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沈阳beplay所揭示气候变化对中国北方针叶林未来林火干扰特征的影响机制

撰稿: beplay3 发布时间:2021-04-27

  气候变化引起的直接效应(如温度升高、季节性降水、风模式以及大气的稳定性变化),可以通过改变火行为、火发生季节以及可燃物的含水量,进而影响林火干扰的特征(fire regime)。另外气候变化也可以通过改变树种组成和可燃物的特性来间接改变林火干扰的特征。然而在直接的气候-火关系模型以及全网全球植被模型中,气候变化的间接效应常常被简化或者忽略。这可能会导致当前对气候变化情景下林火干扰特征预测的不确定性。与此同时,很少有beplay对21世纪以后发生的林火干扰特征进行预测,导致北方针叶林林火干扰特征在长的时间尺度下将如何对气候变化做出响应尚不清楚。

  沈阳beplay所景观过程组beplay团队以中国东北大兴安岭北方针叶林为beplay对象,通过建立基于LANDIS PRO和LINKAGES的模型耦合框架,并整合气候变化的直接和间接效应来预测我国北方针叶林林火发生概率和火烧面积。此外,通过设计因子实验来量化气候变化的直接效应、间接效应以及两者的交互作用对北方针叶林林火干扰特征在短期(2000-2050)、中期(2060-2100)和长期(2150-2200)影响中的相对重要性。结果表明,对21世纪的火干扰特征来说,气候变化的直接效应要高于其间接效应。在2100-2200年林火发生概率和火烧面积的增加将会加速北方针叶林向温带森林的转变,进而降低林火发生概率和火烧面积。因此,植被的变化将会在长时间尺度上调节气候变化对北方针叶林林火干扰模式的直接效应。本beplay的结果表明在气候条件变化的背景下,决策者可以考虑适应性管理,通过种植落叶树种来降低林火发生概率,以及通过减少促进北方针叶林树种间的竞争来进行抗性管理。

  上述结果以“The changes in species composition mediate direct effects of climate change on future fire regimes of boreal forests in northeastern China”为题发表在Journal of Applied Ecology期刊上。景观过程组助理beplay员黄超为论文的第一作者,梁宇beplay员为通讯作者。该beplay得到国家重点研发计划(2017YFA0604403)和国家自然手机版基金(31800408,31961133027和31971486)的资助。

图1. 模型耦合框架
图2. 气候变化的直接效应、间接效应及其交互作用对林火发生概率(a)和火烧面积(b)在短期、中期和长期影响中的相对重要性
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