第４６卷第７期　２　０　１　０年７月　

林　业　科　学　

ＳＣＩＥＮＴＩＡ　ＳＩＬＶＡＥ　ＳＩＮＩＣＡＥ　Ｖ０１．４６．Ｎｏ．７　

Ｊｕ１．，２　０　１　０　

简述热带森林对气候变化的响应　祁承经　曹福祥　徐永福　（中南林业科技大学长沙４１０００４）　摘要：简述近数十年气候变化对热带森林的影响，包括：１）热带地区气候变化；２）热带森林分布区变化；３）热　带森林生长动态；４）热带森林生物多样性和森林组成变化；５）热带森林碳储量变化。　关键词：热带森林；气候变化；分布区；生长动态；生物多样性；碳储量　中图分类号：￥７１８．５１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—７４８８（２０１．０）０７—０１３６一ｏ４　

Ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｏｆ　Ｔｒｏｐｉｃａｌ　Ｆｏｒｅｓｔｓ　ｔｏ　Ｃｌｉｍａｔｅ　Ｃｈａｎｇｅ　Ｑｉ　Ｃｈｅｎｇｊｉｎｇ　Ｃａｏ　Ｆｕｘｉａｎｇ　Ｘｕ　Ｙｏｎｇｆｕ　（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｒｙ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００４）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｃｌｉｍａｔｅ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｏｎ　ｔｒｏｐｉｃａｌ　ｆｏｒｅｓｔｓ　ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｄｅｃａｄｅｓ．Ｔｈｅ￣ｌｌｏｗｉｎｇ　ａｒｅａｓ　ａｓｐｅｃｔｓ　ｗｅｒｅ　ｆｏｃｕｓｅｄ：１）Ｃｌｉｍａｔｅ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ　ｔｒｏｐｉｃａｌ　ｒｅｇｉｏｎｓ；２）Ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｒｏｐｉｃａｌ　ｆｏｒｅｓｔｓ；３）Ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ　ｇｒｏｗｔｈ　ｄｙｎａｍｉｃｓ　ｏｆ　ｔｒｏｐｉｃａｌ　ｆｏｒｅｓｔｓ；４）Ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ　ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｒｏｐｉｃａｌ　ｆｏｒｅｓｔｓ；　５）Ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｒｂｏｎ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｉｎ　ｔｒｏｐｉｃａｌ　ｆｏｒｅｓｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｒｉｐｉｃａｌ　ｆｏｒｅｓｔｓ；ｃｌｉｍａｔｅ　ｃｈａｎｇｅ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｇｒｏｗｔｈ　ｄｙｎａｍｉｃｓ；ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ；ｃａｒｂｏｎ　ｓｔｏｒａｇｅ　

气候变化或称为全球气候变化是当今世界生态　学的热门课题。据ＩＰＣＣ（２００８）第四次气候变化评　估报告提示，全球ＣＯ：浓度与气候变暖趋势在近期　更为加剧，ＣＯ　浓度已由工业化前时代的约　０．０２８％增加到２００５年的０．０３％。１９９５－－２００５年　ＣＯ　浓度年增长率（０．０００　１９％）大于１９６０－－２００５　年增长率（０．０００　１４％）。根据全球气象记录（自　１８５０年以来），最近１２年（１９９５－－２００６年）有Ｉｉ年　位列最暖的１２个年份之中。最近１００年（１９０６—　２００５年）的温度线性趋势上升０．７４℃，这一趋势　大于《第三次评估报告》给出的１９０１—２０ｏ０年　０．６℃（ＩＰＣＣ，２００１）。在全球温度普遍升高的趋势　中，高纬度地区温度升幅较大。在过去的１００年中，　北极温度升高的速率几乎是全球平均速率的２倍。　如南北极地冰山消融，海平面上升，高山林界线上升　等是众所周知的，人们将气候变化目光集中在高纬　度和高海拔地区，对温带以外的地区则少有关心和　相应的报道。虽然中国热带国土面积很小，但热带　的变化会影响到亚热带地区，甚至于全球。因此，在　重视全球高纬度地区气候和植被变化的同时，也应　相应地关注热带亚热带气候和植被的变化。‘　

