被与气候之间的适应性较差, 而在西北部地区植被对气候的适应性较好植被与气候之间的适应情况不仅反映在植被地理分布格局的变化上, 还包含一些潜在的响应, 即便植被地理分布没有改变, 植被与气候之间的适应关系已经发生变化, 因此对植被与气候之间相互作用中潜在的不可见的变化的描述能更清晰地表达植被与气候之间的适应与否因此, 同样对植被地理分布的潜在变化进行分析 ( 图 2b), 图例中负号表示植被地理分布的潜在变化方向为负向, 表明植被与当前的气候条件不相适应 ; 数字为该研究时段内不相适应的气候条件出现的净次数, 表明气候与植被不适应的程度相对植被的实际变化而言, 植被潜在的变化普遍很多, 占有植被覆盖地区的 82%, 其中大部分的潜在变化方向是正向的, 约占 65%, 表明气候变化 a 变化方向负向变化无变化正向变化 b 变化方向及次数 < ~ -3-3 ~ 0 无变化 0 ~ 3 3 ~ 10 > 10 图年中国植被地理分布的实际变化方向 (a) 和潜在变化方向和次数 (b) Fig2 The actual and potential changes of geographic distribution of vegetation simulated by the improved CEVSA model in in China

1330 地理科学进展 29 卷 1 对多数生态系统而言是有利的, 即从生态系统的自我适应能力来看, 植被能较好地适应该时段内的气候条件, 特别是在中国的华北地区和东北的部分地区, 正向的潜在变化次数较高, 表明植被与气候条件之间的适应关系较好, 而且气候条件将有利于植被覆盖向更高的类型转变该时段中国生态系统适应能力较差的地区主要分布华东地区森林灌丛过渡带华东与内蒙地区交界的灌丛

5 1330 地理科学进展 29 卷 1 对多数生态系统而言是有利的, 即从生态系统的自我适应能力来看, 植被能较好地适应该时段内的气候条件, 特别是在中国的华北地区和东北的部分地区, 正向的潜在变化次数较高, 表明植被与气候条件之间的适应关系较好, 而且气候条件将有利于植被覆盖向更高的类型转变该时段中国生态系统适应能力较差的地区主要分布华东地区森林灌丛过渡带华东与内蒙地区交界的灌丛草地过渡带以及青藏高原南部的草地生态系统此外, 在内蒙地区和西北地区也有局部地区植被表现出潜在的负向变化, 总共约占 35%, 表明这些地区的气候变化对植被分布的影响是不利的, 植被不能很好地与气候相适应 IPCC-SRES-A2 未来气候变化情景下, 本世纪末中国潜在植被的实际转变以正向变化为主, 占 84%, 只有少数的植被变化表现为负向的变化, 仅为 16%( 图 3a) 可见未来气候条件对中国的植被生长是有利的, 植被可以较好地与未来的气候条件相适应对植被分布而言, 到本世纪末, 中国西北和内蒙等地的气候条件较现在有所改善, 有利于植被的生长, 植被覆盖度将有所提高植被覆盖度下降的地区分布较为零散, 主要出现华东和西北的部分地区, 这些退化的变化不足总变化的五分之一总体而言, 中国潜在植被可以较好地适应未来的气候变化就植被潜在的变化来看, 在 IPCC-SRES-A2 气候变化情景下到本世纪末, 中国大多数地区植被的变化同样都是以正向的变化为主 ( 图 3b) 植被正向变化和负向变化的区域分布较为明显具体而言, 到本世纪末中国大部分地区植被均为潜在的正向变化, 约占 79%, 表明植被的适应能力较好, 能较好地与气候条件相适应植被潜在的负向变化的区域分布比较集中, 约占 21%, 主要分布在内蒙古地区西北地区北部以及青藏高原南部的小部分地区从植被类型上来看, 表现为负向变化的植被类型多为草地, 表明未来气候条件可能不利于草地生态系统, 即草地生态系统可能不能很好的适应未来的气候条件而发生退化 3 结论和讨论生态系统对气候变化的适应性研究以及植被对气候变化的适应能力, 现有的研究多还局限于小尺度的短期的试验性研究, 限制了在不同时间和空间尺度上对植被与气候之间相互关系的认识本研究基于气候植被的关系及植被对气候变化的响应的时滞性来模拟气候变化对植被地理分布的可能影响, 根据植被类型的实际转变及可能发生的潜在变化来评估植被地理分布对气候变化的适应性, 认识未来气候气候变化对中国自然植被地理分布的影响, 主要结论如下 : (1) 目前气候条件下, 中国气候与植被相互适应的关系总体较好, 气候变化会改变气候与植被之间的适应关系, 但多数地区植被仍能较好的适应气候的变化 (IPCC-SRES-A2 情景 ) (2) 在当前气候条件下, 森林灌丛和草地荒漠的交界处植被与气候条件的适应性较差, 约 5% 的植被有所退化在青藏高原南部地区气候条件对植被生长有利, 植被覆盖度有所增加 (3) 从潜在变化来看, 大部分地区植被对当前的气候条件适应性较好适应性较差的地区主要分布华东地区森林灌丛过渡带华东与内蒙地区交界的灌丛草地过渡带以及青藏高原南部的草地生态系统, 约占 35%, 但气候条件尚不足以改变 a 变化方向负向变化无变化正向变化 b 变化方向及次数 < ~ -3-3 ~ 0 无变化 0 ~ 3 3 ~ 10 > 10 图 3 IPCC-SRES-A2 情景下年中国潜在植被类型的实际变化方向 (a) 和潜在变化方向及次数 (b) Fig3 The actual and potential changes of geographic distribution of vegetation simulated by the improved CEVSA model in under the IPCC-SRES-A2 scenarios in China

