長白山森林植被資源對氣候變化的響應(yīng)分析

劉麗杰 尹航 金慧 賈翔 王超 代玉紅

摘 要 長白山森林植被對我國的氣候有很強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用，但在當(dāng)前氣候全球變化這一大背景下，長白山的森林植被資源也受到了一定影響。基于對當(dāng)前氣候變化主要形式的研究，結(jié)合對長白山森林植被資源變化形式的調(diào)查，分析了長白山森林植被資源對氣候變化的響應(yīng)情況，在此基礎(chǔ)上提出消除正反饋響應(yīng)的措施，提高對長白山森林植被的保護(hù)效果。

關(guān)鍵詞 森林植被;氣候變化;響應(yīng)形式;長白山

中圖分類號：P461 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.09.084

長白山森林植被資源中，存在多種瀕危物種，同時整個森林植被生態(tài)系統(tǒng)對我國生態(tài)環(huán)境具有高效的調(diào)節(jié)作用，所以需要落實(shí)對森林植被資源的保護(hù)工作。在當(dāng)前的氣候變換體系下，長白山森林植被生態(tài)系統(tǒng)遭到了一定破壞，在具體的保護(hù)工作中，需要采取合理措施降低森林植被資源對氣候變化的響應(yīng)效果，發(fā)揮森林植被資源的應(yīng)用優(yōu)勢。

1 長白山周邊區(qū)域的氣候變化情況

長白山周邊區(qū)域的氣候變化中，主要變化因素為溫度變化、降水量變化兩個方面，這兩個變化因素對整個生態(tài)系統(tǒng)的影響效果很大。氣候變化以及尤其引發(fā)的生態(tài)系統(tǒng)變化內(nèi)容如下。

1.1 溫度變化

從主觀因素來看，當(dāng)前長白山區(qū)域的溫度變化不明顯，但是從客觀條件上來看，當(dāng)前長白山區(qū)域的溫度處于逐漸上升狀態(tài)，根據(jù)歷年的氣象記錄，長白山地區(qū)的溫度整體上升超過0.5 ℃，由此引發(fā)的后果為該區(qū)域的降水量、地下水含量等參數(shù)都產(chǎn)生了很大變化。

通過對近些年來的溫度變化趨勢來看，長白山地區(qū)的溫度呈持續(xù)上升態(tài)勢，且溫度變化情況存在突變現(xiàn)象，在某年度出現(xiàn)厄爾尼諾或者拉尼娜現(xiàn)象時，長白山地區(qū)的溫度變化加劇，這一情況對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)影響效果顯著[1]。

1.2 降水量變化

在長白山區(qū)域的氣候變化情況調(diào)查中，分析了該區(qū)域有氣象記錄以來的降水量變化情況。發(fā)現(xiàn)從2000年以來，該區(qū)域的夏季降水量呈現(xiàn)逐年遞減的態(tài)勢，冬季降水量有存在這一發(fā)展態(tài)勢，所以說，長白山區(qū)域在當(dāng)前和今后的氣候環(huán)境變化中，降水量的下降效果顯著。

長白山地區(qū)森林植被資源豐富，土壤和落葉層有很高的儲水作用，但是在當(dāng)前的發(fā)展中，由于降水量下降，所以地表水含量進(jìn)一步降低，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的降水量進(jìn)一步下降。

1.3 土壤變化

在氣候環(huán)境的研究中，發(fā)現(xiàn)不但土壤中的含水量下降，另一個重要變化為土壤肥力下滑，尤其是對于氮元素來說，土壤中的含量下降過大，在一些區(qū)域中，已經(jīng)出現(xiàn)土壤中的氮元素含量不支持植物生長的現(xiàn)象。

這一變化方式與氣候變換有直接聯(lián)系，在自然降水中，通常降水中含有豐富的氮元素，長白山地區(qū)的年降水量下降，導(dǎo)致土壤的固氮效果下滑。另外，土壤中的含水量下降，還導(dǎo)致土壤的酸度上升。

1.4 地下水變化

長白山地區(qū)的地下水有兩個來源，分別為自然降水和冰川水，雖然長白山區(qū)域當(dāng)前的溫度處于上升階段，但由于長白山的海拔較高，冰川消融速度較慢，從整體上分析，長白山區(qū)域的地下水含量逐漸下降。

通過對相關(guān)地質(zhì)勘探結(jié)果的研究和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)長白山地區(qū)的地下水含量呈逐年下降狀態(tài)。

