1980-2005年大兴安岭森林火灾灌木、草本和地被物烟气释放量的估算

应用排放因子法,对大兴安岭林区1980—2005年间森林火灾中不同林型下灌木、草本和地被物层气体释放量进行估算。结果表明:大兴安岭25年间森林火灾灌木、草本和地被物层CO2,CO,CxHy,NO,SO2的释放量分别为25.04×106,5.72×106,0.21×106,0.09×106和0.24×106t。其中白桦-落叶松林、白桦-杜鹃林和蒙古栎-胡枝子林是气体释放量较多的林型,约占总排放量的70%以上。此外大兴安岭林区森林火灾SO2和NO的释放量可达到我国总生物质燃烧释放量的50%左右,其释放量与农业上备受关注的秸秆燃烧相当。     

中国森林火灾释放的CO_2、CO和CH_4研究

在对各省火灾统计资料和生物量估计的数据基础上 ,用排放因子法和排放比法 ,得出中国森林火灾释放的CO2 、CO和CH4 年平均分别为 8 96TgC/a、1 1 2TgC/a和 0 1 0 9TgC/a,其中林下植物和地表枯落物的贡献分别为 39%、4 7%和 4 0 %。各省年平均森林火灾释放的CO2 、CO和CH4 量主要是由火灾受害面积决定的 ,森林火灾较多的黑龙江、云南和内蒙古的这 3种气体的排放量占全国的 80 %以上。森林火灾释放的CO2 和CH4 分别为全国所有源排放的 1 2 %和 0 35%。中国年平均森林火灾释放的CO2 、CO和CH4 量分别为全球森林火灾排放量的 0 3 %、0 5%和 0 0 1 %。     

大兴安岭呼中区2010年森林火灾碳排放的计量估算

林火是森林生态系统中特殊而重要的生态因子,亦是导致植被和土壤碳储量动态变化的重要干扰因子.森林火灾的碳排放对气候变化及大气碳循环具有重要影响,科学有效地对其进行计量,对了解区域和全球的森林生态系统碳循环和碳平衡具有重要意义.根据大兴安岭野外森林可燃物的调查数据和2010年森林火灾统计资料,利用GIS技术工具,通过野外火烧迹地调查与室内控制环境实验相结合的方法确定各种计量参数,从林分水平上,采用排放因子法,估算大兴安岭2010年森林火灾碳排放量和含碳气体排放量.结果表明:大兴安岭2010年森林火灾碳排放量为117 870.62t;含碳气体排放量CO2、CO、CH4和NMHC分别为379 606.01,23 425.74,1 081.46和758.61 t.虽然针阔混交林火烧面积占总过火面积的26.35％,但是碳排放量只占总排放量的13.79％,而2种偃松林型的火烧面积只占总过火面积的29.92％,碳排放量却占总排放量的50.35％,对此提出了相应的林火管理策略.研究结果为正确认识森林火灾对区域碳平衡及全球生态环境的影响提供参考数据.     

塞罕坝机械林场针叶林不同林分类型可燃物载量差异探讨

为找到最佳的林火预防与扑救方法,以塞罕坝机械林场落叶松、樟子松林为研究对象,通过调查测定林内凋落物、灌木、草本数量,对针叶林不同年龄阶段林分可燃物载量进行分析研究。结果表明,华北落叶松和樟子松的成熟林中可燃物载量最高,分别达到40.42t/hm2、21.57t/hm2,极易引发森林火灾。其次是幼龄林,可燃物载量分别达到29.63t/hm2、19.09t/hm2;中龄林的可燃物载量相对偏低,分别为16.30t/hm2、20.82t/hm2。因此,对不同林龄的地表枯落物需采取不同的管理方式,以有效遏制森林火灾的发生。     