6 11 期於琍等 : 植被地理分布对气候变化的适应性研究 1331 这些地区自然植被的地理分布 (4) 到本世纪末 (IPCC-SRES-A2 情景 ), 气候条件对植被的影响表现为显著的正向变化, 特别是在西北地区, 植被与气候条件的适应性比较好, 植被覆盖可能会有所提高 (5) 从潜在变化来看, 中国大部分植被 ( 约 79%) 仍能较好地与气候条件相适应 ; 但在青藏高原南部和内蒙古地区及西北的部分地区的草地对未来气候的适应性较差, 有退化的倾向 (6) 气候与植被的相互作用一直是生态学研究的热点, 近年来在全球变化领域更是广泛开展, 建立很多以气候数据驱动的植被模型, 但受限于当前植被适应机理的研究水平, 对植被与气候的适应关系的评估研究也非常有限本文的研究基于当前对植被适应水平认识的基础下, 通过模拟气候变化可能引起的植被地理分布的改变, 特别是包含了气候变化引起的植被格局的潜在变化, 评价植被对气候变化的适应性本研究是基于一个相对简单的准动态的植被动态响应模型, 本研究的重点不在于模拟气候变化对植被分布格局的影响, 而是过气候变化引起植被地理分布格局的可能变化, 对植被与气候条件之间的适应关系作出判断, 在现有生态系统适应机制的认识水平上, 提供一个考察植被与气候系统之间适应关系的新方法, 为进行植被适应能力或生态系统适应性评估提供一个新的思路为最大限度地减小全球变化对陆地生态系统的不利影响, 充分利用系统的自我适应机制, 迫切需要加强全球变化背景下气候变化与陆地生态系统在不同尺度上的相互影响研究, 揭示其适应的机理致谢 : 感谢中国农业科学院可持续发展研究所提供气候变化情景数据参考文献 [1] 曹明奎, 于贵瑞, 刘纪远, 等陆地生态系统碳循环的多尺度试验观测和跨尺度机理模拟中国科学 : D 辑, 2004, 34( 增刊 ): 1-14 [2] Peng C H From static biogeographical model to dynamic global vegetation model: A global perspective on modeling vegetation dynamics Ecological Modeling, 2000, 135 (1): [3] 曹明奎, 李克让陆地生态系统与气候相互作用的研究进展地球科学进展, 2000, 15(4): [4] 吴绍洪, 尹云鹤, 赵慧霞, 等生态系统对气候变化的适应的辨识气候变化研究进展, 2005, 1(3): [5] 刘春蓁气候变化影响与适应研究中的若干问题气候与环境研究,1999, 4(2): [6] Vincent P G, Hormoz B Extreme events as shaping physiology, ecology, and evolution of plants: toward a unified definition and evaluation of their consequences New Phytologist, 2003, 160(22): [7] 张新时, 周广胜, 高琼, 等中国全球变化与陆地生态系统关系研究地学前缘, 1997, 4(1-2): [8] 周广胜, 邢雪荣, 王辉民植被在全球气候变化中的作用植物学通报, 1995, 12( 生态学专辑 ): [9] 李晓兵, 陈云浩, 张云霞, 等气候变化对中国北方荒漠草原植被的影响地球科学进展, 2002,17(2): [10] Cao M K, Woodward F I Dynamic responses of terrestrial ecosystem carbon cycling to global climate change Nature, 1998, 93: [11] Cao M K, Prince S D, Li K R, et al Response of terrestrial carbon uptake to climate interannual variability in China Global Change Biology, 2003, 9(4): [12] Hansen M C, Defries R S, Townshend J R G, et al Global land cover classification at 1 km spatial resolution using a classification tree approach International Journal of Remote Sensing, 2000, 21(6): [13] Woodward F I, Smith T M, Emanuel W R, et al A global land primary productivity and phytogeography model Global Biogeochermical Cycle, 1995, 9(4): [14] Prentice I C, Cramer W, Harrison S P, et al A global biome model based on plant physiology and dominance, soil properties and climate Journal of Forest Biogeography, 1992, 19(2): [15] 周广胜, 王玉辉全球变化与气候 - 植被分类研究和展望科学通报, 1999, 44(24): [16] Ni J A biome classification of china based on plant functional types and the BIOME3 model Folia Geobotanica, 2001, 36(2): [17] 赵茂盛, Rorald P N, 延晓冬, 等气候变化对中国植被可能影响的模拟地理学报, 2002, 57(1): [18] Gao Q, Yu M, Yang X S An analysis of sensitivity of terrestrial ecosystems in china to climatic change using spatial simulation Climatic change, 2000, 47: [19] Andrei P K, Allen M S Modeling dynamic vegetation response to rapid climate change using bioclimatic classification Climate Change, 1998, 38(1): [20] Dominique B, James M L, Daly C, et al MC1: A Dynamic Vegetation Model for Estimating the Distribution of Vegetation and Associated Ecosystem Fluxes of Carbon, Nutrients and Water Technical Documentation, 2001 [21] 於琍, 曹明奎, 陶波, 等基于潜在植被的中国自然生态系统对气候变化的脆弱性定量评价植物生态学报, 2008, 32(3):

