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1、对话吴正方对话吴正方 气候暖化逼植被气候暖化逼植被“搬家搬家”2010-01-28 09:31:30 来源: 辽宁日报手机看新闻，轻松掌握天下！中国移动用户发送 LND 到 10658000；中国联通用户发送 DSB 到10655800；中国电信用户发送 20 到 1065928036。网上订阅 点击进入专家档案吴正方，博士。 1960 年生，辽宁桓仁人。曾就读于沈阳农业大学农业气象专业、东北师范大学自然地理专业，1998 年获中国科学院北京地理研究所获博士学位。现任东北师范大学城市与环境科学学院副院长，教授，博士生导师；东北师范大学暨吉林省自然博物馆馆长。近年来主要从事生态气候学及全球气候变
2、化区域响应研究，参与了全球气候变化脆弱地区和国家的影响与适应对策研究等项目研究，发表东北地区植被气候关系研究及全球气候变化影响评价等著作和文章。据媒体报道，美国科学家说，陆地生态系统每年平均必须往气温较低地带迁移 420 米，才能适应地球暖化；无法迁移或迁移速度太慢，如植物，以及迁移所需距离较大的物种，面临绝种的概率较高。该研究用需要迁徙的距离，表示生物面临的气候变化速度。研究显示，因山区生物只需移动很小距离，就可获得很大温度变化，故山区生物面临的气候变化速度最慢。因此，山地地区将保存部分物种到下世纪，尤其是植物，因为它们不能像动物那样快速应对气候变化。相对而言，平原地区的物种，所面对的气候变
3、化速度将更快。急剧的气候变化势必会给生态造成影响。未雨绸缪，科学家正在从植被生态系统的角度对全球气候变化在未来几十年给人类生存环境造成的潜在影响做出可能性的预测为了适应生存，植被“攀越”隔离带进行迁移辽宁日报：美国科学家关于气候对生态系统的影响的研究是否值得我们重视？吴正方：近些年来，各国科学家就气候变化对陆地生态系统的影响进行了系统深入的研究，新闻中提到的美国科学家的研究成果正是大量研究中的一部分结论，之所以这个话题和结论成为新闻，说明社会及公众包括媒体已经重视起这个问题。气候变化与动植物、各类生态系统的分布、发展演化密切相关。一旦温度、降水等气候要素的变化接近或超出动植物的适应能力或忍耐界
4、限，并迫使动植物对气候做出了响应，人类对此不能不察。辽宁日报：报道中提到，陆地生态系统要向北迁移 420 米，才有利于其气候变暖条件下的生存，是这样吗？吴正方：不仅植被分布、物种迁移与气候变化紧密相关，而且植物群落结构组成、养分循环、生产力水平也随着气候变化而改变，甚至会造成物种消失。每种植物的生长都有一个适宜的气温范围，气温过低，种子不会发芽或得不到足够热量而停止生长。温度过高，也不行。这个温度区间决定了每种植物都有一个生长的地域范围，比如一种植物最北可在北纬 40地区生长，但是气候变暖以后呢，北纬 43地区可能就与原来 40的气温、热量条件相同了，那么植物就会向北移。但气候变化和植物迁移不
5、是同步的，时间差可能是几年、几十年到一个世纪。如果植物普遍向北移动，那么与这些植物相联系的生态系统也会向北推进。但必须认识到，由于生态系统构成的复杂性和多样性，移动变化的过程也是十分复杂的。在全球气候变暖的过程中，气候带、植被带具体北移多少米，学者们对此进行的预测、推算有很多，没有一个定论，因为人类对于全球气候变化、植物和生态系统等方面的知识累积仍然有限。辽宁日报：植物不能像动物一样自由移动，它们的迁移是靠什么来完成的？吴正方：植物的迁移，主要是借助自然力量，如风、水流等和动物、鸟类的携带。在风力的作用下，种子四处飘散，落到原来温度低不能发芽的地方，但气候增温了，条件适应了，种子就可能发芽生长
