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user: 4. 研究结论 4.1. 气候变化对森林影响方面 4.1.1. 对森林生长影响 无论是采用模拟方法还是资料数据分析，无论是热带森林、寒带森林还是温带森林，大部分论文都认为气候变暖会导致森林生长加速 [ 31 ] - [ 34 ] 。A. R. Keyser等(2000)利用统计数据分析了北美森林13地点、过去82年的气温上升趋势，并且以此为基础通过BIOME-BGC模型模拟了未来森林生长状况，最终得出森林净初始生长率NPP、分解率DR上升的结论 [ 35 ] 。Ernst-Detlef Schulze等探讨了京都议定书后的森林管理，不仅认为森林净初始生长率会NPP会上升，而且认为净生态生长率也会上升，而且上升幅度大于不仅认为森林净初始生长率会NPP [ 36 ] 。Serge Payette等也认为气候变暖会导致森林生物增长 [ 37 ] 。但是，有一些论文认为森林生长下降。例如，在中国既有在特定地区NPP上升31%，也有一些城市化地区森林NPP下降 [ 38 ] 。在Celine Boisvenue等人的论文中，认为温度上升、降水、CO 2 积聚和N积累对森林生长有促进作用，相反O 3 和其他污染物有负面作用，这些因素的合并和相互作用很难通过实验来模拟 [ 39 ] 。Wei Ren等人模拟了1961~2005年间O 3 、气候变化、CO 2 和N积聚对中国森林的影响，结果显示O 3 污染和气候变暖对NPP的负面作用可以被N积聚和CO 2 的正面作用所抵消 [ 40 ] 。Christopher Reyer等人通过模型模拟认为未来天气变化和CO 2 的影响会导致北欧森林生长率增加，中欧增长或者降低，南欧下降 [ 41 ] 。 除温度因素影响外，许多论文还关注了气候对森林生长有影响的其他直接和间接因素，如降水、飓风、干旱、火灾、CO 2 积累、昆虫等食草动物、冰山融化等等。例如，Virginia H. Dale等把温度、降水、飓风、CO 2 积累等作为分析气候变化和森林相互作用的因素 [ 42 ] 。W. Jan A. Volneya等重点研究了在气候变化中昆虫对森林生长的负面影响。除了气温上升因素外，CO 2 积聚已经作为最重要影响森林生长的因素，或者成为与温度上升、降水增加等共同作用的因素，成为促进森林增长的重要因素 [ 43 ] 。例如，Changhui Peng等利用CENTURY4.0模型了气候变化对加拿大寒带森林结构和功能的影响，认为CO 2 积聚与气温上升会使森林净初始生长率、分解率DR上升 [ 44 ] 。 一些论文特别关注了气候变暖对热带云雾森林的负面影响。例如，Lloyd L. Loope等利用历史数据分析了位于夏威夷的热带云雾森林，认为温度、降雨，云层覆盖和湿度方面的小变化就将引起对热带云雾森林的巨大改变，强调了热带云雾森林应对气候变化的脆弱性 [ 45 ] 。Octavio R. Rojas-Soto等利用ENMs (ecological niche models)模型预测到2050年气候变化对墨西哥东南部森林影响，结果显示出云雾森林将大面积减少，达到54%~76% [ 46 ] 。 4.1.2. 对森林分布影响 气候变化会引起森林分布的改变。Lera Miles等利用模型预测了亚马逊热带森林分布的长期变化趋势，认为43%森林分布会发生改变，但是大多数区域的改变并不明显 [ 47 ] 。Jian Ni研究了气候变化对森林分布影响的不同因素，认为CO 2 积聚可以非线性地影响森林分布，但气候变暖对森林分布影响更大 [ 48 ] 。Craig Loehle利用SORTIE系列模型分析了气候变暖对森林分布的变化，认为随着气候变暖导致群落交错区北移 [ 49 ] 。