长江口湿地海三棱藨草(Scirpus mariqueter)的储碳、固碳功能研究——以崇明东滩为例

湿地生态系统具有很强的储碳、固碳能力,在全球碳循环中占有重要地位.为了解长江口湿地海三棱藨草(Scirptsmartqueter)的储碳、固碳情况,以崇明东滩为研究地点,通过实地调研与实验室测定相结合的方法,研究了长江口湿地海三棱藨草的现存生物量和初级生产,并根据光合作用原理,测算了其碳储量,固碳能力,进而从光能利用率的角度,探讨了其固碳潜力.结果得出长江口湿地海三棱藨草的现存碳储量为0.34 kg·m-2～0.73 kg·m-2,平均0.51 kg·m-2;且植被地下部分的生物现存量小于地上部分,地下/地上部分生物量比率0.31,地上部分碳储量是地下部分的3倍多;其固碳能力为0.36～1.11 kg·m-2·a-1,是全国陆地植被平均固碳能力的73%～227%;全球植被平均固碳能力的88%～271%.与中国不同生态系统的固碳能力相比高于湖泊、城市、河流等生态系统类型,而低于相同植被覆盖度条件下的森林生态系统.根据光能利用率计算公式,长江口湿地海三棱藨草的光能利用率只有0.3%～0.9%,若提高到5%～6%,则固碳能力比目前提高6.74～17.25倍,达6.21～7.48 kg·m-2·a-1,因此,长江口湿地海三棱藨草的固碳能力可进一步提高,固碳潜力很大.     

江西省兴国县森林碳储量动态变化特征

根据第6次森林清查小班数据,运用BEF方法和平均生物量方法对2003年江西省兴国县森林植被生物量和碳储量进行估算。采用空间替代时间的办法,构建了兴国县主要森林类型碳密度拟合方程,在此基础上,估算了1985-2003年的森林植被碳储量,分析了时空动态变化特征。结果表明:(1)2003年森林林分面积22.65×104 hm2,总生物量5.97Tg,植被碳储量4.13TgC,平均碳密度18.25Mg.hm-2。不同森林类型生物量和植被碳储量大小依次为马尾松林>杉木林>经济林>硬阔林>湿地松>毛竹林>混交林>软阔林,不同龄组生物量和植被碳储量大小依次为中龄林>幼龄林>近熟林>成熟林>过熟林,天然林的生物量和植被碳储量分别是人工林的4.3倍和3.9倍。(2)森林植被1985、1990、2003年碳储量分别为1.65、2.97、4.13TgC,总体增长趋势明显。1985-2003年森林植被碳储量逐年增加,年均固碳0.14TgC。森林植被碳储量在兴国县东部和北部地区高,中西部低。(3)从植被碳储量时空动态变化可以看出,20世纪80年代中后期开始实施的飞播造林和人工造林工程,使得2003年森林植被固碳能力达到较高水平并相对稳定,当林分面积到达稳定后,通过合理的森林经营管理措施将可继续保持较高的固碳能力。     

高州油茶人工林碳储量分布特征

【目的】探明高州油茶Camellia gauchowensi人工林碳储量及分布特征,并估算评价其固碳效应。【方法】根据样地植株径级分布特征,选取不同径级样株各2～3株,取树叶、树干、树枝、树根、果实、花芽各器官测定生物量和碳含量,并建立各器官生物量模型;在标准地内按"S"形选取8个样点,沿土壤剖面分层采集0～20、20～40、40～60和60～100 cm土层的土壤样品,测定土壤容重与碳含量,计算碳储量。【结果】高州油茶中龄林植株各器官生物量分配比例依次为树干树根树叶树枝果实花芽,各器官生物量均随地径的增大而增大。试验林分总生物量为26.902 t·hm~(-2),树体平均碳质量分数为483.45 g·kg-1。同径级各器官的碳含量不同,其中,果实平均碳含量最高。林地100 cm深土层中,土壤碳含量随着土层深度的增加呈明显递减规律,其中,0～20 cm土层碳含量最高,碳质量分数为26.550 g·kg-1。高州油茶林地总碳储量为144.538 t·hm~(-2),其中,树体碳储量为12.857 t·hm~(-2),占总碳储量的8.90%;林地土壤碳储量为131.681 t·hm~(-2),占总碳储量的91.10%。根据中国生物多样性国情报告编写组数据,碳价格为260.90元·t-1,则本试验高州油茶林的碳汇经济效益约为3.8万元·hm~(-2)。【结论】高州油茶林分碳储量高于广东省经济林平均碳储量,林地土壤碳储量高于广东省平均土壤碳储量,林分总碳储量高于珠三角森林生态系统碳储量,具有较高的生态效益。高州油茶不仅有较好的生产效益,而且具有十分广阔的固碳前景。     