2 長白山森林植被資源對氣候變化的響應(yīng)

長白山涉林植被資源對氣候的相應(yīng)變化情況有多種形式，其中最直觀的響應(yīng)方法為森林植被的覆蓋面積下降，從動植物生長習(xí)性的角度出發(fā)，分析森林植被資源對氣候變化的響應(yīng)情況。

2.1 灌木響應(yīng)

在森林植被中，灌木對生存環(huán)境的要求較低，通常為森林植被系統(tǒng)中數(shù)量最多的植物，同時這類植物對陽光的需求較小，但是對地表水的需求較高，導(dǎo)致在當(dāng)前的系統(tǒng)發(fā)展中，灌木對氣候變化情況做出了響應(yīng)[2]。

1）長白山森林植被資源的灌木數(shù)量下降，其中最重要的表現(xiàn)為，大量灌木在生長中出現(xiàn)消亡，這一現(xiàn)象在森林植被的周邊區(qū)域表現(xiàn)更加明顯，原因在于，隨著降水量的下滑，長白山區(qū)域中的土壤地表水含量大幅下降，灌木在生長過程中的水資源不足，導(dǎo)致灌木的成活率下降，收縮了森林植被的覆蓋面積。

2）由于森林中淺層土壤中的含水量不足，對于裸子和被子灌木來說，種子很難獲取正常的發(fā)芽和成長環(huán)境，導(dǎo)致這類植物的成活率大幅下降，在整個系統(tǒng)的運(yùn)行和發(fā)展中，這類灌木無法繁殖，降低了灌木的數(shù)量。

3）當(dāng)前的環(huán)境變化中，由于土壤中的含水量下降，長白山地區(qū)存在一定的土地荒漠化趨勢，這種現(xiàn)象可以在一定上視作氣候環(huán)境變化中的正反饋過程，進(jìn)一步降低了土壤中的含水量，在這一現(xiàn)象的發(fā)生中，灌木的成活率進(jìn)一步下降。

2.2 喬木響應(yīng)

在長白山的森林植被資源中，擁有大量的喬木資源，但在氣候的變化環(huán)境下，長白山區(qū)域的喬木區(qū)域也存在收縮現(xiàn)象，喬木響應(yīng)的表現(xiàn)形式和原因包括以下3個方面。

2.2.1 土壤含水量變化響應(yīng)

喬木對土壤中的淺層含水量和深層含水量都提出了很高要求，只有在這兩方面內(nèi)容都能夠滿足喬木生長要求的基礎(chǔ)上才可正常生長。在當(dāng)前的長白山區(qū)域中，土壤中的含水量下降明顯，并且含水量的下降情況在兩個系統(tǒng)中都有所體現(xiàn)，導(dǎo)致喬木在生長中無法獲取足量的水資源，降低了植物的生長速度。

另外在當(dāng)前的降水中，存在較多的酸性物質(zhì)，這類物質(zhì)不但對喬木本身的生長狀態(tài)造成了很大影響，也提高了土壤滲透壓，在喬木的生長中，滲透壓提高時喬木的吸水效率下降，在這兩個因素的共同影響下，喬木的成活率必然下降，在一些區(qū)域中，已經(jīng)出現(xiàn)原生林大面積枯死問題。

2.2.2 土壤肥力變化響應(yīng)

在喬木的生長中，對土壤中的各類因素要求更高，通過對這種方法的應(yīng)用，可以更好地提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

長白山區(qū)域中的土壤肥力變化主要有兩種，1）降水量下降過大，自然降水中含有較多的氮元素，在降水量下降的情況下，土壤中的氮元素含量必然下降，另外在森林植被生態(tài)系統(tǒng)中，必須存在大量的分解者，在生存中提高土壤肥力，由于整個區(qū)域的降水量下降，導(dǎo)致空氣中的含水量下降，分解者的數(shù)量減少，加劇了土壤肥力下降這一效果。2）元素的滲透效果較差，在喬木的生長中，由于根系的深度很大，所以對土壤中低層的營養(yǎng)物質(zhì)含量要求更高，在當(dāng)前的長白山區(qū)域中，降水量下降導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)在土壤中的滲入效果大幅下降，植物的深層根系無法獲取足量的養(yǎng)分，降低了植物的生長效率。

2.2.3 溫度變化響應(yīng)