小兴安岭主要森林可燃物类型地被物燃烧烟气分析

通过烟气分析系统测定小兴安岭地区15种森林可燃物类型地被物未分解层和半分解层燃烧过程中CO2,CO,CxHy,NO和SO2的排放因子和释放量,并分析不同可燃物类型的排放差异性和5种气体的相关性.结果表明:15种可燃物类型地被物燃烧5种气体的排放因子分别为3.16,0.31,0.007 0,0.005 4和0.019;5种气体总量、含碳气体总量和C02的释放总量分别为:1 330.56,1 321.25和1 200.56 mg·g-1,且均为半分解层大于未分解层;而CO,CxHy,NO和SO2的释放总量分别为:118.02,2.66,2.06和8.21mg·g-1,半分解层均小于未分解层;CO2,CO,CxHy和SO2的释放量之间存在着极显著的相关性(P＜0.01),而NO与这4种气体之间无显著相关(P＞0.05).研究结果将为评价森林火灾对大气环境造成的影响以及森林地被物的管理提供一定的科学依据.     

帽儿山林区典型林分凋落物动态及碳素归还

对帽儿山林区水曲柳、落叶松等6种主要林分的年凋落量、凋落动态进行了观测,并对碳素的年归还量进行了估测。结果表明:6种林分的年凋落量分别为水曲柳5.59 t/hm2、落叶松4.11 t/hm2、红松5.64 t/hm2、蒙古栎4.33 t/hm2、山杨4.28 t/hm2、樟子松5.58 t/hm2;6种林分凋落物的凋落集中在9、10月,呈现出明显的温带森林凋落的特征;6种林分以凋落物形式输入到土壤中的碳量以红松林最大,以下依次为水曲柳、樟子松、蒙古栎、山杨、落叶松。     

大兴安岭1980-1999年乔木燃烧释放碳量研究

在黑龙江省大兴安岭森林火灾时空格局研究的基础上,通过野外调查采样和室内试验分析相结合的方法研究主要乔木树种1980-1999年间的碳释放量.结果表明:1)大兴安岭林区20 a间各林型过火面积分别为:兴安落叶松林437 947.34 hm2,樟子松林20 938.70 hm2,针阔混交林142 526.95 hm2,白桦林168 531.57 hm2,蒙古栎林1 374.97 hm2.2)通过MultiC/N3000测定得出各树种地上部分含碳率平均数值,兴安落叶松为42.34%,樟子松为41.20%,白桦为42.01%,山杨为39.21%,蒙古栎为39.79%,2种针叶树平均含碳率为41.77%,3种阔叶树种林分平均含碳率为40.30%.主要乔木树种地上部分平均含碳率值均小于目前国际通用的0.45. 3)大兴安岭林区20 a间各类型森林火灾乔木损失生物量为7.31×106～11.57×106 t.其中,落叶松林乔木损失量占总损失生物量的61.80%～62.38%;其次为白桦林,占总损失生物量的26.53%～26.81%.4)大兴安岭林区20 a森林火灾乔木释放碳量为3.04×106～4.78×106 t,平均每年释放碳量为1.52×106～2.39×106 t,占全国森林火灾释放碳量的7.51%～11.81%.各乔木树种中落叶松火灾释放碳的比例最高,约占总释放量的2/3左右;其次为白桦,占总释放量的1/4左右;其他树种释放较少,共占1/12左右.研究结果将为正确认识大兴安岭森林火灾碳平衡及评价森林火灾对全球生态环境影响提供科学依据.     

马褂木人工林生物量及生产力的研究

通过测定 9年生马褂木人工林生物量和建立其估算模型 ,分析了生物量分配规律及林分生产力水平。结果表明 :人工林总生物量为64.538.t/hm2 ,乔木层、林下植物层和凋落物所占比例分别为 :93.4 0 %、3.63%和 2 .97%。乔木层各器官生物量大小顺序依次为 :干、根、枝、皮、叶 ,所占比例依次为 :62 .79%、 16. 61%、 11. 11%、7.12 %、2 .4 7%。林分净生产力为7.17t/hm2 ·a,略低于中、北亚热带地区森林植被的平均净生产力     

