全 文 ：BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH
第 16 卷　第 2 期 1996 年　4 月
Vol.16　 No.2 Apr., 　1996
黑龙江省未来气候生态与森林的作用研究①
姜乃准　段文标
THE FUTURE CLIMATE CHANGE AND ITS INFLUENCES
TO FOREST IN HEILONGJIANG PROVINCE
Jiang Nai-zhun Duan Wen-biao
〔摘　要〕　本文在扼要概述全球气候变化背景的基础上 ,根据近百年气候历
史资料以及海温 、太阳黑子活动 、火山爆发 、CO2 浓度变化 、O3 浓度变化 、大气环流
指数特征等因子与我省气修变化的定量与定性关系 ,分析了各因子的综合影响 ,预
测了我省未来十年气候变化趋势。结果表明:我省未来十年气候以温暖 、干旱为
主 ,年际间仍存有波动。虽然总的气候变化趋势与全球变化是一致的 ,但具有明显
的区域特征 。同时提出了气候变化可能对森林的影响 ,初步探讨了应采取的森林
对策 。
关键词　气候变化;温室效应;生态;森林
森林是陆地上面积最大 、分布最广 、组成结构最复杂 、物种资源最丰富的生态系统。全
球森林约占地球陆地面积的 1/3 ,森林生物量约为整个陆地生态系统的 90%,净生产量约占
陆地生态系统的 70%,森林生态系统对维持全球碳循环与碳平衡 、调节区域性乃至全球气
候具有巨大的作用。在区域性与全球气候变化过程中 ,如何进一步发挥林业的作用 ,充分利
用森林生态系统抑制温室效应 、缓解气候变化 ,是森林生态系统中新的课题 。
一 、全球气候变化趋势
黑龙江省气候变化是以全球气候变化为基础和背景的 ,是全球变化的区域性反映 ,具有
明显的地域特征 ,同时受全球变化的影响和制约 ,其总的趋势与全球气候变化相一致。因
此 ,在分析我省气候变化之前 ,有必要概要了解全球气候变化趋势。
1 、大气中以 CO2 为主体的温室气候的浓度在不断增加 ,温室效应日益加剧 。
2 、近百年来全球气温已明显上升 ,并继续呈变暖趋势 ,全球降水量也发生变化。
值得注意的是 ,随着人口的膨胀 ,人类经济活动的加剧 ,化石燃料被大量燃烧和森林(尤
① 本文作者单位:哈尔滨 ,东北林业大学(Northeast Forest ry University , Harbin 150040)。　1995年 8月收到本文。
其是热带森林)被过度地采伐与破坏 ,植物在高温条件下呼吸作用将得到加强 ,CO2 等温室
气候不断增长的势头在短期内无法遏制 。气候将继续呈变暖趋势 ,降水量也发生变化。近
百年来降水量的变化大体上是:中纬度地区的雨量变化(尤其是冬季的雨量变化)与半球的
平均气温变化有反位相的关系 ,即暖期雨量少 ,冷期潮湿[ 1] 。中国降水条件的长期变化表
明 ,本世纪降水量的总趋势是从 18与 19世纪较为潮湿的时期转为干燥的过渡时期[ 2] 。
全球气候变暖是一个总的趋势 ,在总的升温过程中仍有某些时期降温的波动 。而且并
非在世界各地都能观测到温度上升 ,在少数局部地区还可能会出现降温现象。这正是气候
变化具有区域特征的体现 。总的来说 ,高纬度地区增温幅度大 ,而在低纬度地区则不明显。
同纬度不同地区也不一致 。
黑龙江省气候变化正是在全球气候变化总的趋势下形成的 ,与总趋势是一致的 ,且有明
显的区域特征。
二 、黑龙江省未来十年气候变化预测预报
黑龙江省地处中纬度亚洲大陆东岸 ,我国的东北端 ,幅员广大 ,地势复杂 ,属中温带(北
部属寒温带)大陆性季风气候区。春季易旱且多大风 ,夏热短促且寸量集中 ,秋季易骤冷发
生冻害 ,冬季寒冷漫长且干燥 。笔者根据黑龙江省多年气候资料及多点观测站记录归纳 、分
析 ,总结出黑龙江未来十年的气候变化规律 ,分述如下:
1 、黑龙江省近百年气候变化趋热:从近百年(1881 —1989)气温资料分析 ,黑龙江省气温
呈波动上升趋势 。根据年平均气温资料分析可知 ,全省百年来上升 0.6—0.9℃;尤其是冬 、
春季增温幅度超过夏 、秋季节 。对 200年旱涝资料分析 ,黑龙江省涝出现的概率大于旱。20
世纪每平均不到五年就出现一次重涝或重旱 ,出现概率比 19世纪频繁 ,进入 20世纪以来 ,
干湿阶段分明 ,周期较短 ,平均 10年左右转换一次 。
2 、黑龙江省近四十年气候变化趋势:近 40年平均气温上升约 0.4—0.5℃。百年中出
现的五个特暖年份 ,有四个出现在近四十年 ,其中八十年代占两个 ,说明近四十年我省增温
