植被气候分类系统
植被是陆地生态系统的主体,也是大气圈、生物圈和土壤圈相互联系的枢纽。一般而言,大尺度上的气候是决定陆地植被类型分布格局及其功能特性的最主要因素,植被则是地球气候最鲜明的反映和标志。
人类活动及其对植被的利用直接影响陆地植被与气候的关系,对全球植被、生态系统以及人类生存环境产生深远的影响。这已成为国际地圈生物圈计划(IGBP)核心项目之一的全球变化与陆地生态系统(GCTE)研究中最基础、最复杂,也是最具活力和挑战性的内容。
陆地主要生态系统类型分布图
陆地主要生态系统类型空间分布模式
一、定性的植被气候分类系统
在没有气象台站网络以前,人们就已经已认识到植被是区域和全球气候的指示物。早在18世纪的地理和植被科学记载中,人们就从旅行观察中得到有关植被与气候的知识,包括土地利用和农耕。
到了19世纪,植物地理学已较好地描述过世界主要植被类型的分布与气候的相关性,如 “植物地理学基础” (von Humblodt & Bonpland, 1805)一书中首先描述了植物外貌与气候、地理要素的相关性。之后的研究中,都强调了气候在植物分布上的重要性,同时也详细描述了岩石、土壤、土地利用及人类定居等因素的影响,并部分涉及到植物基本的生理过程
20世纪以前,植被气候分类研究大都是定性的描述,缺乏定量的分析和植物生理学或植物生态生理学基础,因而无法解释植物及植被类型分布的原因和结果,并限制了其预测能力。
尽管如此,早期方法促进了更正规的分类技术的发展,即根据自然发生的植物群落结构和功能来刻划陆地环境,包括两个方面(Watson & Heywood, 1995):
★首先是根据优势植被类型的自然结构来划分系统,称为“外貌法”
★其次是利用环境变量来描述自然植被
二、定量的植被气候分类系统
20世纪以来,随着对自然界认识的不断加深,植被与气候关系及其分类系统的定量研究开始出现,并得到迅速发展。20世纪初,植被与气候分类系统研究大都采用单一气候因子及其简单组合作为气候指标,此时植被成为全球气候分类的主要信息来源。
20世纪中期之后,分类大多以可能蒸散(Potential evapotranspiration, PE)为基础的综合气候指标作为依据,这些植被气候分类系统在80年代后的全球变化研究中得到不同程度的改进和发展,发挥了重要作用。