【摘 要】
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在全球气温升高和干旱趋势加剧的背景之下,正确理解和评估气候快速变化和长期变化对陆地生态系统的不同影响及陆地生态系统的相应反馈具有非常重要的理论和现实意义.现代生态学一般在几十年或更短的时间尺度上研究气候变化与植被动态的交互影响,然而由于木本植物较长的生活周期和固着的生活方式,几十年的时间尺度远短于森林的寿命和更新周期,难以讨论森林植被对气候变化响应的长期累积效应.湖泊沉积序列提供了较为稳定和连续的
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在全球气温升高和干旱趋势加剧的背景之下,正确理解和评估气候快速变化和长期变化对陆地生态系统的不同影响及陆地生态系统的相应反馈具有非常重要的理论和现实意义.现代生态学一般在几十年或更短的时间尺度上研究气候变化与植被动态的交互影响,然而由于木本植物较长的生活周期和固着的生活方式,几十年的时间尺度远短于森林的寿命和更新周期,难以讨论森林植被对气候变化响应的长期累积效应.湖泊沉积序列提供了较为稳定和连续的过去环境变化信息,对于揭示长时间尺度下气候-植被-土壤系统的交互作用和植被响应气候变化的时滞等问题有着独特的优势.中国北方半湿润-半干旱区处于太平洋季风的尾闾区,接近森林分布的干旱极限,对气候变化过程响应敏感.同时,这一区域是我国防风治沙和未来造林的重点区域,研究长时间尺度下森林植被演化和土壤性状对气候变化的响应特点对于制定合理的植被恢复对策有着较为重要的参考价值.本文首先运用多元线性回归、现代类比法和神经网络三种统计模型分别基于461个样点建立了现代表土花粉和遥感获取的森林覆盖度(tree cover, MODIS)之间的定量关系,经39个现代湖泊表层沉积物孢粉和对应样点森林覆盖度对相应模型进行检验之后,综合研究区内25个年代分辨率较高的沉积剖面孢粉数据,定量重建了中国北方半湿润半干旱区全新世以来的森林覆盖度变化.对区域平均森林覆盖度变化的分段线性回归表明,该区域森林覆盖自全新世初期(～12 ka BP)到早中期(6.1 ka BP)持续增加,而在6.1 ka BP之后显著下降.森林覆盖变化和其它独立古气候指标(石笋δ18O指示的古降水变化,以及多代用资料、多点集成全国古温度数据)的相关与偏相关分析表明,全新世早期研究区森林覆盖度变化的主要气候驱动是温度上升；而在全新世中晚期,森林覆盖度变化的主要气候驱动是降水减少.同时,中晚全新世北方显著大于南方的降温过程与这一幅度森林覆盖变化情景下大气环流-地表反馈动态模型(GCMs)中模拟的温度变化效应非常一致,表明森林覆盖变化对气候,特别是温度变化可能具有较强的反馈作用：森林衰退通过增加地表反照率和气溶胶浓度,产生一定的降温效应,平衡了碳动态的升温影响,并可能促使了晚全新世中国北方比南方更大的降温幅度.
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