森林向人类提供了重要的生态系统服务，如气候调节、固碳、水源涵养和多 样性维持等，其中森林固碳是应对气候变化的有效途径之一。为了增加碳汇和提 升其它生态系统服务功能，我国相继实施了一大批生态工程，植被绿度大幅度提 高，人工林面积持续增加，生态系统服务功能也在不断增加。但人工林存在着结 构单一，服务功能不稳定等问题。目前，人工林受到气候变化和森林扰动的叠加 效应，生态系统响应复杂，生态系统的稳定性和可持续性等研究相对不足，无法 满足已有人工林经营管理决策的需要，亟需建立可适应气候变化和扰动条件下的 人工林管理体系。

      本报告以退耕还林重点区——黄土高原为研究区，选择永寿县人工林为研究 对象，通过集成生态系统过程模型、景观变化和生态系统服务评估等手段，量化 了气候变化和森林扰动对人工林生态系统的影响、研究了气候变化和管理措施对 扰动后人工林恢复力的影响，最后制定了气候变化与森林扰动背景下的人工林经 营管理措施方案。研究主要取得以下结果与结论:

      （1）气候变化和森林扰动均对人工林生态系统造成巨大影响。在模拟的 2010-2100 年间，全球变暖将导致研究区的刺槐的地上生物量（AGB）急剧下降， 其中在 RCP 8.5 情景下，AGB 的下降最极端。4 种气候情景中（气候不变，RCP2.6, RCP4.5 和 RCP 8.5），气候不变情景下地上生物量随时间的变化最小。只有在较 低强度的气候强迫（RCP2.6，RCP4.5）下，总地上生物量在 90 年模拟期间保持 相对稳定。干旱和气候对虫害干扰的死亡率影响很大。单独而言，气候变化和较 长的干旱时长都会增加虫害死亡率。相比干旱时长，干旱严重程度对虫害死亡率 的影响并不明显。干旱和虫害共同作用进一步使林龄幼年化，增加了破碎化。干 旱胁迫相对于气候变化和虫害干扰来说会产生更多的幼龄林，且更加破碎。

      （2）对黄土高原人工林进行经营管理，有利于提高干扰后人工林的恢复力。 在气候不变的情景下，使用当前的管理方式，即封山育林方案时森林生态系统的  恢复力最高，当前的森林管理方案（封山育林）比疏伐、提高生态系统服务的管 理和适应气候变化管理都比更具恢复力，即森林不管理比管理恢复力更高。在气 候变化情境下，森林经营管理的影响差异很大，但人工林生态系统扰动后恢复力 均下降，具体而言，在升温和暖干的气候情景下，管理的森林具有更高的恢复性， 但在暖湿的气候情景下，不管理的方案恢复力更高。在应气候变化管理方案下， 暖湿的气候情景使森林更具恢复力。

      （3）在气候变化背景下，采用“每 10 年进行一次限伐区面积 5%的皆伐后 补种油松和辽东栎混交林”的经营方案最适合黄土高原地区的人工林的经营管 理。森林经营管理对人工林生态系统服务的供给起到积极促进作用。2075-2100 年，三种主要的服务在所有的气候变化情景下，经营管理后的生态系统服务均比 不经营高。碳储量高达 71.60t/hm2，土壤保持量为 2053.83 t/hm2。

       本研究针对退耕还林工程典型地区——黄土高原，从气候干扰、森林扰动和 经营管理角度出发，系统研究了人工林的气候响应、干扰影响、恢复力和管理方 案等，一方面可加深对气候变化和森林扰动背景下人工林适应力和恢复力的科学 认识，对于维持人工林稳定性和可持续性具有重要意义；另一方面，可为当地人 工林经营管理方案的制定提供数据和技术支持，对当地生态系统管理具有很高的 现实意义。