排水造林对大兴安岭湿地生态系统碳储量的影响

采用样带调查与对比分析方法,研究大兴安岭人工落叶松沼泽林的生态系统碳储量(植被、凋落物及土壤)和 年固碳量沿湿地过渡带环境梯度(0 ~400 m)分布格局,并与相应生境天然湿地对比分析,揭示排水造林对湿地碳 储量及固碳能力的影响规律。结果表明:1)人工沼泽林与天然湿地的植被碳储量(6.49 ~ 59.95 和3.24 ~ 78.97 t/ hm2 )沿过渡带环境梯度均呈递增趋势,排水造林使过渡带100 ~300 m 生境植被碳储量显著提高了43.9% ~240.8% (P 0.05),300 ~ 400 m 生境植被碳储量显著降低了24.1% (P 0.05);2)两者凋落物碳储量(1.61 ~ 4.69 和 1.51 ~4.34 t/ hm2 )沿过渡带环境梯度也呈递增趋势,排水造林使100 ~ 200 m 生境凋落物碳储量显著提高了 84.1%(P 0.05);3)土壤碳储量(163.03 ~308.68 和192.09 ~ 382.91 t/ hm2 )沿过渡带分别呈先高后低且恒定与 递减趋势,排水造林使0 ~300 m 生境土壤碳储量显著降低了19.4% ~43.4% (P 0.05);4)两者生态系统碳储量 (227.68 ~316.78 和275.40 ~387.67 t/ hm2 )分别呈现0 ~ 100 m 高、100 ~ 400 m 低且恒定和0 ~ 300 m 高且恒定、 300 ~400 m 低的不同分布格局,且排水造林使0 ~ 300 m 生境生态系统碳储量显著降低了18.3% ~ 31.2% (P 0.05);5)净初级生产力与年固碳量(3.67 ~10.34、8.03 ~10.77 t/ (hm2·a);1.59 ~ 4.87、3.24 ~ 5.07 t/ (hm2· a))沿过渡带分别呈递增与恒定分布,排水造林使过渡带0 ~ 100 m 生境净初级生产力与年固碳量显著降低了 54.3%和50.9%(P 0.05),100 ~ 400 m 生境净初级生产力与年固碳量有所增加或减少但不显著( -19.3% ~ 18.7%和-20.1% ~17.3%,P 0.05)。因此,排水造林显著降低了沼泽湿地生态系统碳储量,但对其固碳能力影 响相对较弱。      

西南5省市区森林植被碳储量及碳密度估算

基于2009-2013年第8次全国森林资源连续清查数据,利用生物量扩展因子法,采用改良的计算参数,从不同龄组、林型等方面进行考虑,对西南5省市区森林资源的生物量、碳储量及碳密度进行了估算。结果表明:我国第8次森林资源清查中,西南5省市区森林植被总生物量为5 308.18×10~6t,碳储量总量为2 752.05×10~6tC,林分碳储量为2 546.74×10~6tC;西藏藏族自治区森林植被碳储量在西南5省市区碳储量中占最大份额,为980.46×10~6tC,占西南5省森林植被碳储量的35.63%;重庆市其森林植被碳储量只占西南5省市区森林植被碳储量的2.55%。在碳密度方面,西藏藏族自治区林分平均碳密度最大,高达108.73t·hm~(-2)。针阔混交林其碳密度在各林型中普遍高于林分平均碳密度,在扩大森林面积,增加森林植被碳储量中,可适当扩大针阔混交林面积,将有利于提高森林植被碳储量。     

