提　要　建立的林窗模型 NEWCOP，被证明适合于模拟小兴安岭天然森林的分布、生长和演替，并可用于跟踪现有森林的生长和演替动态。在 GISS 2xCO₂和 GFDL 2xCO₂气候变化情景下对现有林分的模拟实验显示：小兴安岭森林对气候变化具有敏感性；尽管森林对不同气候变化情景的响应明显不同，但基本趋势是一致的，即蒙古栎等阔叶树在森林中将占越来越大的比例。

关键词　气候变化；小兴安岭；森林；林窗模型

中图分类号　S718.5

文献标识码　A

文章编号　1000－3037(1999)04－0372－05

　　工业革命以来，人类在改变自己生活的同时，也在改变着自然。这种简单的伴随关系，已通过自然法则对自然的正常运转和人类的生存造成严重的威胁。人类为了提高生活水准，大量使用化石能源，向大气中排放了大量 CO₂，从而增强了大气 CO₂ 的保温作用，即“温室效应”，造成气候变化^[1]。必须注意，现代气候变化与过去气候变化有本质的不同，过去的气候变化相当缓慢，生物可通过进化过程逐渐适应，现代气候变化速度则快到 100 年内的变化量超过过去上万年才会有的变化量，生物没有如此快的适应速度，从而可能面临着威胁。气候变化可能通过对人类赖以生存的生物圈来影响人类生存。

　　东北小兴安岭是中国最大的林区之一。根据环境对每个生物和生物群体都有影响这一普适的生态学原理，气候变化必将对小兴安岭森林造成影响。气候变化会不会造成正面的或是负面的影响呢？这种影响会有多大规模呢？回答上述问题是本研究的目的。

1 研究方法

1.1 小兴安岭的森林

　　小兴安岭在中国植被区划上属于“温带针阔混交林区域”内的北部地区，即“小兴安岭、完达山红松阔叶混交林区”^[2]。小兴安岭年均温－1～2.6℃，大于 10℃积温为 1900～2500℃，年降水量 460～610mm，无霜期长为 95～130 天。原生地带性植被为红松为主的温带阔叶红松林，平均林木蓄积量可达 500m³/hm² 左右。林下土壤为暗棕壤，厚度超过 50cm，肥力高。

1.2 NEWCOP模型

　　森林林窗模型模拟是在林窗大小的小面积上每株树木的生长、死亡和更新的，这样，林分内所有树木的生长状况的综合，就是林分的数量特征^[3]。自 70 年代以来，林窗模型在国内外得到了广泛的应用^[4]。本文模型 NEWCOP(North-East China Woods Competition Occupation Processor)就属于这类模型，并已在中国东北得到系统验证和应用^[5,6]。构成 NEWCOP 模型的主要子模型为：生长、死亡、更新、生物气候模型和林冠模型。其主要特点是适合于模拟落叶阔叶树与常绿树混交林，它与其它林窗模型相比，在树与树遮荫问题上有更合理的假设^[5]。生物气候子模型可模拟时变（依年）的生物气候变量，这些变量对森林树木的生长、更新有影响。这个子模型一般先用历史气象资料计算生成一年的气候数据，然后用它们计算影响生态系统的生物气候变量。为了研究森林对气候变化的响应，本文主要是根据 GCM (general circulation model)的输出，计算每年降水和气温的变化量。由于 GCM 的不确定性，这些变化量不应理解为真实量，而是估计森林对未来气候变化可能响应的参考量。

　　NEWCOP 的每一林分斑块的模拟，以年为步长，计算每株树的生长、死亡或新树的更新。在模拟过程中，林分斑块内的每株树的年生长被看成是现有胸径、树种、光、水热条件和土壤 N 的函数分别计算，其中主要方程式列在表 1 中。NEWCOP 每年合理地选择剔除林分斑块内死亡的树木，合理地选择合适的更新树种、数量和大小进入林分斑块。

表 1　NEWCOP 模型的主要方程
Table 1 Main equations for the model NEWCOP

最优胸径增长方程（Dmax,Hmax 分别为树种有记载的最大胸径和树高，g 为生长参数）：

胸径（D）- 树高（H）关系：H=130+b2。D-b3。D2

实际胸径增长（fl、ft、fd、fn 分别为光、温、水、肥条件的效应函数）：

树顶现有光 (AL) 对胸径增长的影响：

fl(AL)=a(1-exp(-b(AL-c)))

＞5°有效积温 (ED) 对胸径增长的影响（EDmax、EDmin 为分布区内的 ED 的最大、最小值）：

生长季干旱天数 (DD) 份额对胸径增长的影响（ad 为树种天然分布区内 DD 的最大值）：

fd(DD)=max{1-DD/ad,0}1/2

土壤现有养分（AN）对胸径增长的影响：fn(AN)=d+e·AN+f·AN2

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