全球气候变化背景下林线格局变化研究

张严方 马钦龙

摘 要：地球是由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈组成有机整体，处于动态平衡之中，时刻发生着变化，同时在自我修复中趋于稳定。全球气候变化是指整个地球系统及其维持生命的环境发生的一系列变化，尤其是人类活动方面。论述了全球气候变化背景下林线格局的变化以及人类活动对林线格局变化的影响。

关键词：全球气候变化;林线;人类活动

文章编号：1004-7026（2020）15-0114-02         中国图书分类号：S718.5         文献标志码：A

随着科技飞跃式发展，人类掌握的力量影响了自然系统的稳定性，打破了原有的平衡状态。人类活动带来了一系列环境问题，例如温室效应、全球变暖、臭氧层破坏、森林面积减少、部分物种消失、土地退化和淡水短缺等。全球气候变化对生物圈造成了一系列影响。林线对环境变化十分敏锐，更容易受到全球气候变化的影响。针对林线的相关特征，可以通过林线的变化建立相应的模型，分析全球气候变化的影响。

1  林线的形成机制

林线是森林分布界限，林边界分布的山地森林上限是连续的。各种类型的植被界限在自然状态下都表现为一个过渡区，因此高山林线并不是一条线。林线是在高海拔和高纬度地区，因树木受气温、降水、土壤等影响无法成为森林而形成的林地边界线。这条边界被我国高山地区的灌木和草甸所取代，适应了高寒和大风气候，其类型可以是平地、高山以及森林。平地通常位于针叶林（北半球）北部边界的高山地区，北纬60°～70°。

在高山地区，上限通常为亚高山针叶林，例如日本岛内县的山区有山毛榉林。随着纬度逐渐增加，森林边界逐渐下降。在北半球，同一座山南侧的森林边界通常比北侧高。在森林界限以上或以北，附近几乎没有树木生长。高纬度地区以外有一种局部现象，即把湿地和沼泽连接起来的森林也是有界限的。

林线的形成主要有以下几种假说，即温度、热量限制、环境胁迫、干扰、繁殖更新障碍、碳平衡失调、，降水限制以及氮平衡失调等假说[1]。林线属于生态脆弱区，极易收到外界变化的影响，一直被生态学家用作外部干扰的放大器。

2  研究林线影响的方法

林线一般表示为树木的高度极限，常存在于海拔较高的地带。我国研究人员在林线研究方面也作出了一定贡献，包括运用树干解析、树木年轮气候学、遥感成像解释等具有中国特色的方法分析林线与全球变暖间的相互影响并得出结论。运用样带法、年轮指数等方法绘制折线统计图并形成结果表格，分析部分地区的气候因子，可以总结近几年林线变化的方向和趋势。这些方法新颖独特而且简便实用，对研究林线与全球变暖具有非常重要的作用。

3  全球变化带来的影响

研究表明，相比冬季低温带来的逆性环境，每年生长期的平均温度能对动物造成更大的影响。在林线附近，在气温最高月份的中午，平均气温并没有较大变化，即使在全球范围内对林线进行比较，结果大致相同。位于中国西北地区的贺兰山等山地的林线是山腰处的森林带在一定海拔高度上形成的，受降水、地下水位和冻土的分布，以及逆温、焚风等因素的影响，这些地区的森林既有生长上限又有下限。随着温度上升，高岳桦林的林线变化明显加快。树岛和整个北坡林线岳桦以调整繁殖方式与生存数量对气温变化作脉动式响应[2]。

在升温不明显的阶段，岳桦以无性繁殖的灌木状地下根占领点状生态位完成繁殖和生长;在温度显著升高的阶段，以有性繁殖的乔木状生长方式增加种群与扩张面状领域。将岳桦的无性繁殖与有性繁殖结合起来，在气候变暖的情况下，林线上移，种群也有所扩大。利用数学统计和地理信息系统技术对空间和时间数据进行分析的结果表明，林线向上移动，种群在气候变暖条件下扩大。对数学统计和GIS技术的时空分析表明，种群动态对气候变化有积极响应（高相关系数），对温度变化的敏感性高于降水（降水温度和掺入频率^相关系数）[3]。

另有研究数据表明，全球气候变暖对林线中上部造成了较大影响，通过促进幼苗、幼树的萌发和存活，森林密度增大且年龄结构逐渐转变为倒J型。此外，树木还呈现出聚集分布的特点。在林线下部，幼苗的更新和存活量很少，以中龄林为主，多零散分布[4]。通过分析树木年轮可知，气候变暖导致林线树木径生长和高生长加速，而且增加的趋势与近30年来的温度变化基本一致[5]。

从全球角度看，高山林线是低温与高温界限在生物学上的反映。从地域角度看，高山林线是这种温度界限在湿度、风力、降水等多种因素共同影响下形成的结果。低温可直接或间接影响树木的生长。因此应有足够的碳水化合物和可溶性碳水化合物提高树木的生存能力，使其能在低温环境中生长。

结合我国的地理特征，恢复生态应注重了解潜在的气候问题导致高山林线位置变化的原因，明确当地林线形成的环境要素。也可以通过定位观测和控制试验了解高山林线对全球气候变化的反应和可能存在的生态风险[6]。

4  结束语

我国是多山国家。全球气候急剧变化，高度敏感的林线结构功能正在迅速发生改变。从世界范围关注山地林线的变化情况，对优化我国生态格局和正确反映全球变化有重要意义。

参考文献：

[1]宋洪涛，程颂，孙守琴.高山林线形成机制及假说的探讨[J].生态学杂志，2009（11）：2393-2402.

[2]王晓东.长白山北坡林线对气候变化的响应过程研究[D].长春：东北师范大学，2011.

[3]王晓春，周晓峰，李淑娟，等.气候变暖对老秃顶子林线结构特征的影响[J].生态学报，2004（11）：2412-2421.

[4]王根绪，邓伟，杨燕，等.山地生态学的研究进展、重点领域与趋势[J].山地学报，2011（2）：129-140.

[5]王襄平，张玲，方精云.中國高山林线的分布高度与气候的关系[J].地理学报，2004（6）：871-879.

[6]李迈和，Norbert Kr uchi.全球高山林线研究现状与发展方向[J].四川林业科技，2005（4）：36-42.