速度加快 ,八十年代尤为明显 ,其中冬季增温大于夏季 。各地生长季节降水量呈周期性波
动 ,无明显增多或减少趋势。空间分布比气温更具有局地性或多样性 ,百分之四十的年份 ,
全省降水多寡呈一致性。
3 、黑龙江省未来十年气候变化趋势预测:气温以偏暖为主 ,年平均气温将比目前上升
0.3℃左右 。冬季增暖仍较明显 ,增温幅度可达 0.6℃左右。夏季与生长季气温九十年代前
期将继续维持偏高趋势 ,年际间仍有冷暖变动 ,后期将出现降温趋势 。届时 ,会有发生低温
冷害的可能性。而三江平原的可能性为最大 。未来 5—7年内 ,黑龙江省≥10℃积温仍维持
偏多趋势 。以后 3—5年间积温值将有所减少 ,三江平原有出现热量不足的可能 。降水未来
十年将进入雨量偏少 ,相对干旱的时期 ,降水量减少 1—2成 ,主要在黑龙江省中 、东部地区 ,
而西部变化不大 。这是根据 200 年旱涝等级资料分析的干湿期规律外推 , 结合近百年来
5—9月降水量分布分析判断得出的预测。黑龙江省最近十年中大气CO2浓度明显升高 ,平
均每年增长 1.5ppm ,按此速度发展 ,到达下一世纪 40年代 ,黑龙江省气温将升高 2—3℃。
会形成严重的温室效应。
根据以上气候变化预测研究 ,黑龙江省未来十年气候变化总的趋势是气候变暖 ,年际间
存在波动 。
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三 、气候变化与森林相辅相成的关系
1 、关于气候变化对森林的影响;笔者从宏观和微观两个方面加以论述。无论是宏观还
是微观方面的研究 ,都围绕 CO2含量增高 、气候变暖与变干等因素研究对森林的影响。
微观方面主要是以生理生态为基础的实验研究。由于条件所限 ,主要以草本植物 、木本
植物仅限于苗木为研究对象。研究结果表明 ,大气 CO2浓度的增加直接影响树木的生理活
动和生化反应 ,尤其是光合作用。在 CO2 含量保持在一定范围的情况下 ,随着其浓度的加
大 ,光合作用强度增强 ,直径和高度都是增加的。如果超出一定范围 ,各项指标不再增加 ,甚
至可能下降 。在大多数试验中 ,CO2浓度增加时 ,气孔的水分传导率降低 。气孔的水分传导
率降低会在一定程度上降低植物的蒸腾作用 ,从而提高了植物的水分利用率。大多数情况
下 ,对于大多数植物 , CO2的增加有利于生长 ,能提高水分利用率。但不少人也就此问题提
出质疑。CO2 含量的增大 ,会使温室效应得到加强 ,大部分地区气候将变得干燥 ,会给植物
带来负面的影响 。至于正面与负面影响那一因素占优势 ,尚不能作出结论 ,应进行多因子对
比的综合研究。就黑龙江省而言 ,虽然 CO2 含量增加 、气温上升能延长植物 、林木的生长
期 ,但气温上升也会导致林地蒸发 、林木蒸腾作用的加强 、土壤湿度降低 ,尤其是对于黑龙江
省西部的半干旱地区 ,水分亏缺的问题会进一步加剧 。所以 ,就 CO2 浓度上升 ,气候变暖对
林木的影响 ,也应从生理生态微观方面着手 ,进行长期定位的综合研究 ,以便取得可靠的结
论进行推广。
宏观方面主要包括地球上各个生物组织层次(个体 、种群 、群落 、生态系统和生物圈)对
CO2 浓度升高和气候变暖的反映 。一般说来 ,低组织层次(个体 、种群和物种)较易研究。而
对高组织层次(群落 、生态系统和生物圈)的问题(尤其在较大的时空尺度上)就难处理。同
时气候变暖(或变冷)的生态效应通常要过一段时间以后才能显示出来 ,即所谓的“时滞” ,且
“时滞”的长短可能不一 ,给宏观方面的研究带来更大的困难 。因此宏观方面的研究往往是
以全球环流模型为基础进行的。宏观方面的研究文献较多[ 3-8] ,但在各生物组织层次中 ,
研究最多的是气候变化对各树种和森林植被影响的研究 ,且大多数都应用全球环流模型。
因各树种和各种森林植被带对于气候反应的机制不一 ,所以上述研究又往往和具体的树种
具体的森林类型有关 ,带有明显的地域性特征 。
纵观上述的研究 ,可以认为目前人们还并不太了解气候变暖对森林生态系统究竟产生
什么样的长期影响。由于森林内不同生物组分的生理生态特性和立地条件不同 ,使其对气
候变化的反应有所差异。此外 ,由于各组分动态变化的相互影响和反馈链的复杂性 ,也造成
了预测结果的不可靠性和不确定性 。尽管如此 ,CO2 等温室气体含量的增加和全球变暖这
一事实是不容置疑的 ,也不能否认这种变化将会影响森林生态系统的结构和功能 ,影响森林
在生物圈中所起的作用。因此对这一问题进行深入研究是十分必要和迫切的。
2 、森林生态系统恢复与复建的对策:气候变化问题是一个长期的 、渐进的问题。它是逐