在長白山區(qū)域當(dāng)前的森林植被發(fā)展中，存在的一個重要問題為溫度上升現(xiàn)象嚴(yán)重，這一氣候變化情況，會導(dǎo)致整個區(qū)域中的土壤含水量進(jìn)一步下降，可以說溫度變化為長白山區(qū)域當(dāng)前發(fā)展問題的最主要原因。另外，在溫度大幅上升時，會導(dǎo)致整個生態(tài)系統(tǒng)中分解者族群的數(shù)量下降，造成了土壤貧瘠以及森林出水量下降這一正反饋體系，提升了森林面積的衰減速度[3]。

2.3 人工林響應(yīng)

在當(dāng)前的長白山森林資源的發(fā)展中，已經(jīng)開始廣泛建設(shè)人工林，只有在保證人工林成活率和生產(chǎn)速度的基礎(chǔ)上，才能夠發(fā)揮人工林的應(yīng)有作用。但從人工林當(dāng)前的發(fā)展來看，受到氣候變化的影響效果很大，1）植物的成活率較低，原因?yàn)橥寥赖暮坎蛔恪?）土壤肥力不足，人工林對肥力的要求更高，對于長白山生態(tài)系統(tǒng)中的一些區(qū)域來說，需要額外應(yīng)用化學(xué)肥料輔助人工林的生長過程，提高了人工林的培育成本。3）病蟲害的發(fā)生率過高，最主要的原因?yàn)榻邓肯陆狄约皽囟壬撸x卵的孵化速度大幅提高，提高了病蟲害的發(fā)生率。

3 長白山森林植被資源對氣候變化的響應(yīng)消除措施

在長白山的森林植被生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展中，很難憑借生態(tài)系統(tǒng)本身抵抗氣候變化帶來的影響，所以在今后的發(fā)展中，需要通過設(shè)置和建設(shè)人工保護(hù)系統(tǒng)，降低氣候變化對森林植被資源的影響程度。可采用以下措施達(dá)成目的。

3.1 建成灌溉系統(tǒng)

在當(dāng)前的研究中發(fā)現(xiàn)，對長白山森林植被資源影響最大的因素為水資源不足，為解決這一問題，一個重要工作思想是在該區(qū)域中設(shè)置灌溉系統(tǒng)，提高相關(guān)區(qū)域的土壤含水量。

在灌溉系統(tǒng)的建設(shè)中，從成本以及施工難度角度考慮，需要優(yōu)先在極度缺水區(qū)域建成這一系統(tǒng)，灌溉系統(tǒng)可以為滴灌或者噴灌，筆者傾向于應(yīng)用第二種方法，原因在于噴灌系統(tǒng)能夠提高林間空氣濕度，塑造生態(tài)系統(tǒng)中分解者的最佳生存環(huán)境。

對于含有豐富腐殖土以及落葉的區(qū)域來說，可將灌溉系統(tǒng)的建成需求度延后，原因在于這類區(qū)域具備更好的儲水能力，對灌溉系統(tǒng)的需求度較低。

3.2 病蟲害無害防治

在當(dāng)前的森林病蟲害防治中，已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用生態(tài)防治的思想達(dá)成防治目的，所以在長白山森林植被的病蟲害防治中可以應(yīng)用這種方法。考慮到整個長白山區(qū)域面積較大，應(yīng)用的方法可以為在相關(guān)區(qū)域中投放真菌和害蟲釋放的激素，前者可以滅除害蟲的幼體和成年體，后者可以降低成蟲的交配成功率。

另外在生態(tài)防治中，也可以通過引入鳥類等害蟲天敵達(dá)到防治效果，在這種方法的應(yīng)用中，需要全面深度分析引入的鳥類對該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的影響效果，最大程度防止出現(xiàn)生物入侵現(xiàn)象。

4 結(jié)論

在長白山區(qū)域當(dāng)前的氣候環(huán)境中，主要變化模式為降水量下降和氣溫上升，導(dǎo)致土壤的含水量下滑以及分解者群落數(shù)量下降。森林植被資源的響應(yīng)效果為，灌木、喬木以及人工林的面積收縮，甚至在一些區(qū)域已經(jīng)出現(xiàn)林木大面積枯死問題，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性不足。要消除這一正反饋系統(tǒng)，可以通過建成灌溉系統(tǒng)、應(yīng)用無害化病蟲害方法等措施達(dá)成目的。

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（責(zé)任編輯：劉昀）