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      東亞熱帶與亞熱帶常綠森林過渡問題的探討

      發(fā)布時(shí)間:2020-10-10
      來源:植物多樣性與保護(hù)研究組

        “東亞熱帶-亞熱帶常綠森林過渡”是一個(gè)在我國學(xué)術(shù)界被忽略,但具有重大理論和實(shí)踐意義的研究課題。從熱帶到亞熱帶(暖溫帶)常綠森林的過渡在中國是獨(dú)特的, 它體現(xiàn)在植被的轉(zhuǎn)變上,維持著最主要是氣候因素,氣候的日益不穩(wěn)定和變暖將如何影響這些森林及其轉(zhuǎn)變至關(guān)重要。中國南部植被帶隨海拔和緯度的轉(zhuǎn)變主要由氣候因素支配, 其次是土壤和自然地理因素。植被的轉(zhuǎn)變(群落交錯帶)主要體現(xiàn)在樹木植物區(qū)系的變化及伴隨的植被結(jié)構(gòu)和生態(tài)外貌的變化。喜馬拉雅山地的植被在短距離發(fā)生了轉(zhuǎn)變,即群落交錯區(qū)是狹窄的,這種植被清楚的轉(zhuǎn)變和過渡在中國西南山區(qū)是同樣的,它們或多或少都與霜線相關(guān)。目前的研究發(fā)現(xiàn),在東喜馬拉雅南坡和中國西南部,林冠層樹種總體沿海拔上升而變化,首先是林冠上層樹種改變,但林冠下層的熱帶樹種仍可以上延400米海拔高度。中國東南部的植被沿緯度過渡是類似的,但林冠下層的熱帶成分可以向北延伸10個(gè)緯度。這種從熱帶到亞熱帶常綠森林的過渡在亞洲東部是唯一且清楚表現(xiàn),因?yàn)閮H在這里,熱帶潮濕的夏季-干燥的冬季交替的季風(fēng)延伸到北緯35°,包括亞熱帶常綠森林,而世界其他地方的亞熱帶常綠森林則存在于干燥的溫帶夏季氣候條件下。

        本文對中國南部熱帶-亞熱帶常綠森林的生態(tài)過渡及群落交錯區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)的評述,提出了以下問題:

        我們目前仍不知道或仍沒有文獻(xiàn)可查的問題:

        1. 雖然我們估計(jì)熱帶邊緣在中國西南部可能上升到海拔2000米左右,但精確的熱帶邊緣的海拔仍不知道。這是因?yàn)闊釒У蜕缴值纳舷夼c云南西南部熱帶邊緣的熱帶-亞熱帶過渡帶森林相接的地區(qū)現(xiàn)在大多已被開墾, 我們也不能精確知道熱帶邊緣下降到中國東南部地區(qū)的路徑。

        2. 在中國西南部,研究上還沒有記錄熱帶低山地森林(季風(fēng)常綠闊葉林)與中山濕性常綠闊葉林之間的群落交錯區(qū)的森林群落(標(biāo)志著熱帶邊緣),也沒有記錄與亞熱帶的半濕潤綠闊葉林的群落交錯帶的植被。由于農(nóng)業(yè)開墾, 特別是茶葉種植,幾乎沒有這個(gè)過渡帶或群落交錯區(qū)的具體位置被確認(rèn)。這意味著沒有一條緯度和海拔的準(zhǔn)確界線被確立, 在這條界線以北和以上海拔,理論上存在熱帶植物不能幸免的地上霜凍,或者地面霜凍。

        3. 類似地,研究尚未確定中國東南部低地?zé)釒郑竟?jié)性常綠或半常綠熱帶林)與低地亞熱帶常綠闊葉林之間的生態(tài)交錯區(qū)。一些低地?zé)釒值奈锓N可以經(jīng)廣東分布到福建,暗示了低地?zé)釒в炅衷谶@些地區(qū)曾經(jīng)存在。

        4. 熱帶邊緣,即熱帶到亞熱帶常綠闊葉林的群落交錯區(qū)的寬度仍不知道,只是在喜馬拉雅地區(qū)的觀察表明,熱帶邊緣在喜馬拉雅是狹窄的。

        5. 為填補(bǔ)知識空白,選擇同時(shí)存在于群落交錯區(qū)的代表性熱帶和亞熱帶物種,特別是檢驗(yàn)它們對偶爾發(fā)生的霜凍的反應(yīng),在統(tǒng)計(jì)學(xué)和生理生態(tài)學(xué)上對它們進(jìn)行研究是必要的。同樣,研究哪些物種對霜凍最敏感,例如是在種子萌發(fā)和幼苗階段嗎?哪些物種能生長到成熟?在本土的森林中,這種更新可以在什么條件下發(fā)生?