安徽省森林植被碳储量、碳密度动态及固碳潜力

为了明确安徽省森林植被碳储量动态变化特征,基于安徽省1989-2014年6次森林资源连续清查数据,采用生物量-蓄积量转换函数,结合主要树种含碳率,估算了安徽省森林植被的碳储量、碳密度和固碳潜力。结果表明:安徽省森林植被碳储量由1989年的32.98×10~6t C增加到2014年的85.72×10~6t C,碳汇量为52.75×10~6t C,年均增长率为4.06%,碳密度增加了8.51 t C/hm~2。乔木林是安徽省森林植被碳汇的主要贡献者,竹林次之,二者分别占安徽省森林植被碳汇的83.27%、13.41%,各林型平均碳密度大小顺序为竹林、乔木林、经济林、灌木林和疏林;不同龄组乔木林的碳储量大小顺序为中龄林、幼龄林、近熟林、成熟林和过熟林,且表现出林龄越大,碳密度越大的趋势;天然林植被碳储量略高于人工林;安徽省森林植被固碳潜力为35.67 t C/hm~2,栎类固碳潜力最大。因此,安徽省森林植被碳汇能力明显增强,但碳密度较低,加强科学经营管理至关重要。     

桉树林取代马尾松林对森林生态系统碳贮量的影响

以广西钦州市钦南区巨尾桉人工林(10a)和马尾松天然林(15～20a)为研究对象,采用平均木法和样方收获法测定林分生物量,分别样地采集植物和土壤样品,采用重铬酸钾-水合加热法测定碳含量,探讨桉树林取代马尾松林对森林生态系统碳含量、碳贮量及其分配规律的影响.结果表明:巨尾桉植株的碳含量(经各器官生物量加权)平均为47.32%,比马尾松(50.17%)的低5.7%.巨尾桉人工林生态系统总碳贮量为123.086t/hm2,是马尾松天然林(88.238t/hm2)的1.40倍;其植被(含凋落物)生物量和碳贮量分别为115.082t/hm2和53.712t/hm2,依次是马尾松天然林(生物量40.686t/hm2和碳贮量19.421t/hm2)的2.83倍和2.77倍,差异极显著(p<0.01).两种森林植被碳贮量的差异与其生物量的差异相一致,表明桉树人工林取代马尾松天然林可以提高森林植被生产力及其固碳能力.     

长期施肥红壤矿物颗粒结合有机碳储量及其固定速率

采用物理分组方法分析了长期不同施肥模式下红壤耕层(0～20 cm)不同大小矿物颗粒结合态有机碳储量差异及其固定速率.结果表明.与不施肥相比,长期施肥均显著增加了耕层土壤砂粒、粗粉粒、细粉粒及粗黏粒结合有机碳的储量,且以配施有机肥(M、NPKM和1.5NPKM)效果最显著,固碳速率分别达到0.13～0.24、0.19～0.23、0.05～0.16及0.12～0.36 Mg·hm~(-2)·a~(-1);施化肥(NPK、NP、N)和秸秆还田(NPKS)有利于增加细黏粒有机碳储量,且固碳速率高于配施有机肥,分别达到0.08～0.13和0.11 Mg·hm~(-2)·a~(-1).17 a有机肥配施有利于增加同存于粗粉粒(30.5%)和粗黏粒(30.7%)中的有机碳;而秸秆还田(NPKS)和化肥施用下,有利于增加固存于粗粉粒(32.9%)和细黏粒(42.9%)中的有机碳,说明无论化肥配施还是有机无机配施,红壤粗粉粒是固定新增有机碳的主要组分,而长期配施有机肥是提升红壤各级颗粒有机碳库的较好施肥模式.     