渐演变发生的 ,常常被人们所忽视 。对于气候变化 ,尽管目前还不能很好地预测其长期的后
果 ,但越来越多的科学研究证明 ,现在大气中 CO2 等温室气体的含量在迅速增加 ,全球变暖
的趋势日益明显 。森林作为同化 CO2 的场所 ,在气候变化的过程中应发挥什么样作用 ,是
值得思考的问题 。在论述全球气候变化与要森林的关系时 ,人们都认为森林大面积的破坏
和减少是空气中 CO2 浓度增加 ,导致温室效应的重要原因之一。面对气候正在发生变化的
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事实 ,笔者提出以下意见:
(1)大力恢复与重建森林植被 ,提高森林覆盖率:在全球温室效应问题上 ,森林是为数不
多的可以遏制全球变暖的有利因素之一 。森林在生长过程中 ,通过光合作用吸收大量大气
中CO2 ,加以固定和贮存。因此森林资源的消长对地球与大气系统 CO2 循环和全球气候变
化意义重大。因地制宜地营造速生丰产林 ,发展超短伐期林业(SRIC),以满足不断增长的
木材需求量。近十多年来许多发达国家乃至发展中国家正在积极研究开发超短伐期林业。
超短伐期人工林经营对木材短缺国家的作用尤为重大 ,除了能在短期内生产纸浆材 ,减少木
材进口外 ,还具有环境保护的意义 。
(2)加强对现有林的经营管理:在积极发展人工林的同时 ,应大力加强对现有林的经营
管理 ,主要包括林分的抚育采伐 、病虫害防治和森林防火 。通过对现有林的抚育采伐 ,一方
面可以从抚育中选出径级较大的部分伐替主伐任务 ,从而可减少成熟林的年主伐面积 ,延长
成熟林的使用年限;另一方面可以改善林分的生长条件 ,加速中龄林的生长 ,缩短中龄林进
入成熟林的时间 。求得经济 、生态和社会效益同步增长 。
ABSTRACT
The background of g lobal climate change w as brief ly summarized in this paper.On the ba-
sis of this , the comprehensive effect of various factors lncluding seaw ater temperature.sunspots
activi ties , volcanic explosion CO2 concentration change ,O3 concentration change and characteris-
tic of general atmospheric circulation index on the climate change and the tendency of climate
change of ten years in future in HeiLong Jiang province w as predicted acco rding to the quantita-
tive and qualitat ive relationships among the historical climate data in the past one hundred
years , various factors as stated above and climate change of HeiLongJiang province.The results
showed:The climate of ten years in future will be mainly w arm and dry .There w ill be still an-
nual fluctuation.Although the general tendency of climate change accords w ith global climate
change , the regional characteristic is also dist inct.The probable inf luence of climatechange on
forest ry w as put forw ard and the forest ry response st rategies w as elementarily discussed.
Key words　Climate change;Greenhouse ef fect;Ecology ;Fo rest
参　考　文　献
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