        6. 在熱帶山地森林隨海拔變化的群落交錯區(qū),隨著植物區(qū)系變化,引起群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)外貌變化。我們?nèi)圆磺宄参飬^(qū)系的變化是被什么支配,這種植物區(qū)系和相關(guān)的森林結(jié)構(gòu)和生態(tài)外貌的變化是如何與空氣濕度和季節(jié)性干旱條件下的低溫的強(qiáng)度和頻度相關(guān)聯(lián)。 在什么條件下,樹木種子能保持休眠,它們萌發(fā)和長成的幼苗又如何以及在多大程度上能抵抗低溫冷凍?在哪些方面,這些影響在山坡和山脊之間由于霜降的不同而又會不同?

        7. 最重要的是, 在氣候變化的當(dāng)下,物種在生態(tài)交錯區(qū)兩側(cè)和以外的地區(qū)能成功地建立種苗庫的證據(jù)是什么?

        8. 土壤及植物區(qū)系的生態(tài)交錯區(qū)與熱帶低地季節(jié)性熱帶雨林和熱帶山地森林的交錯區(qū)是一致的嗎?如果是這樣的話,在哪里,在什么森林類型下,是熱帶低地雨林土壤(富含白蟻,有機(jī)物集中在近地表層)和熱帶山地及亞熱帶(暖溫帶)森林的紅壤(富含蚯蚓,有機(jī)物分散到較低的層)之間的生態(tài)交錯區(qū)?

        9. 在中國熱帶邊緣以北,特別是在孤立的喀斯特山地,是否有維持熱帶森林和植物區(qū)系避難所的無霜?dú)夂虻墓铝⒌摹吧鷳B(tài)島”?還是這些植物區(qū)系避難所的物種,是通過產(chǎn)生了耐霜性而進(jìn)化生存。

        未被回答而十分重要的問題:

        ——植物區(qū)系的生態(tài)交錯區(qū)是否與土壤的生態(tài)交錯區(qū)一致?

        ——靠近霜凍線的熱帶森林群落中的林冠物種在其生命周期和森林的動態(tài)周期中的什么時(shí)候是會受到霜凍而死亡的脆弱期,造成這種死亡的確切天氣條件是什么?

        ——哪些在中國亞熱帶出現(xiàn)的熱帶物種表現(xiàn)出一定程度的抗凍性?

        ——在中國暖溫帶地區(qū)發(fā)現(xiàn)了集中分布的熱帶物種,是否因那些地區(qū)為無霜區(qū)或其他獨(dú)特的氣候和土壤的存在而使它們得以生存?

        ——熱帶物種如何在熱帶邊緣以外仍有廣泛分布,如余甘子、厚皮香和重陽木,它們是如何在其分布的最北的極限條件下生存的?

        ——在這些熱帶邊緣以外分布的熱帶物種中,它們的耐凍性的遺傳基礎(chǔ)是什么,這種耐凍性可以在基因型之間轉(zhuǎn)移,還是能轉(zhuǎn)移到其他物種?

        ——這些熱帶邊緣以外分布的熱帶物種中,哪些種具有種子休眠?

        ——赤道地區(qū)山體上部的“云霧”林與亞高山灌叢之間的群落交錯區(qū)與霜凍的周期性發(fā)生有關(guān),這種現(xiàn)象是否適用于中國的熱帶-亞熱帶邊緣?

        挑戰(zhàn)性問題:

        ——溫度和降雨模式如何沿?zé)釒н吘壸兓?/p>

        ——目前的氣候變化對在中國亞熱帶地區(qū)存在的避難所里的熱帶物種的統(tǒng)計(jì)學(xué)和滅絕風(fēng)險(xiǎn)有什么影響?哪些植物和動物物種顯示出了沿邊緣后退或前進(jìn)的證據(jù)?以及以什么方式?

        ——中國南方熱帶邊緣(低地和低山熱帶和亞熱帶常綠林)的森林植被類型是如何應(yīng)對當(dāng)前氣候變化的,將來會如何反應(yīng)?

       

        以上這些問題,不但是植被、植物區(qū)系、地理上的重要科學(xué)問題,也是在當(dāng)今劇烈的氣候變化下如何有針對性地保護(hù)生物多樣性亟待解決的問題。希望這篇文章能為各相關(guān)領(lǐng)域的研究提供參考。

        論文鏈接:Ashton P. & Zhu H. 2020. The tropical-subtropical evergreen forest transition in East Asia: An exploration. Plant Diversity 42: 255-280

      中國熱帶北沿邊界線

      西雙版納季節(jié)性熱帶龍腦香林

      熱帶-亞熱帶過渡帶(哀牢山中山常綠闊葉林)

      亞熱帶常綠闊葉林(鼎湖山)

      本文作者:朱華

      責(zé)任編輯:yuzuidong_151c53
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