兴安落叶松林植被层碳密度分配及固碳潜力

加强对兴安落叶松林碳储量和固碳潜力的研究,是制定大兴安岭地区增汇能力的重要依据。在根河地区,选择不同年龄的兴安落叶松林,运用空间代替时间的方法,分析碳密度空间分布特征,计算不同龄组固碳潜力。结果如下:兴安落叶松林植被层碳密度随着林龄增加而增加,幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林分别为53.17 t·hm~(-2)、104.61 t·hm~(-2)、129.30 t·hm~(-2)、140.15 t·hm~(-2)。各层碳密度大小顺序基本为:乔木层枯落物层木质物残体灌木层草本层藓被层,分别占植被层碳密度的79.71%～85.78%,8.81%～15.28%、1.11%～5.62%、0.69%～3.54%、0.19%～1.39%和0～0.15%。其中,活地被物占植被碳密度的81.66%～90.71%。从幼龄到近熟林阶段,兴安落叶松林固碳潜力分别为86.98 t·hm~(-2)、35.54 t·hm~(-2)和10.55 t·hm~(-2)。大兴安岭兴安落叶松林幼中龄林比重大,若对现有森林进行科学管理,可以发挥巨大的碳汇潜力。     

山西太岳山主要森林生态系统碳储量与碳密度1）

基于样地调查与室内分析,运用清查平均生物量法和林木相对生长模型,研究了山西太岳山林区两种森林碳储量及碳密度空间分布特征。结果表明：研究区森林生态系统植被层含碳率变化范围为4．24～6．07 g· kg-1,土壤层含碳率变化范围为5．31～50．00 g· kg-1;两种植被类型平均森林碳储量：油松林为263．03 mg· hm-2,辽东栎林为292．31 mg· hm-2,辽东栎林约为油松林的1．12倍;在空间尺度上土壤层碳储量（173．35 mg· hm-2）＞乔木层（92．70 mg· hm-2）＞枯落物层（6．50 mg· hm-2）＞灌草层（5．23 mg· hm-2）,其中土壤层碳储量约占森林生态系统碳储量的62．4％;植被层各分层碳储量大小差异显著,土壤层碳储量随着土壤深度的增加而递减。     

武安市农田生态系统碳源与碳汇研究

对武安市农田生态系统碳吸收量和排放量进行估算,并对其主要影响因素进行分析,以寻求减少农田生态系统碳排放的有效途径,进而促进农业的可持续发展。结果表明,武安市农田生态系统碳排放量整体呈相对稳定状态,其中化肥生产使用是主要的碳排放源;农田生态系统碳吸收量总体呈先降低后升高趋势,年际间波动明显,主要原因是农业投入的变化与种植结构的调整。相关性分析表明,碳吸收量与农作物产量、主要农作物类型、有效灌溉面积、农业机械的使用均存在正相关关系;碳排放量与化肥的生产使用、农业机械使用、有效灌溉面积以及农作物播种面积均呈正相关关系。基于以上分析,提出了调整农作物种植结构,改善化肥条件,调整耕作模式和灌溉制度以及秸秆等废弃物处置方式的建议,以达到促进温室气体减排和低碳农业发展的目的。     

陕西杨凌地区土娄土剖面不同形态碳的贮量及特性研究

【目的】研究不同土剖面的有机碳和无机碳贮量以及不同组分有机碳在0～200cm土层的分布特征。【方法】以陕西杨凌土为对象,采集了8个土剖面(0～200cm土层)样品,测定了土壤有机碳、无机碳含量以及活性有机碳和难降解有机碳的含量。【结果】①0～200cm土层土壤总碳贮量为266.20～631.59t/hm2,其中有机碳贮量为120.63～177.35t/hm2,无机碳贮量为131.64～504.71t/hm2,分别占土壤剖面总碳贮量的20.1%～50.8%和49.2%～79.9%。②有机碳多集中于0～100cm剖面,其平均贮量均占有机碳贮量的60%以上;无机碳多集中于100～200cm土层,其平均贮量占无机碳贮量的64%。③活性有机碳含量在0～20cm土层最高,随着土层深度的增加而减少。④HCl水解和HF处理后残留有机碳均是以土壤剖面的表层最高,随着土层深度的增加而明显减少,其占有机碳的比例也因土层深度的不同差异明显,但随着土层深度的增加总体上呈减少趋势。【结论】土0～200cm土层无机碳贮量是有机碳贮量的2倍,其中0～100cm土层中有机碳所占比例相对较高,而100～200cm土层碳主要以无机碳形态存在。     