１　热带地区气候变化　自２０世纪７０年代中期以来，热带地区气温每　收稿日期：２０１０一Ｏｌ一０７；修回日期：２０１０—０３—１８。　１０年平均上升０．２６　ｃＩ＝（Ｍａｌｈｉ　ｅｔ　ａ１．，２００４ｂ）。　Ｃｒａｍｅｒ等（２００４）根据全球气候模型估算，全球热　带地区将在本世纪末进一步变暖４℃（３～８℃），　Ｗｈｉｔｅ等（２０００）根据气候与植被耦合模型预估，到　２１００年某些热带地区气温将升高４．５℃。根据近　期气候模型预估，当ＣＯ　浓度升高到０．０６６％时，亚　马逊热带、东南亚热带和非洲热带气温将分别升高　２．９，２．１和２．５℃（Ｚｈａｎｇ　ｅｔ　ａ１．，２００１）。模型预估　当热带森林空气ＣＯ　浓度达到０．０７％时，气温将升　高２．５　ｏＣ。Ｃｌａｒｋ（２００４）提出过去２０年，全球热带　地区平均温度和降雨一般呈负相关关系，即在全球　热带温度高峰年一般会出现非正常的低雨量（Ｌｏｓ　ｅｔ　ａ１．，２００１）。热带季雨林地区于１９８２－－１９８３和　１９９７－－１９９８年为强厄尔尼诺事件时期，发生高温和　低降雨记录（Ｌａｕｒａｎｃｅ　ｅｔ　ａ１．，２００１）。但是此期在较　湿的季雨林地出现高峰温度而降雨量并不减少。某　些证据认为由于气溶胶或云覆盖增加，过去５Ｏ年全　球１３照辐射收入下降。但是有人认为大气中的气溶　胶会增加漫射光，并结合云覆盖会增进光的漫射辐　射（Ｇｕ　ｅｔ　ａ１．，２００３），从而增大森林对碳吸收的效　率。根据近期气候变化记录，可预估到连续变暖会　频发短期温度突发事件，即连续的增暖会加剧厄尔　尼诺一南方涛动（ＥＮＳＯ），增加厄尔尼诺事件的强度　第７期　祁承经等：简述热带森林对气候变化的响应　１３７　和频度（Ｃｏｌｅ，２００１）。这种变化可能相伴产生日照　辐射和漫射辐射，从而陷于温度进一步升高的恶性　循环。　

２热带森林分布区变化　大量文献将典型的热带森林仅确限为热带原始　森林或热带雨林或热带潮湿森林。他们认为只有这　些未受人为干扰的偏远森林的近期动态才能确切地　反映自然气候变化。２０００年联合国粮农组织估计　热带森林面积为１８．０３亿ｈｍ　，其中４９％分布在美　洲，３４％分布在非洲，１６％在亚洲。近期ＦＡＯ估计　在２０００年潮湿森林有１１．７２亿ｈｍ　，其中５６％分　布在美洲，１９％分布在非洲，２６％在亚洲。　２０世纪对热带森林进行了大规模的采伐与破　坏，估计亚洲５８％的热带森林被作为商业用材林而　遭砍伐，非洲占１９％，南美洲占２８％（Ｊｏｈｎｓ　ｅｔ　ａ１．，　１９９７）。估计迄今全球２５％～５０％的热带森林面积　已转变为其他用途（Ｐｉｍｍ　ｅｔ　ａ１．，２０００）。联合国粮　农组织提供了一基准数字，２０世纪７０年代每年　０．１４２亿ｈｍ　的热带森林遭到毁灭。近期，２个研究　报告提出每年毁林面积分别为８４０万ｈｍ　（Ａｃｈａｒｄ　ｅｔ　ａ１．，２００２；２００４）和５６０万ｈｍ　（ＤｅＦｒｉｅｓ　ｅｔ　ａ１．，　２００２）。这是因为：对热带森林概念的理解有差别；　Ａｃｈａｒｄ等（２００２；２００４）的结果是根据高分辨率人造　卫星影像得到的，而人造卫星测量反映的植被影像　是粗略的；Ａｃｈａｒｄ等的卫星研究没有包括ｌ９９７—　１９９８年厄尔尼诺一南方涛动（ＥＮＳＯ）火灾丧失的大　面积森林。　