6、，植物就在那个地方扎下了根。这方面大家可以看看人与自然节目里的“种子的计谋”。另外的途径就是人工干预，这一点在农作物上表现得特别明显，即人为地把种子播撒到另一个适应生长的区域。作为靠自然力量来迁徙的植物来说，它们要克服的一个巨大的障碍，就是面积广大、过多过密的人类活动区域及附属物，如农田、城镇、高速公路等。这些成片的“障碍”区域对植物迁徙造成了阻隔，切断了提供种源的生态系统与新的潜在的生长区的联系，如果种子不能越过这些鸿沟，也完不成扩展、迁徙，生存面积就会变小，严重的甚至造成物种灭绝。辽宁日报：迁徙是为了适应生存吗？吴正方：是的，动植物都会根据环境的变化包括气候变化，来改变自身、“采取措施”努
7、力去适应。比如动物的迁徙、冬天皮毛变得更稠密等等；而植物通过改变叶面积、分布、产量、群落结构、演替等，多方面响应气候变化，并指示着气候变化的幅度，比如，地域分布的扩展，是一个重要的方面。但是这里就有一个问题，如果气候变化过快，快过植物适应的速度，或者一下超过了植物所能忍受的限度，那么植物可能会面临“生死考验”，就像新闻报道中提到的，可能无法适应条件而面临减少或消亡。比如，有科学家分析，在全球气候变化情景下，与迅速的变暖相平衡则要求树种迁移速度达到每年 80 公里，实际上只有那些世代短、扩散范围大的杂草才能达到这个速度。从这个分析中，至少得出当前气候变暖的速度要快于多数植被的适应能力。辽宁日报：
8、既然提到气候，我们不得不再次关注影响生态系统的气候变化本身气候是否一直在变暖？将会增温到何种程度？记得气候大会期间，有“黑客”盗看西方一些气候学家关于气候变暖研究的资料，发现里面的数据有改动，由此有人认为这些数据的改动是为了证明和配合气候变暖这一结论的，“气候变暖”这一结论由此遭到了质疑，您怎样看待这个问题？吴正方：近百年来特别是近 50 年来，全球气候增温是不容置疑的。因为这 50 年间大气科学的发展使得各国都对气候的各项要素做了详细的观测、记录及分析，全球增温是明显的。比如东北地区近 50 年来年平均气温升高了 1多，冬季大部分地区升温接近 2。当然这个升高不是每年比前一年固定升高多少度，
9、而是有波动的一个升高趋势。对于未来几十年的全球温度变化，较为一致的看法还是以增温为总趋势，比如，有专家推算和预测到 2050 年会比现在增温 3。至于气候大会期间，有人发现研究者改动气候变化研究数据，这不排除为了某种目的不依事实的故意改动，但也有可能是正常的改动研究者在参照其他研究后对自己的研究进行的修正，因为气候变化研究时间和空间的跨度都很大，尤其是古气候和历史气候研究，都是采用一些代用材料来反演当时的温度变化，这就需要多方合作和印证，所以研究存在改动的可能。即使有人有意“书面制造”增温，也不能否认气候变暖的事实，因为这是近年来世界各国大部分科学家的共识。有研究推算，如果未来持续增温，全球森
10、林面积将减少 6%，北方森林将减少 37%辽宁日报：既然未来的气候变化还带有不确定性，即还不能准确掌握未来某一地区气候到底变成一个什么样，那么我们怎么研究生态系统适应气候所发生的改变？吴正方：研究这方面问题的科学家提出了一个名词叫“气候变化情景”，用来研究分析未来几十年气候变化如温度变化、降水量变化等的可能性，然后研究在各种可能性下，对植被及生态系统造成什么影响。比如，有外国科学家利用美国普林斯顿大学地球物理流体力学实验室计算机算出来的气候变化情景，研究了气候变化对全球植被分布的影响。指出：全球森林面积将减少 6%；最大的面积变化发生在极地周围的高纬度地区；北方森林将减少 37%，其北移将取代
11、当前草原面积的 42%；温带森林将由比较湿润的类型向较干燥型变化；亚热带森林面积将减少 22%；而热带森林可能增加 28%。辽宁日报：哪些类型的植被最容易受到气候变化的冲击？吴正方：拿树木来说，一些分布在岛屿、高山上部、保留区的树种、扩散和更新较慢的树种、濒危的树种等受到气候变化的冲击最大。植被对气候的适应取决于刚才提到的迁移能力，包括种子扩散、迁移的路径和机会、再生能力等，还取决于在群落中的竞争、取食关系等因素。对于植物群落来说，初始树种组成、树林年龄、林冠发育水平、气候变暖幅度和持续变化的年数不同，对气候变化的响应也会存在很大的不同。一般，气候变化条件下组成树种多的群落其稳定性要强于群落树