2种火烧强度对大兴安岭偃松落叶松林粗木质残体的影响

比较了大兴安岭地区的偃松落叶松原始林和2种不同火烧程度森林类型(轻度火烧林、重度火烧林)之间粗木质残体(Coarse Woody Debris,CWD)组成的差异。结果表明:原始林、轻度火烧林、重度火烧林的CWD蓄积分别为59.92m3/hm2,199.77m3/hm2,217.73m3/hm2,原始林和火烧林之间CWD材积之间有差异,而2种火烧林之间没有差异,说明火灾干扰改变了偃松落叶松林的CWD的组成结构,但是不同的火烧程度对森林CWD的影响程度差不多。原始林和重度火烧林CWD径级大部分为2～20cm,其中立枯木、倒木和伐桩分别占各自总蓄积量的34%,64%,2%和94%,5%,1%,轻度火烧林CWD大部分径级2～10cm,其中立枯木、倒木和伐桩分别占总蓄积量的47%,50%,3%,由此可看出3种不同林型的CWD都集中在小径级的立枯木和倒木中,即小径级的立枯木和倒木是3种林分CWD的主要来源。火烧后偃松落叶松林的蓄积量增加明显,因此可认为火烧可以增加森林CWD的输入量。     

内蒙古大青山不同林分密度油松人工林碳密度研究

对内蒙古大青山古路板林场半阴坡生长的30年生油松人工林,选取5种不同密度林分,采用生物量法测定、估算碳密度,系统研究.结果表明:当林分密度大于2 940株/hm2,油松人工林生态系统碳密度随着林分密度的增加而增加,不同密度油松林生态系统碳密度范围为70.47～81.09 t/hm2,平均碳密度为75.61t/hm2,油松林碳密度主要由3个部分组成:植被层、枯落物层和土壤层,平均碳密度分别为27.27 t/hm2、6.13t/hm2、42.21 t/hm2,其空间分布为土壤层＞植被层＞枯落物层.     

吉林省1969-2004年森林火灾释放碳量的估算

根据吉林省196912004年的森林火灾统计数据,计算出吉林省森林年平均森林火灾损失乔木地上生物量27 285.31 ～36 380.41 t,占全国的0.45%～0.61%.年均释放碳22 004.38～29 339.17 t,约占全国年均森林火灾排放碳的1.05%.用排放比法得出吉林省年平均森林火灾释放的CO2,CO,CH4量分别为72 614.45～96 819.27,5 283.01～7 044.02和1 784.40～2 379.20 t.     

冀北山区油松人工林林分密度对枯落物层和土壤层水文特征的影响

为探究密度调控措施对冀北山区油松人工林枯落物水文特征的影响,以冀北山区油松人工林为研究对象,采用样地调查和室内浸泡法分析4种林分密度油松人工林未分解层和半分解层枯落物储量、枯落物持水特征、枯落物持水量、吸水速率及其与持水时间的关系。结果表明:(1)油松人工林4种林分密度的枯落物储量由大到小排序依次为1 785株/hm2(24.40t/hm2)、1 365株/hm2(24.03t/hm2)、1 050株/hm2(23.20t/hm2)、2 100株/hm2(21.00t/hm2);(2)枯落物的最大持水量为32.20～41.80t/hm2,最大持水率的范围为202.82～243.57t/hm2,有效拦蓄量在23.35～16.44t/hm2之间;半分解层枯落物持水量均大于未分解层,4种密度调控处理对枯落物未分解层持水过程影响并不显著,1 365株/hm2的半分解层枯落物持水能力明显高于其他3种林分密度;(3)4种林分密度油松人工林土壤的平均容重0.93～1.10g/cm3,按其排序4种密度由大到小依次为1 365株/hm2、1 785株/hm2、1 050株/hm2、2 100株/hm2;土壤总孔隙度51.83%～53.83%,按其排序4种密度由大到小依次为1 365株/hm2、1 785株/hm2、1 050株/hm2、2 100株/hm2;(4)油松人工林4种林分密度下土壤的有效持水量130.92～138.71t/hm2,按其排序4种密度由大到小依次为1 365株/hm2、1 785株/hm2、1 050株/hm2、2 100株/hm2,土壤最大持水量的变化范围为648.91～671.05t/hm2。     