３热带森林生长动态　近几十年热带树木生存的物理、化学和生物环　境发生了变化。一些监测热带树木种群的永久样地　显示出，其热带森林结构、生产率、生长周期和功能　也发生了一系列的变化（Ｌｅｗｉｓ　ｅｔ　ａ１．２００４ａ）。　Ｐｈｉｌｌｉｐｓ等（１９９４）自５０年代起，对包括旧热带　和新热带４Ｏ块样地进行了长期监测，根据测量树木　死亡和更新数据来测定树木周转率，监测发现自　１９８０年后树木茎个体周转率明显加速，但新热带的　动态比旧热带明显。而且将热带树木生长加快的原　因归于大气ＣＯ：浓度增高。Ｐｈｉｌｌｉｐｅｓ（１９９６）对以上　研究结论再次论证，并将森林立地扩大为６７块，包　括全部热带地区，新的数据再次证实热带森林树木　周转速率增加。　Ｐｈｉｌｌｉｐｓ等（１９９８）对泛热带潮湿森林的生产量　进行长期系统研究，得出了有影响且有争议的结果。　他们对４种不同立地的热带成熟森林的生物量进行　了测量：热带潮湿森林１５３块样地，新热带潮湿森　林１２０块样地，新热带低地潮湿森林１０８块样地及　亚马逊成熟林９７块样地。共测量６０万余株树木。　测量结果表明：新热带潮湿成熟林地生物量增加　（１．１１±０．５４）ｔ・ｈｍ　ａ～；新热带潮湿低地成熟林　地生物量增加（１．０８±０．５９）ｔ・ｈｍ　ａ～；亚马逊　成熟林地生物量增加（０．９７±０．５８）ｔ・ｈｍ　ａ～。　Ｃｌａｒｋ（２００２）对上述结果提出了置疑，他认为　Ｐｈｉｌｌｉｐｓ等（１９９８）的树木测量技术存在问题（如测树　位置），而且取样包括一些处于演替初期的立地，这　样就会导致人为地增加产量。Ｃｌａｒｋ（２００２）对新热　带低地２５块立地核算结果为０．０（一０．３—０．９　ｔ・　ｈｍ～ａ　），即生物量无增加，从而否定了Ｐｈｉｌｌｉｐｓ等　（１９９８）结论的正确性（Ｃｌａｒｋ，２００４）。作为回应，　Ｐｈｉｌｌｉｐｅｓ及其支持者对亚马逊潮湿森林样地中的６　万多株树木逐一进行核查测量，审核结果认为原始　生物量增长是可靠的（Ｍａｌｈｉ　ｅｔ　ａ１．，２００２；Ｂａｋｅｒ　ｅｔ　ａ１．，２００４）。Ｂａｋｅｒ等核算结果数据比Ｐｈｉｌｌｉｐｓ等　（１９９８）估算的原始数据还要略高。　Ｌｅｗｉｓ等（２００４ｂ）采用２个时间段树木生长和　死亡数据分析了南美５０块长期（１９７１－－２００２）监测　样地上林分生长的变化。全部森林清查分３次进　行，每次清查间隔６～７年，计算结果为：基面积（可　根据开度量方程转算为生物量）库流的收入（生长）　量为（０．５１±０．０４）ｉｎ　・ｈｍ　ａ～，流出（死亡）量为　（０．４１±０．０４）ＩＴＩ　・ｈｍ　ａ。。，于是基面积增加　（０．１０　４－０．０４）ｍ　・ｈｍ　ａ～，基面积相对增加　（０．３８±０．１５）％；茎注入量（茎株更新）为　（９．４±０．８８）株・ｈｍ～ａ。。，茎库流出量（茎株死亡　数）为（８．４±０．８９）株・ｈｍ　ａ‘。，每年茎株密度相　对增加（０．１８±０．１２）％。最后，Ｐｈｉｌｌｉｐｓ等（２００８）将　南美热带潮湿森林≥１０　ｅｍ树木种群生长清查结果　归结为６个关键生态系统过程上的增长：即茎株个　体更新、茎株个体死亡、茎株个体周转、基面积生长、　基面积丧失和基面积周转显著增加。　此外，Ｌｅｗｉｓ等（２００９）对非洲热带森林的生长　动态进行了报道和分析。此研究跨度４Ｏ年（１９６８—　２００７），设置７９块包括非洲西部、中部和东部的郁闭　潮湿森林永久样地。研究方法是在既定面积（平均　２．１　ｈｍ　）测量直径≥１０　ｃｍ的全部树木，每块样地　至少调查２次（平均间隔９．４年），同时使用标准程　序，用开度量方程将树木直径转换为碳含量。结果　发现在４０年间，非洲热带森林活树木总碳量以　０．３４　Ｐｇ　Ｃ・ａ　增加。