莫尔道嘎林区森林碳储量及其变化

基于莫尔道嘎林区森林资源清查资料,依据不同森林类型生物量与蓄积量之间的线性关系,对莫尔道嘎林区不同时段、不同森林类型的森林碳储量进行了推算,并分析其动态变化特征。结果表明：莫尔道嘎林区森林活立木(地上和地下)总碳储量由2008年的18456147 t增加到了2012年的20202875 t,累计增加碳1746728 t,增长率为9.46％。从树种的角度分析,全区总碳储量中落叶松和白桦所占比重最大;从龄组角度看,中龄林和成熟林占总碳储量比重最高。同时,不同森林类型碳密度不同,其中,樟子松林碳密度最大,蒙古栎林碳密度最小;不同龄组的碳密度随着林龄的增加逐渐增大。不同森林类别之间(重点公益林、一般公益林和商品林)森林碳密度也不同,重点公益林碳密度明显高于一般公益林和商品林。     

基于稳定碳同位素技术的养殖贝类碳源分析

贝类养殖作为碳汇渔业存在一定疑义,为了更好地解释贝类的碳汇功能并明确其碳源,应用稳定碳同位素技术对3种养殖贝类的碳源进行了分析。研究结果表明:3种养殖贝类的贝壳δ13C值介于-6.9‰~-6.3‰,软体组织δ13C值介于-23.2‰~-21.9‰,贝壳与软体组织δ13C的富集程度表现出负相关关系。3种养殖贝类的贝壳主要碳源为海水中的溶解无机碳(DIC),其次为溶解有机碳(DOC),两者合计贡献率在86%以上。3种贝类软体组织的主要碳源为悬浮物,其次为沉积物,两者合计贡献率在94%以上。贝壳与软体组织在碳源选择上具有极显著的差异性(P0.01)。沉积物即泥沙不是贝壳碳的主要来源,转化成贝壳的碳绝大多数来自于海水的DIC,这使得海水中的DIC浓度下降,从而促进大气中CO2向水体转移,起到了间接固碳的作用,因此贝类养殖具有明显的渔业碳汇功能。     

北京市农田生态系统碳足迹及碳生态效率的年际变化研究

近年来,由于北京城市功能的疏解以及郊区城市化进程的加快,使北京市农田生态系统受到了较大的冲击。本文以北京农田生态系统作为研究对象,对2004—2012年农田生态系统的碳汇、碳源、碳足迹以及碳生态效率的年际变化进行了研究,以明确其在北京城市发展中的功能与地位,为北京市健康持续发展及产业布局提供理论依据。结果表明:北京农田生态系统碳汇总体呈增加趋势,年递增幅度为2.8%,年平均碳蓄积量为105.82 万t,决定其碳汇功能的主要因素是粮食作物中玉米与小麦的经济产量及种植面积。北京农田生态系统的年均碳排放量为27.6 万t,基本呈现逐年降低的趋势,年均递减1.3%,决定碳排放量的主要因素为农业化学品中氮素化肥的施用量。北京市农田生态系统年均碳足迹为5.71 hm2²,呈逐年降低的趋势,年递减率为5.5%,处于碳生态盈余状态,但是由于近年北京市耕地面积的减少,碳生态盈余量呈下降趋势;北京农田生态系统的碳生态效率较高,年均为3.854 kg C·kg^-1 CE,农业生产处于较高的持续状态。     

城市森林碳汇及其抵消能源碳排放效果——以广州为例

城市森林及其管理相关政策作为减少CO₂排放的有效策略得到了较为广泛的关注。采用材积源生物量方程与净初级生产力方法来定量分析了广州市城市森林碳储量和碳固定量,根据化石能源使用量及其碳排放因子核算了广州城市能源碳排放,最后评估了城市森林碳抵消效果。结果显示广州市城市森林碳储量为654.42×10⁴t,平均碳密度为28.81 t/hm²,而森林碳固定量为658732 t/a,平均固碳率为2.90 t·hm^-2·a^-1。2005-2010年广州市年均能源碳排放则达到2907.41×10⁴t。广州城市森林碳储量约为城市年均能源碳排放的22.51%,其通过碳固定年均能够抵消年均碳排放的2.27%,不过从城市森林综合效益来看其仍是城市低碳发展重要举措之一。分析了林型组成和林龄结构对于广州森林碳储量和碳固定量的影响,并从森林管理角度为城市森林碳汇提升提出建议。这些结果和讨论有助于评估城市森林碳汇在抵消碳排放中所起的效果。     