Andreas Hamann等人认为基于生态系统调查，气候变化对森林生态系统空间再分配的程度是相当可观的，同时亚寒带和山区森林也逐步消失 [ 50 ] 。 气候变化对不同区域森林分布的影响不一致。Martin T. Sykes等人利用模型模拟了未来气候变化对北欧森林分布的影响，认为气候变暖会引起森林区域分布变化，一些地区增加，一些地区下降 [ 51 ] 。Denis Loustau等和ChanghuiPeng等的论文认为气候变化对高纬度地区森林的影响更大，A. O. Kokorin等认为气候变化对寒带森林影响更大，温度上升主要对寒冷地区森林有作用，而南部地区森林主要受降水影响 [ 10 ] [ 27 ] [ 52 ] 。 4.1.3. 对森林多样性影响 多数相关文献都肯定气候变化对森林多样性会起作用。例如，Phyllis D. Coley和Riciard T. Corlett等人的论文都认为气候变暖会引起森林物种的改变。但不同论文对该作用的方向存在不同认识 [ 53 ] [ 54 ] 。Richard Condit等人认为干旱会导致巴拿马森林多样性的改变，一些物种减少甚至灭亡 [ 55 ] ；Pru Foster的论文使用历史资料、数据认为气候变暖会导致森林多样性下降 [ 56 ] ；Robert M. Scheller等人利用模型模拟了气候变暖对森林多样性的影响，会导致美国森林多样性的下降 [ 57 ] 。相反，H.Tommervik等人认为气候变暖会引起北欧森林多样性增加 [ 58 ] ；Louis R. Iverson等人利用模型模拟认为气候变暖会导致森林多样性的轻微增长 [ 59 ] 。另外，也有学者认为气候变暖不一定导致森林多样性的改变 [ 60 ] 。 4.2. 气候变化对森林管理影响方面 4.2.1. 森林火灾与森林管理 多篇论文分析了气候变化引发的火灾对北美、俄罗斯等地森林的影响，基本认为森林火灾风险会增加。例如，B.M.Wotton等人利用GCM数据和火灾预测模型，得出到2020~2040年加拿大森林火灾风险大约会增加18%，最终到21世纪末会增加50%。按照目前气候变化趋势，寒带森林火灾会更加严重。针对火灾风险的增加，多篇论文提出了相应管理对策 [ 20 ] [ 21 ] 。例如，Hong S. He等人分析了森林物种对于增长的森林火灾风险的反应，认为尤其对于贫瘠地区的森林，不是仅仅考虑减少砍伐计划，而是应当强化森林管理措施，预防森林火灾 [ 61 ] 。Mike Flannigan等人认为，森林火灾是寒带森林管理的基本的、重要的组成部分，这个世纪末火灾将增加50%，再过一二十年，目前消防管理机构无法维持现有火灾成效水平 [ 62 ] 。 4.2.2. 对森林综合管理 未了应对气候变化对森林的影响，许多论文提出了综合管理对策。Daniel A. Spring等人认为，为了应对气候变化，最优的策略选择是停止砍伐，至于是否这样做，取决于火灾风险的增加和水价值的改变 [ 63 ] 。Ralph Alig等人认为，为了应当气候变化，应当重视林业的发展，更多的农业用地转变为林业用地，同时要强化森林管理措施 [ 64 ] 。B. J. Stocks等人认为气候变化主要是通过温度和降水的改变来影响俄罗斯和加拿大的森林，所以应当有针对性地调整原有管理策略 [ 14 ] 。Marcus Lindner分析了最大化木材产量、最好天气适应和最大化树木多样性三种管理目标下森林管理策略的选择，强调了森林管理的重要性，针对不同的管理目标管理措施应当有所区别 [ 65 ] 。William F. Laurance不仅分析了气候变暖、CO 2 积聚对亚马逊森林的影响，而且也分析了森林过度砍伐、采矿、过度捕猎的影响，强调为了为了亚马逊森林的发展，应当采取综合性措施来应对，特别要减少人的行为对森林的干扰 [ 66 ] 。Per Bodin等人认为，为了适应未来气候变化，特别是极端天气事件，需要加强森林管理，探寻适合实践的理论和方法，最大限度地满足森林管理的各种需求 [ 67 ] 。 