本研究以气候变化和生态系统碳循环为切入点,选择处于我国气候变化敏感地区的北方森林典型优势林型-兴安落叶松林生态系统作为研究对象,通过以表征能量差异为主的纬度梯度上的交互移栽试验(transplanting),主要采用定位观测、对比测定和生态建模等手段,系统深入地研究兴安落叶松林碳循环与生态环境、生态系统结构、以及其他功能过程之间的相互作用规律;探索生态系统碳库(carbon pools)、碳流(carbon fluxes)、及其组分对气候变化的响应和适应机理,弄清气候变化对兴安落叶松林的短期、中期和长期的综合影响,为构建和验证该地区、全国、甚至全球碳平衡模型提供着重于生态系统过程的实测数据,为评估和预测北方森林生态系统在全球碳平衡和气候系统中的作用提供科学依据。
气候变化日益加剧,将显著地影响中国的优势北方森林-兴安落叶松林。然而,气候变化对该森林生态系统碳氮水循环的影响尚不清楚。本项目在东北地区兴安落叶松分布区内建立以表征能量差异为主的纬度梯度样带,研究气候变化对兴安落叶松林碳循环的影响。该纬度梯度样带包括了5个纬度,即塔河(52.5 N, 124.6 E),松岭(50.7 N, 124.4 E),孙吴(49.3 N, 127.2 E)带岭(47.1 N, 128.9 E)和帽儿山(45.5 N, 127.5 E)。主要研究内容包括(1)落叶松林环境因子、土壤物理、化学和生物学性质的连续测定;(2)碳储量和碳通量测定;(3)光合、呼吸和蒸腾作用测定;(4)树干液流特征及其影响因子测定;(5)土壤呼吸动态及其控制因子测定。结果表明纬度梯度样带上的兴安落叶树林的生物量及其分配格局、边材/心材生长特征、光合能力、树干液流通量、土壤呼吸等因长期受不同环境条件的驯化而差异显著,表现出对环境变化的明显适应特征。研究结果为评价和预测不同气候变化方案下北方森林生态系统结构和功能的响应适应提供了重要的实测数据和科学依据。