几种乔木林碳汇功能研究

根据研究区昆明市海口林场资源的相关资料,利用不同森林类型生物量与蓄积量之间的回归方程,对研究区8种主要乔木林及其不同林龄结构的生物量和碳储量进行了推算,并分析了天然林与人工林的碳储量和碳密度。结果表明,研究区8种主要乔木林的总碳储量为80 142.30 t,针叶林碳储量占总碳储量的57.94%;碳储量最大的乔木林为华山松林,其碳储量占总碳储量的30.73%;8种主要乔木林不同龄级碳储量由高到低分别为中龄林>近熟林>幼龄林>成熟林;同一龄级、不同类型乔木林的碳汇能力表现各异;研究区人工林的碳储量比天然林小,且人工林和天然林的碳密度低于我国的平均水平。     

土壤碳作为湿润亚热带表层岩溶作用的动力机制:系统碳库及碳转移特征

以桂林丫吉村岩溶实验场为例, 分析了表层带岩溶系统中碳库组成, 测定了各碳库的碳稳定性同位素丰度, 表明土壤碳是系统中最大的碳库, 生物的 Ｃ Ｏ２ 吸收同化与土壤有机质分解导致的土壤 Ｃ Ｏ２ 释放是系统中主导的碳流通过程, 系统活动态碳组分主要由土壤碳贡献, 从而揭示了土壤碳对表层岩溶作用的动力机制。     

玉米秸秆添加量对黄土高原旱作农田土壤固碳特征的影响

【目的】探明不同玉米秸秆添加量对农田土壤固碳特征的影响.【方法】在甘肃省定西市李家堡镇进行玉米田间定位试验,设0(无秸秆还田,CK)、40g/kg(低量秸秆,T3)、60g/kg(中量秸秆,T2)、80g/kg(高量秸秆,T1)4个玉米秸秆还田处理.采用尼龙网袋法对540d观测期内的土壤总有机碳(SOC)、活性有机碳(ROC)、微生物量碳(MBC)动态变化特征进行分析.【结果】从整体来看,不同秸秆添加水平下SOC含量呈连续降低趋势;ROC含量于90d达到峰值后逐渐降低;MBC含量于180d达到峰值后逐渐降低.较之CK处理,T1、T2、T3水平均可提升土壤碳素含量,且随秸秆添加量的增加而增加.T2水平下土壤碳库活度指数最大,为1.25,该水平下秸秆残留率最小.【结论】秸秆还田处理土壤碳库管理指数(CPMI)随秸秆施入量的增加而增加.因此,在0~80g/kg玉米秸秆添加范围内,60g/kg水平更有利于土壤碳素的固持及土壤质量的改善.     

广东省农田生态系统碳足迹时空差异分析

以广东省为例,通过1992要2011 年化肥、农药、农膜使用量、灌溉面积、农业机械总动力、农作物产量等 统计数据,估算了区域农田生态系统碳吸收、碳排放及碳足迹的时空特征。结果表明院近20 年来,广东省农作物碳吸 收总量总体处于下降趋势,从1992 年的4 017.02 万t 减少到2011 年的2 925.42 万t,减幅达到27.17%,年均递减 1.66%。而碳排放基本上呈现逐渐增加的趋势,排放总量从1992 年的224.05 万t 增加到2011 年的261.69 万t,增幅 为16.80%。广东省农田生态系统碳足迹呈现波动增加的趋势,2011 年比1992 年增长了89.76%,年平均增长率为 3.43%,碳足迹占同期生产性土地面积比例逐渐增大,2011 年达到8.95%。广东省农田生态系统表现为碳生态盈余, 且生态盈余占同期生产性土地面积比例逐步减小。各地区之间的碳足迹区域差异也较大。