7 1332 地理科学进展 29 卷 1 Simulating and Assessing the Adaptability of Geographic Distribution of Vegetation to Climate Change in China YU Li 1, LI Kerang 2, TAO Bo 2, XU Ming 2 (1 Center on Climate Change, China Meteorological Administration, Beijing , China; 2 Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing, , China) Abstract: The adaptability of ecosystems to climate change is critical to the projection of future vegetation dynamics and ecosystem functions though it is less studied than the impact of climate change on ecosystems, such as productivity and pattern of vegetation The time lags of vegetation response to climate change and the relationships between climate and vegetation were used in the current study to simulate the dynamic responses of vegetation to climate change We used the change direction of vegetation shift to assess the adaptive capacity of vegetation to climate change under the baseline climate condition and the future climate change scenarios, respectively The results suggest that the vegetation without the capacity to adapt the contemporary climate are most distributed in the transition areas of ecosystems, and the vegetation type takes negative shifts in those areas Such areas includes the transition zones between forests and shrublands, grasslands and deserts, and the percentage of those areas accounts for 5% of China mainland Some of the ecosystems located in northern China with forest-shrubland ecotones, Inner Mongolia and eastern China with shurbland-grassland ecotones, and southern Tibetan Plateau with grassland ecosystems, accounting for about 35% of the total area, may not be very well adapted to the contemporary climate The vegetation will probably degenerate By the end of this century, most vegetation can adapt to the future climate based on the scenarios of IPCC-SRES-A2 in China The future climate in northwestern China will be more favorable, and about 84% of vegetation shift will be positive change Our results also indicate that vegetation in northwestern China is most likely to improve As to potential change of vegetation by the end of this century, 79% of the vegetation will be likely to adapt to the climatic conditions, but some grassland ecosystems will be threatened by climate change, including those in the southern part of the Tibetan Plateau, Inner Magnolia, and some areas in northwestern China Key words: geographic distribution of vegetation; climate change; adaptability; ecosystem model; China 本文引用格式 : 於琍, 李克让, 陶波, 等植被地理分布对气候变化的适应性研究地理科学进展, 2010, 29(11):

1556 地理科学进展 30 卷他关于农村住房结构与抗震性能的研究, 则多是从工程抗灾的角度, 研究某种构造类型的房屋, 力图找到传统房屋的结构失误和新建房屋中存在的问 [

1556 地理科学进展 30 卷他关于农村住房结构与抗震性能的研究, 则多是从工程抗灾的角度, 研究某种构造类型的房屋, 力图找到传统房屋的结构失误和新建房屋中存在的问 [ 第 30 卷第 12 期 2011 年 12 月地理科学进展 PROGRESS IN GEOGRAPHY Vol.30, No.12 Dec., 2012 中国农村地区住房结构的区域差异及其影响因素 1, 2, 李方一 3 1,, 高晓路 2 2, 王英杰 (1. 中国科学院区域可持续发展分析与模拟重