12、种少者。辽宁日报：有没有可以明显看到的植物为适应气候变化而进行的迁移过程？吴正方：其实，东北地区植被分布格局就充分体现了东北地区自然历史中气候的冷暖干湿变化，也反映了植被对这些变化的响应。东北地区现代自然植被大致可分为四部分，即东西伯利亚区系、长白山区系、蒙古区系和华北区系，这些种群有耐干旱的，也有喜湿润的；有耐寒冷的，也有喜温暖的。除长白山区系外，其余三种都是在不同时期“进驻”东北地区的。比如，第四纪冰期，其时亚洲气候较欧洲温暖，所以欧洲植物也向东迁移，经西伯利亚进入我国。与此同时，西伯利亚极地植物也相随而来。这样，原本以阔叶树种为主的森林发生了变化，出现了针叶树，形成了混交林。之后的间冰期
13、气候较暖，西伯利亚植物向西向北回流，大部分退出了东北地区，一部分适应了当地环境而保存下来。同时温暖的间冰期气候又使南方植物向东北推进。而在东北平原区，由于蒙古干旱风沙东扩，蒙古植物区系的植物亦随之而来。这样几个植物区系相互渗透影响，在现代地形和气候等因素共同作用下，形成了当代东北植被这样一个丰富、差异分布及共生的大的系统。气候暖干化趋势下，东北森林面积将缩小，生态系统面临考验辽宁日报：那么近些年及未来气候增温加剧的情景下，东北植被的迁移及生态系统会产生哪些大的变化？吴正方：谈到这个问题还得先提一下东北的气候变化。在气候各要素中，气温和降水对植物分布来说通常最重要。从东北地区过去 100 多年的
14、气候资料和我们所获得的气候变化情景上看，东北地区温度明显升高、温度带北移。其中寒温带基本退出本地区，其原来位置由温带占据，暖温带北移范围有所扩大；降水量虽有所增加，但抵消不了由温度升高造成的蒸散量的增加，因此东北地区全境面临着暖干的气候趋势。受其影响，生态系统的总体趋势是湿润森林界线北移，面积明显缩小。寒温带湿润森林将北退移出东北地区，暖温带湿润森林北界北移，面积有所增加。同时，东北地区草原面积增长显著，尤其是暖温带草原基本占据了除了农田之外的东北平原，温带草原北移取代了湿润森林收缩腾出的空间。可以看出，全球气候变化对我国重要林业基地东北森林的保护和建设来说将是一个巨大的潜在威胁。辽宁日报：这
15、种变化有没有具体的表现，比如对某个树种具体的考察？吴正方：拿红松来说吧，红松主要分布在小兴安岭和长白山地，与很多阔叶树种混交在一起，我们称之为阔叶红松林，是东北地区重要的森林生态系统和良好的用材生产基地。但气候变化正在成为阔叶红松林恢复和发展的一个潜在的严重的不确定性因素。一方面，适度的增温对红松林生产力的提高和群落演替是有利的，但是如果增温及由此造成的水分变化接近或超过阔叶红松林的环境耐力临界值时，红松林将面临严重的衰退，其减少幅度在 20%至 75%之间，生态气候适宜性和生产力将明显下降，蒙古栎、杨树、桦树、榆树等将替代它。如果后一种现象出现，对东北森林资源来说将是一场灾难。如果想对植被适
16、应气候而形成的迁移和扩散有更直观的认识，在高山地区观测则更为明显。比如在长白山顺着上山的道，生长着一些新生的杨树、桦树等原来分布在中低山的树种，现在沿道路两侧已经达到了很高的高度，同时林线上的岳桦树正沿着沟谷逐渐上侵。尽管这里面的原因很复杂，但是很难否认气候变暖的作用。辽宁日报：如果每个物种都为了适应气候变化而进行迁徙，那么对于一个生态系统来说最终会形成怎样的结局？人类最终是否会受到很大的影响？吴正方：每个个体、每个物种都会在变化的环境中不断地调整和适应，迁徙、扩散是它们适应环境的一种生存策略。我们知道，对于生态系统来说，其生物物种越多越好，构成的能量流动和物质循环的网络越复杂就越稳定。如果只剩下一两样物种的话，系统就会变得十分脆弱，这是我们强调保护生物多样性的一个重要原因。如果一旦气候变化在东北出现暖干化的趋势，那么喜湿的植物少了，简单理解可以说森林物种少了、草原物种多了，灌木、草木多了，那么以森林为家的动物面临食物减少、栖息地安全性降低的境地，生存就受到威胁。比如我国特产、稀有的鸟类“中华秋沙鸭”，现在国内的数量估计不足 300
