英语原文共 9 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

---

未来气候背景下中国亚热带木荷的气候适宜性

摘要 本文旨在研究未来气候背景下中国亚热带木荷的气候适宜性。以与气候-植被相关的Kira模型、Holdridge模型和生态适宜性理论为基础，用模糊数学的方法建立了木荷的气候适宜性模型。以1960-2005亚热带246个测站的逐日气象资料为基础，通过应用空间差值法分析了木荷的温度、降水和潜在的蒸散率。根据IPCC的SRES报告，应用了未来背景模拟结果。在IPCC A2背景下，研究了未来气候背景下的中国亚热带木荷的气候适宜度以及其变化。在未来的气候背景下，木荷的气候适宜性将在人类的各个地区发展壮大，如广东北部，广西东北部和浙江东岸。木荷适合在广西中部，贵州东部以及江西和福州的中部生长。

木荷的生长适宜性在贡山、维西、丽江、沅江、会泽、雷波、峨眉、内江、南充、巴中、钟祥、枣阳，信阳、六安、滁州、高邮、泰通仍然较低。在西云南和四川的气候适宜性有很大的变化

未来的气候适宜木荷变化受温度和可能蒸散率影响较大。未来气候适宜性从湖南向西部和北部减少。在未来气候情景下，气候适宜性有下降趋势。该研究为研究植被的地理分布提供了理论依据。

关键字 气候适宜度变化；未来气候背景；木荷；亚热带；中国

IPCC第四次评估报告指出，在过去的100年里全球平均温度上升了0.74℃。特别是近50年来（1956－2005），全球温度的增长速度为13℃/10a。在未来的100年，全球表面温度可能会上升1.6－6.4℃。IPCC AR4最新预测表明6种SRES排放情景下,21世纪全球平均地表温度将上升1.1－6. 4 ℃。近年来，赵俊芳等人选择日常的数据未来A2气候情景下（2011－2050）和条件（1960－1990）区域气候模式PRECIS输出分析变化趋势在未来气候情景下西藏地区的干湿状况。利用未来气候情景数据输出FGOALS模式，未来气候情景下中国东北森林生态系统进行了研究，提出了解决未来气候背景下的问题。杜尧东等人基于全球气候变化的背景下分析了气候适宜新气候变化背中国亚热带橘子的气候适宜性。全球气温上升将改变各地区的温度场，影响大气环流的运动规律，并引起一系列气候因子（降水、日照等）的变化。这对人类的生存环境带来了巨大的影响。气候变化将引起作物适宜区域和关键时期的变化。

亚热带是温带和热带的过渡带。北起秦岭，南至南陵南部斜坡。西起东青藏高原，东到东海岸。在西部，海拔高度，波动大。在东部，地势平坦，地势较低。复杂的地形使每个地区的气候变化趋势具有多样性。木荷是常绿乔木木荷属，山茶科，在亚热带常绿阔叶林是常见的。木荷、木荷林是中国亚热带常绿阔叶林和陆地生态系统的重要组成部分。全球气候变化对全球生态系统产生了明显的影响。 由全球气候变化引起的水热条件的变化必然影响到植被的地理分布。木荷气候适宜度模型是以气候－植被相关模型、生态适宜性理论和模糊数学为基础，讨论未来气候背景下木荷和对气候变化的响应及其区域分布的气候适宜性。

1. 数据与方法

1.1、数据来源与处理方法

本文选取了1960-2005年亚热带地区264个测站的逐日温度与降水数据和IPCC基于A2背景研究的中国未来30年温度和降水的变化趋势。数据处理和地图制作主要运用了ArcGIS9.3和Microsoft Excel。kira模型和holdridge模型被用来计算寒冷指标，生物温度，潜在蒸发量。

利用气候适宜性理论和模糊数学建立了气候适宜性模型。利用空间插值方法进行动态分析。对木荷的气候适宜度变化的区域差异进行了分析，并对未来气候情景下亚热带气候适宜性变化的基本特征分析进行了分析。

1.2、温度适宜度模型

在气候与植被的研究中，kira气候-植被分类系统和Holdridge生命地带分类系的统效果更好。为定量分析对木荷生长发育热满意度，Holdridge模型的生物温度和Kira模型的寒冷指标被用来描述冷暖时期的热条件。介绍了木荷生长对温度的响应函数。基于生物温度和寒冷指标的

适宜性模型，建立了综合温度的适宜性模型。根据马行长等人的研究，生物温度适宜度函数是：

其中，B = ( T－T) /( T－T)。 T是某一时期或生育期的平均生物温度。T，T和T分别代表植物生长和生育期的最低、最高和最适温度。根据倪健的研究，他们的值分别是8.2，26.8和18. 3 ℃。S( T)是由实际温度和T，T和T的值得到的生物温度适宜度。根据资源需求和地位相匹配的适宜性分析模型，寒冷指标适宜度模型为：