华北地区不同林分类型枯落物层持水性能研究

为探究华北地区不同林分类型枯落物层的持水能力,于2015年7月对北京寨儿峪小流域内油松纯林、侧柏纯林、栓皮栎纯林和混交林进行森林调查,采用浸泡法测定每种林分下枯落物层持水能力,分析比较了4种常见林分类型枯落物现存量与持水过程。结果表明:1枯落物平均现存量为侧柏(18.44t/hm2)>油松(17.65t/hm2)>针阔混交林(15.76t/hm2)>栓皮栎林(11.59t/hm2)。24种林分枯落物层持水能力为:栓皮栎>侧柏>针阔混交林>油松。3样地最大持水量为侧柏纯林[(46.27±4.26)t/hm2]>油松纯林[(42.79±3.94)t/hm2]>针阔混交林[(39.10±3.69)t/hm2]>栓皮栎纯林[(33.22±3.24)t/hm2]。     

黑龙江省1980-1999年森林火灾释放碳量的估算

根据黑龙江省1980—1999年的森林火灾统计数据和对黑龙江省各森林类型地上生物量的估算,计算出黑龙江省森林年平均森林火灾损失地上生物量391758·65~522344·95t,占全国的6·4%~8·4%。年均释放碳176291·39~235055·23t,约占全国年均森林火灾排放碳的8%。用排放比法得出黑龙江省年平均森林火灾释放的CO2、CO、CH4、NMHC量分别为581761·6~775682·25t、34892·275~46523·04t、14091·11~18788·15t和6500~9000t。     

秃杉林和连栽杉木林水源涵养功能的差异

为探究秃杉(Taiwania flousiana)林和杉木(Cunninghamia lanceolata)林水源涵养功能的差异,为秃杉林的经营管理提供依据,以23年生秃杉林和连栽杉木林为研究对象,对两种林分的林冠层、林下植被层、凋落物层和土壤层的持水性能进行比较分析。结果表明,秃杉林和杉木连栽林林冠层持水量分别为31.66和12.25 t/hm2;林下植被层持水量分别为3.84和4.13 t/hm2;凋落物层持水量分别为20.82和15.72 t/hm2;土壤层(0～80 cm)持水量分别为4 320.80和4 214.00 t/hm2。秃杉林的总持水量为4 377.12 t/hm2,比连栽杉木林(4 246.11 t/hm2)高出3.09%。秃杉林表现出较强的水源涵养功能。     

澜沧江中游不同林分土壤特性及水源涵养功能研究

对澜沧江中游云县段流域7种不同林分的土壤物理性质和林地枯落物水文特性进行了研究。结果表明:不同林分的土壤物理性质及其水源涵养功能差异明显。不同林分土壤上层有机质含量明显高于下层;不同林分土壤容重变动范围为0.67～1.74g/cm3;不同林分土壤总孔隙度变动在34.50%～74.62%之间;不同林分中,马缨杜鹃林具有最大蓄水量(2984.80t/hm2)和最大涵养水源量(1860.00t/hm2);不同林分枯落物的最大持水量变动范围为9.06t/hm2～30.58t/hm2,相当于0.91～3.06mm水深;而枯落物最大持水率变动范围为89.50%～218.17%。     

辐射松人工幼林生物量和生产力研究

本文对岷江上游干旱河谷区引种栽培的5 a生辐射松幼林生物量和生产力进行了测定和研究,用"平均标准木法"和"样方收获法"分别调查了乔木层、灌木层、草本层、苔鲜层和凋落物层的生物量.据调查数据,用"相对生长法则"建立了乔木层单株立木及其各器官干重的回归方程,方程的精度均在97%以上.同时还研究了林分平均净生产量和产量结构.结果表明岷江上游干旱河谷区5 a生辐射松人工林分生物量平均为19.507 t/hm2,净生产量为3 902.40kg/(hm2·a).其中,乔木层生物量为8.510 t/hm2,占林分总量的43.62%;净生产量1.702 t/(hm2·a),占林分净生产量的43.63%.灌木的生物量和净生产量分别为2.171 t/hm2、434.20 kg/(hm2·a);草本的生物量和净生产量分别为8.091 t/hm2、1 618.20 kg/(hm2·a);苔鲜层的生物量和净生产量分别为0.464 t/hm2、92.80kg/(hm2·a);凋落物的生物量和净生产量分别为0.271 t/hm2、54.20 kg/(hm2·a).辐射松人工林与同区域同龄油松和岷江柏相比,其生物量和生产力都远高于它们.     

