青藏高原典型高山林线树木生长和更新对全球变暖的响应

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31170419
项目类别：
面上项目
资助金额：
60.0万
负责人：
张齐兵
依托单位：
中国科学院植物研究所
学科分类：
C0306.生态系统生态学
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
段建平；吕利新；邢佩；聂昌远；邱红岩；
关键词：
青藏高原树木年轮生态学高山林线全球变暖

项目摘要

分布在青藏高原的高山林线对全球气候变化响应敏感，然而我们对林线树木的生长和更新历史还缺乏系统了解,使我们不足以准确评估全球变暖对高山林线动态的影响。本项目将围绕"林线树种是否会随气候变暖而出现生长加快和更新增多的趋势性变化"这一科学问题，选择西藏昌都地区八宿县和左贡县至少3个典型高山林线开展树木年轮生态学研究。在每个研究点的林线处建立树轮宽度年代表和密度年代表，并至少做3个重复的30米x 50米样方，采集样方内成树的树轮样本、估计幼树和幼苗的年龄，并记录样方内所有树木的空间位置和小生境特征。通过对树轮的交叉定年获得其每一年的生长宽度数据和准确年龄，建立样方内树木种群的年龄结构，分析林线树木的生长历史和更新历史，探讨气候、地形和干扰等因素是如何影响林线动态变化的。研究结果可以检验并补充关于林线动态与气候变化关系的现有科学假说，同时为更广泛的高山森林生态系统的有效管理和长远规划提供科学数据。

结项摘要

分布在青藏高原的高山林线对全球气候变化响应敏感，然而我们对林线树木的生长和更新历史还缺乏系统了解,使我们不足以准确评估全球变暖对高山林线动态的影响。本项目围绕"林线树种是否会随气候变暖而出现生长加快和更新增多的趋势性变化"这一科学问题，选择西藏昌都地区至少3个典型高山林线开展树木年轮生态学研究。主要研究内容包括3个方面，即1）高山林线气候变化历史, 2) 高山林线树木生长历史, 和3)高山林线树木更新历史，分别取得了如下结果。. 在高山林线气候变化历史方面, 我们重建了5条过去气候变化序列。利用川西云杉树木年轮密度数据，我们重建了八宿县与左贡县过去449年生长季(4-9月)气温和昌都县与类乌齐县过去245年晚夏(8-9月)气温; 利用川西云杉树木年轮宽度数据, 我们重建了昌都县过去394年冬季(上一年11月至当年2月)气温变化历史; 我们还利用大果园柏树轮宽度数据, 重建了八宿县过去3个世纪和洛隆县与边坝县过去4个半世纪生长季水分条件变化及极端干旱事件历史。. 在高山林线树木生长历史方面，我们采集了八宿县、左贡县和丁青县林线研究点的树芯样本，经过交叉定年和树轮宽度测量后研究了树木个体的生长历史。结果发现，虽然川西云杉林线采样点间的距离较远，但是它们的平均生长存在一些共同的特征；在八宿县克色村川西云杉林线生态过渡区内的树木生长在个体间生长一致性较弱，对生长季温度的响应不强；在八宿县4900米处大果园柏林线中，树木生长与生长季温度呈负相关，而与湿度呈正相关，表明这里林线的树木生长并不受温度制约。. 在高山林线树木更新历史方面，我们在八宿县、左贡县和丁青县林线研究点布置了30米x50米的样方，采集了树轮样本并记录样方内所有树木的空间位置，对林线动态进行了分析。结果发现：在空间上，林线在20世纪没有明显的连续爬升过程，在时间上，树木更新呈现波峰和波谷的起伏状特点；成树和幼树的分布在空间上具有显著正关联，呈聚集分布，表明高山林线内树木之间的竞争作用较小，而相互促进作用更强。. 该项工作取得了研究区高山林线大量的树木年轮第一手数据，研究结果表明青藏高原上高山林线的树木生长并不一定对生长季气温敏感，而与水分条件有很大关系；全球变暖也不一定导致林线同步上升；这些数据和结果为更好地预测未来气候变化下高山森林生长并制定林业管理的长远规划提供了历史信息。