X是植物生长分布范围的最小寒冷指标。X是最适寒冷指标，X是实际寒冷指标。根据木荷生长最低寒冷指标－6.3℃每月，倪健认为高温和中温植物的寒冷指数的边界是-2.0 ℃每月。为全面反映生物温度和抗寒指标的适用性，综合性温度适宜性模型为：

S( T) =

S( T) 是综合温度适宜度，S是生物温度适宜度， S是寒冷指标的适宜度。

1.3、降水适宜度模型

在中国亚热带地区正常生长的木荷的年降水量需求作为需水量的标准，根据蒋定生制作的作物产量与降水的关系曲线，下面的公式可用于计算在亚热带地区木荷的降水适宜度：

r为年降水量（mm），R0是最适年需水量（mm）。Rmin为最小年需水量（mm），和Rmax为最大年需水量（mm）。S（R）是降水适宜度由R和R0决定。当R是比R0稍大，土壤将水分完全吸收，可以认为S（R）= 1。

1.4、潜在蒸散率适宜度

潜在蒸散率的适宜度是潜在蒸散率与降水之比。根据黄璜的研究，潜在蒸散量的适宜性函数为：

S( PER) 潜在蒸散率的适宜度。A 是实际潜在蒸散率，AL是作物生长的最低潜在蒸散率。

AM是最适潜在蒸散率的最低限制。AM最适潜在蒸散率的最高限制。AH最高潜在蒸散率． B和B2是常数。根据黄璜的研究,B和B分别为0.2166和0.3792。根据倪健的研究，AL，AM，AM和AH分别为0.20，0.60，0.80和1.54。

1.5、木荷气候适宜度模型的建立

木荷的生长与周围的生态环境有复杂的关系。对于生态环境因子的组合变化影响是最大的。一个或几个因素对木荷生长的积极作用可能加强或减弱，甚至完全抵消其他因素。为了综合反映气温、降水等因素对木荷的适宜性的影响，合理评价木荷对上世界80年代以来气候变暖的响应，木荷气候适宜度模型为：

S ( TRP ) =．

S( TRP) 是气候适宜度，S( T) 是温度适宜度，S( R) 是降水适宜度，S( PER) 潜在蒸散率适宜度。

1.6、未来气候数据资源

IPCC SRES A2情景下，利用CSIRO MARK3海气耦合模式，对未来30年的气候趋势进行模拟。用MM5中尺度区域气候模式进行区域气候变化的数值模拟试验。基于IPCC A2情景下，对中国亚热带地区的温度和降水量的变化趋势进行研究(表1) ．

2 、结果与分析

2.1、温度适宜度及在未来气候条件下的变化

根据亚热带每个县的逐年平均温度适宜度，计算了46年的平均温度适宜度。用ArcMap软件进行空间插值分析（图1a）。结合唐建平（表1）的温度变化预测值，计算了在未来气候条件下各站的平均温度适宜性。用ArcMap软件，计算了中国亚热带地区木荷未来温度适宜度

当前和未来我国亚热带木荷温度适宜性划分为四种类型（图1b）。

① 不恰当的类型 ( 温度适宜度小于0.75)

这是在维西－盐源－西昌－雅安－平武－略阳－汉中－安康－南阳－驻马店－凤台－高邮北部，主要包括四川、甘肃南部的大部分地区，陕西和鄂南，北安徽和江苏。与图1A相比，不合适的地带向北移动，且面积减小。温度升高将会使情况变得更好。

②次适宜类型（温度适宜度为0.75～0.94）。

这是在丽江南部的昭通－雷波－峨眉－成都－绵阳－广元石泉－房县－枣阳－信阳－六安滁州－南通。主要包括北云南，东四川，广东，江西，重庆，安徽，江西，福建，广西，湖北。扩大到江西、南福建和四川东南部。温度升高引起的适宜性下降。

③适宜型（温度适宜度为0.94～0.98）

这片区域被瑞丽市－腾冲－保山－昆明－盘山－安顺－铜仁－来凤－恩施－石门－沅江－长沙－伊春－遂川－连平－梧州－桂平－来宾区－那坡－屏边－江城－思茅环绕，主要包括云南中部、贵州东南部、湖南和广西北部的大部分地区。区域总体向西移动。