长沙市4种人工林林下植被生物量及分布格局研究

以长沙市城乡交错带4种人工林为研究对象,对各林分林下植被生物量的分布特征进行了分析。结果表明:4种林分林下活地被物生物量均表现为地上部分>地下部分;枯落物层生物量的变化趋势一致:已分解>半分解>未分解,且在不同林分中,枯落物的生物量占林下地被物生物量的比例均为最大,在50%~76%之间,除杉木人工林外,其余3种林分草本层所占比例最小;总生物量差异较为显著,湿地松林为28.75 t/hm2,显著大于其它3种林分;活地被物生物量以湿地松林为最大,达8.46 t/hm2;幼树层生物量的大小为湿地松林>枫香林>杉木林>樟树林;灌木层生物量的排列顺序为枫香林>湿地松林>樟树林>杉木林;草本层为杉木林>湿地松林>枫香林>樟树林;凋落物生物量的变化规律同草本层。     

大兴安岭6种主要乔木树种燃烧过程的含碳气体释放特征

【目的】气候变暖带来的环境问题越来越突出,含碳气体排放量增加是温室效应的主要原因,而森林火灾排放含碳气体仅次于化石燃料燃烧,是全球变暖的重要因素,为了实现定量探究森林火灾对气候变暖的影响,需要准确估算森林火灾含碳气体的排放量。【方法】以大兴安岭6种主要乔木的枝和叶为研究对象,通过室内燃烧试验的方法,利用Testo350烟气分析仪测定其在燃烧过程中含碳气体的排放量,分析不同可燃物排放气体差异性,并计算可燃物的排放因子和修正燃烧效率。【结果】1)燃烧过程中6种乔木枝、叶燃烧含碳气体(CO、CO_2、CxHy)排放量的平均值枝为2 406.18、18 486、184.88 mg·dm~(-3);叶为2 297.43、20 548.6、166.27 mg·dm~(-3);2)6种乔木枝的CO_2气体排放量差异不显著,樟子松叶的CO_2排放量显著低于其余5种乔木,剩余5种乔木差异不显著。6种乔木枝和叶的CO、C_xH_y排放量差异显著;3)6种乔木枝、叶含碳气体的排放因子(EFi)范围分别为CO(118.97～195.00)、CO_2(1 290.12～1 672.50)、C_xH_y(8.10～17.32)g·kg~(-1);4)叶的修正燃烧效率(MCE):针叶乔木阔叶乔木;同种针叶乔木的修正燃烧效率(MCE):枝叶,而同种阔叶乔木的修正燃烧效率(MCE):枝叶。【结论】根据气体排放量计算了不同气体的排放因子,利用排放因子可对大兴安岭森林火灾排放的含炭气体进行估算;修正燃烧效率结果能定量反映出本文在实验条件下可燃物都达到了明然状态,修正燃烧效率越低产生的不完全燃烧产物就越多;修正燃烧效率结果说明了针叶乔木叶相对于阔叶乔木叶燃烧不充分,针叶乔木叶燃烧产生的CO量多;研究结果将对估计大兴安岭森林火灾含碳气体排放总量和其对环境的影响提供一定的理论依据。     

北京市密云县冯家峪镇森林碳储量现状及潜力研究

针对密云县冯家峪镇9种典型森林类型,设置典型样地,开展乔木、灌木、草本、土壤和枯落物碳储量调查,并对增汇潜力进行分析。结果表明:1)冯家峪镇现有森林面积12 823.55hm2,总碳储量为692 141.73t;油松林的碳储量最高(195 806.52t),柞树林以144 831.77t次之,再次为落叶松人工林(74 597.60t)。2)冯家峪镇不同林分中,落叶松人工林的碳密度(72.02t/hm2)为最高,其次为油松人工林和刺槐人工林,分别为64.42t/hm2和62.87t/hm2,侧柏人工林的碳密度最低,为42.79t/hm2。在对总的碳密度的贡献中,乔木碳库和土壤碳库起着主要的作用。3)与全国森林植被碳储量平均水平(40.06t/hm2)相比,冯家峪镇森林通过合理经营其碳储量可增加潜力为166 400t。