東北地理所在森林樹種分布變化方面取得進展
大量數據證實氣候變化已經導致樹種分布向高緯度和高海拔方向遷移。但近來研究表明這種遷移過程緩慢，很可能趕不上氣候變化的速率，這將導致樹種局部或完全滅絕，影響森林分布和結構，進而導致森林生物多樣性喪失和生態系統功能的衰退。森林樹種遷移及分布變化受多尺度過程的影響。在區域尺度上，決定樹種分布的主要是氣候; 在景觀尺度上(幾百米到幾千米空間范圍），種子擴散和干擾等是影響局地的樹種組成、生長與死亡的主要空間動態過程；在林分尺度上，種群動態和競爭是影響局地樹種生長與死亡的主要生物過程。目前的樹種分布變化的研究主要考慮了區域尺度氣候等環境因素對樹種分布的影響，但忽視或簡化了林分尺度與景觀尺度過程，將導致未來樹種遷移及分布變化的預測有很大的不確定性。
東北地理所景觀生態過程學科組研究人員結合森林調查數據、土地利用數據、土壤數據及氣候變化預測數據，利用森林景觀過程模型(LANDIS PRO)和生態系統過程模型(LINKAGES)預測了30個樹種在未來300年內的分布變化，明確樹種分布在未來的變化規律，量化了種群動態過程、森林采伐、氣候變化及其交互作用的相對重要性以及影響樹種分布變化的重要的生物屬性。
研究發現大部分的北方、廣分布及少數南方樹種的分布面積將縮減，大部分的南方樹種的分布面積將擴張；種群動態是影響樹種分布變化最重要的過程；在短期和中期，采伐的作用比氣候變化的作用大，但在長期，氣候變化的作用比采伐的作用大，采伐和氣候變化有交互作用，采伐將加速由氣候變化導致的分布面積縮減（特別是北方樹種）和分布面積擴張（特別是南方樹種）；樹種生物屬性如繁殖能力、成熟時間、擴散能力對未來樹種分布變化起到很重要的作用。該研究強調了在氣候變化下，種群動態和采伐對提高未來樹種分布預測起到很重要的作用，在理論上把影響樹種分布的多尺度過程納入對氣候變化響應的預測，完善了樹種分布預測的模型理論，提高了預測的真實性；在應用上為資源管理和物種保護提供理論基礎，也為制定適應氣候變化的策略提供科學支撐。
該研究由東北地理所王文娟研究員（第一和通訊作者）、美國農業部林署Frank R. Thompson研究員和密蘇里大學Hong S. He教授等合作完成。相關研究成果發布在生態學領域主流期刊 Journal of Biogeography和Science of the Total Environment上。
圖1.結合區域、景觀和林分尺度過程的樹種分布耦合模擬方法
圖2.樹種（以white oak 為例）在2050年、2100年和2300年的定殖率(colonization rate, top left)及滅絕率(extinction rate, bottom left)以及樹種在2300年的空間分布變化(right)
圖3.種群動態、采伐、氣候變化及其交互作用對樹種（以white oak 為例）分布變化的相對貢獻
論文信息：
Wang, W.J.*, Thompson III, F.R., He, H.S., Fraser, J.S., Dijak, W.D., and Spetich, M.A. 2018. Population dynamics has greater effects than climate change on tree species distribution in a temperate forest region. Journal of Biogeography, 45 (12), 2766-2778
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/jbi.13467
Wang, W.J.*, He, H.S., Thompson III, F.R., Spetich, M.A., and Fraser, J.S. 2018. Effects of species biological traits and environmental heterogeneity on simulated tree species distribution shifts under climate change. Science of the Total Environment, 634, 1214-1221
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