④最合适的类型（温度适宜度大于0.98）

在气候情景下，该区消失。随着温度的升高，对木荷的温度适宜度下降。

从图1a，呈现一定程度的东的纬度地带性特征和中国西部亚热带。由于在中亚热带中部地区地形影响（四川一个盆地），木荷温度适宜度明显高于西部地区在同一纬度。在中亚热带中部地区，温度最适区较小。从图1A和图1B，在未来气候情景下，最适温度区消失，四川盆地适宜面积减少。江西、南福建和北广东的适宜性明显下降。木荷林的适宜范围北移，适宜区面积扩大。云贵高原适应性有所上升。基于未来气候情景下，在亚热带地区，温度适宜性呈现纬度地带性特征，温度适宜性增强。在中国亚热带地区，气温普遍上升，“暖冬”现象出现。温度在江西、南福建和北广东超过了生物的温度。“暖冬”使云贵高原的温度适宜度升高，适宜区扩大。由于温度上升，云贵高原海拔较高，木荷的适宜度在未来有所上升，在四川流域的适宜性下降。

2.2 降水适宜度及在未来气候条件下的变化

降雨变化情景模拟研究表明，除一月、二月、六月降水外，其他月份降水量均呈不同程度的上升。根据亚热带地区每个县46年来的平均降雨量，计算了46年来平均降水适宜度（图2a）。根据在未来气候变化情景下各站降雨情况，计算了在未来气候情景下降水的适宜度。现在和未来中国的亚热带降水适宜性分为4类（图2b）。

①不合适的类型（降水适宜度小于0.5）。

这是在稻城－康定－巴塘－小金－绵阳石泉－房县－枣阳－南阳－亳州北。

②次适宜型（降水适宜性是从0.50到0.70）

这是在贡山－维西－盐源－九龙－延安－成都－南充－巴中－钟祥－凤台－南信阳－淮阴，和屏边－玉溪－盘县－安顺－湄潭－南充－六安－苏州北。

③适宜型（降水适宜性是从0.70到0.85）

这是在芦溪－盘县－安顺－湄潭－万县－南充－恩施－宜昌－嘉鱼－麻城－安庆－黄山－慈溪南除最适宜开发区外，主要包括广西、广东、重庆、浙江北、福建东、湖北南、安徽和江苏。

④最适型（降水适宜度大于0.85）

这是包围在安化－吉首－长沙－修水－南昌－蒲城－武夷－平南－五华－连平－梧州－武冈区。由图2a，木荷的降水适宜性从东南沿海向西北内陆递减。西北地区干旱少雨，是木荷的降雨不适宜地区，东南地区适合木荷生长。

Fig． 1 Temperature suitability (a) and future temperature suitability (b) of S． superba in subtropical zone of China

从图2a和图2b，未来气候情景下，在中亚热带和雨量适宜适宜区中东部地区降雨最适宜区在云南西南部扩大。很明显，在未来气候情景下，降水适宜度从东南沿海向西北内陆降水减少，最适宜区增加，西南峪区域变化大。降雨适宜性变化主要受降雨变异性影响。当降雨量大于最适降雨的上限时，随着时间的推移，降雨仍有增加趋势。在气候变化的情况下，由于太平洋东南季风和西南季风在这些区域的变化，降雨及其适用度增加。由于受中国亚热带地区的影响，不仅受到来自太平洋的东南季风的影响，而且还受到印度洋西南季风的影响，降水适宜性增加。

Fig． 2 Rainfall suitability (a) and future rainfall suitability (b) of S． superba in subtropical zone of China

2.3未来气候变化情景下的潜在蒸散率及其变化

潜在蒸散量也有热系数指标。不同的植物对水热组合有不同的要求。如果水热结合是合适的，它说明了水和热的组合，使植物获得更好的生长状态。如果是低于或高于潜在蒸散量，它造成的植物生长不良，甚至死亡。在了解水和热结合影响植物的生长，我们不能简单地认为它是适当的或不适当的。结合表1预测降水量的变化值，计算46年平均潜在蒸散量的适宜性（图3a）。利用适宜性模型的潜在蒸散量，根据每一站未来的潜在蒸散率的适宜性在，中国亚热带区分成四种类型（图3b）。

①不合适型（潜在蒸散量的适宜性小于0.55）

这是在若尔盖－宏远－成都睢宁－巴中石泉－房县－枣阳－驻马店－亳州北。不合适地带有向南扩大的趋势。

②次适宜型（潜在蒸散量的适宜性是从0.55到0.80）

这是在广西南部，云南，四川，安徽和江西的大部分地区。云南中部的适宜性下降。

③适当的类型（潜在蒸散率的适宜性是从0.80到0.95）。

这是在盘县－迁西－叙永－来凤－恩施－嘉鱼－武汉－麻城－营山－南昌－玉山－苏州－象山东成为次适宜地区。

Fig． 3 Potential evapotranspiration rate suitability (a) and future potential evapotranspiration rate suitability (b) of S.superb

剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料

---

资料编号：[30810]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word