4.3. 气候变化对森林固碳影响方面 4.3.1. 对森林固碳的总体影响 森林被认为是应对气候变化的潜在碳库 [ 68 ] 。对于影响森林固碳的因素，不同学者采用了不同的影响因子。有与气候变化紧密相关的温度、降水、CO 2 积聚、O 3 积聚、N积累等；也有与森林管理相关的因子，如林龄的变化、砍伐决策等。森林砍伐和退化是影响森林碳排放的关键因素 [ 69 ] 。在应对气候变化中，土壤解冻和地下水位深度之间的相互作用是控制北方森林碳汇的关键 [ 70 ] 。土地利用变化，特别是转化成农业生态系统会耗尽土壤碳库 [ 71 ] 。S. Hashimoto等人利用CENTURY模型分析后，预测认为气候变化导致SOC (soil organic carbon)下降5% [ 72 ] 。Vladimir N. Shanin等人利用EFIMOD (individual-based stand- level model)模型分析了俄罗斯中部的森林，结果显示森林管理，尤其砍伐或者收割，对森林碳库有重要作用。由于采用的指标不同，加之方法上的差异，所以得出的结论也有较大差异。其一，多数学者认为在气候变暖状况下森林碳库会增加 [ 73 ] 。F. A. Bazzaz综合分析了温度、CO 2 积聚和N积累三种因素，得出热带森林碳库增加的结论 [ 74 ] 。Limin Dai等人分析了中国长白山森林对气候变化的影响，认为会导致立木碳库增加 [ 75 ] 。其二，一些学者认为气候变化对森林碳库影响不大。A.R.Keyser等通过模拟未来北美森林碳库的变化，认为气候变化对北美森林碳库没有大的影响。其三，个别学者认为气候变化会引起森林碳库的下降 [ 35 ] 。Raisa Mäkipää等人通过模型分析了芬兰森林的碳库变化，在气候变暖和N积累的共同作用下，总碳库是减少的 [ 76 ] 。 另外，一些学者也比较了不同因素在森林固碳的作用。A. O. Kokorin，等认为林龄变化对森林碳库的作用要大于气候变暖的作用，随着森林龄结构的老化，森林植被碳库也会下降 [ 27 ] 。Jian Ni在分析CO 2 积聚和温度上升对森林碳库影响时，认为温度上升的作用大于CO 2 积聚的作用 [ 48 ] 。Zhao Junfang等人通过FORCCHN模型分析中国东北的森林，认为气候变暖比降水对碳预算的影响更大 [ 77 ] 。 4.3.2. 对森林固碳的作用趋势 有的学者也预测了气候变化对森林固碳的作用趋势。Timo Karjalainen等人利用EFISCEN (European Forest Information Scenario Model)分析了1990~2050年期间森林管理在森林固碳中的作用，认为森林管理大于森林固碳有作用，但作用不大，森林碳库开始增长快，但到2020年后增速减慢 [ 78 ] 。Allen M. Solomon通过模型分析了伴随着气候变暖寒带森林碳库的变化趋势，森林碳库开始增长，未来将下降 [ 79 ] 。 4.3.3. 对植物固碳和土壤固碳的不同影响 森林碳库主要分为植物碳库和土壤碳库两部分，有些学者研究了气候变化中两种碳库的不同变化趋势。一方面，大多数认为在气候变化中森林植物碳库上升，土壤碳库下降。Changhui Peng等利用CENTURY4.0模型了气候变化对加拿大寒带森林结构和功能的影响，认为气候变暖造成植物碳库上升、土壤碳库下降；CO 2 积聚上升导致植物碳库上升、土壤碳库上升 [ 44 ] 。Raisa Mäkipää等人认为在气候变暖和N积累的共同作用下，植物碳库上升、土壤碳库下降 [ 76 ] 。另一方面，也有学者认为在气候变化中森林植物碳库和土壤碳库都会下降。Jian Ni认为在CO 2 积聚和气候变暖共同作用下，植被碳库和土壤碳库都将下降 [ 48 ] 。