基于森林资源二类调查数据的森林碳储量和固碳潜力评估——以西藏自治区扎囊县为例

基于森林资源二类调查数据，运用生物量转换因子法和单位面积平均生物量法，估算西藏自治区扎囊县森林生物量，再乘以含碳系数估算森林碳储量。根据生物群落演替的顶级理论和空间代替时间法，以成熟林碳储量作为森林生物量碳容量参照，应用森林生物量碳容量与当前( 或某一年) 森林碳储量的差值估算森林固碳潜力。结果表明，扎囊县森林植被碳储量为768 751.91 t。灌木林是青藏高原的原生植被，碳储量占森林碳储量的84%，发挥着重要的固碳作用。扎囊县森林资源以发挥生态防护功能为主要目的，有利于森林自然生长积累碳储量，防护林面积和碳储量占森林面积和碳储量比例均高达99%。乔木林碳储量按起源以人工林为主，占91%；按树种以柳树和杨树为主，占90%；在龄组方面，中龄林、近熟林和成熟林碳储量较大，占88%。随着龄组增大，从幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林到过熟林，碳密度依次增大，从1.17 t/hm²到55.67 t/hm²。乔木幼龄林、中龄林和近熟林在乔木林面积中占88%，但是碳密度远低于乔木成熟林的平均碳密度40.28 t/hm²。随着乔木林从幼龄林逐步成长为成熟林，碳储量将显著增大。乔木林固碳潜力为251 782.90 t，是乔木林碳储量的2.21倍。宜林地、无立木林地、未成林造林地和苗圃地固碳潜力与面积大小正相关，固碳潜力为365 947.81 t。相应的措施可以进一步提高森林碳汇:封山（沙）育林等措施促进灌木林资源发展，稳定并提高灌木林面积和覆盖度；全面提升森林经营管理水平，提高森林资源质量；继续推进重点林业工程建设，因地制宜开展人工造林和封山育林，提升森林资源培育水平，确保人工造林成效。     

大兴安岭过火区不同森林生态系统碳储量的变化

以1987年"5.6"森林大火过火区6种不同森林生态系统类型为研究对象,采用标准木法和收获法,分析不同生态系统在火干扰27 a后的植被碳储量。结果表明:不同森林生态系统类型的植被碳储量存在差异,相同森林群落类型中不同组分的植被碳储量差异也较大,其中乔木层和凋落物层是森林植被碳储量的主要贡献者;6种不同森林生态系统在火烧干扰27 a后的植被碳储量为23.17~54.06 t/hm^2,碳储量由大到小的顺序为兴安落叶松人工林、樟子松次生林、兴安落叶松次生林、樟子松人工林、白桦次生林(沟谷)、白桦次生林(坡中);植被碳储量恢复度从大到小的依次为兴安落叶松人工林、白桦次生林(沟谷)、白桦次生林(坡中)、兴安落叶松次生林、樟子松次生林、樟子松人工林,分别恢复到同林型成熟林分的49%、43%、36%、35%、33%和25%;兴安落叶松人工林碳储量最高,恢复效果最好。不同森林生态系统类型碳储量与其对应的成熟林碳储量的巨大差异,说明随着森林生态系统的恢复将继续积累大量生物量碳,具有潜在碳汇效应。     

内蒙古东部区不同林龄油松人工林的固碳特征

为了探究油松人工林的固碳特征及其影响因素,以内蒙古东部区的油松人工林为研究对象,利用空间代替时间的方法,对研究区内不同林龄的油松人工林各器官和土壤的碳含量进行测定,分析其植被和土壤的固碳特征。结果表明:随着林龄的增加,乔木层和土壤层碳储量均逐渐增加,各器官平均碳含量为502.49 mg/g,乔木层平均碳储量为39.59 t/hm~2,土壤层平均碳储量为60.30 t/hm~2,植被和土壤的总平均碳储量为99.88 t/hm~2,相同林龄碳储量均表现为土壤层高于乔木层。气候特征、林分结构、土壤深度等是影响油松人工林碳储量大小的主要因素,边缘分布区与中心分布区的碳储量存在差异,这主要与气候梯度变化和人工林的经营管理措施相关。     

林型和林龄对嫩江沙地人工林生态系统碳储量影响规律研究

【目的】揭示林型和林龄对温带半干旱地区嫩江流域固沙人工林生态系统碳储量的影响规律及机制，为沙地人工林碳汇管理实践提供科学依据。【方法】采用相对生长方程、碳氮分析仪测定法，同步估算具有幼龄林、中龄林、成熟林年龄序列的11、30、45年生樟子松和6、15、26年生小黑杨2种人工林，以及28年生天然榆树疏林的生态系统碳储量（植被和土壤）、植被年净固碳量及其相关环境因子（土壤含水率、有机质、全氮等），确定林型和林龄对沙地人工林生态系统碳储量影响效果。【结果】（1）在植被固碳方面，樟子松和杨树人工林均强于天然榆树疏林，尤以樟子松人工林为最佳；且樟子松、杨树人工林的植被碳储量均随林龄而递增，但两者植被年净固碳量随林龄变化规律却不同，前者为幼龄林>中龄林=成熟林，后者随林龄而递增。（2）在土壤固碳方面，杨树人工林优于天然榆树疏林，而樟子松人工林却不及天然榆树疏林；且樟子松、杨树人工林土壤碳储量随林龄的变化规律也不同，分别为先增后稳型和递增型。两者的土壤碳储量的空间分布格局也被改变，在水平空间上，前者降低了上、下部土壤层的碳储量，且在上部土壤层碳储量随林龄增强；后者增加了中上部土壤层碳储量，且在...     

内蒙古东部区不同林龄油松人工林的固碳特征

为了探究油松人工林的固碳特征及其影响因素,以内蒙古东部区的油松人工林为研究对象,利用空间代替时间的方法,对研究区内不同林龄的油松人工林各器官和土壤的碳含量进行测定,分析其植被和土壤的固碳特征。结果表明:随着林龄的增加,乔木层和土壤层碳储量均逐渐增加,各器官平均碳含量为502.49 mg/g,乔木层平均碳储量为39.59 t/hm²,土壤层平均碳储量为60.30 t/hm2,土壤层平均碳储量为60.30 t/hm²,植被和土壤的总平均碳储量为99.88 t/hm2,植被和土壤的总平均碳储量为99.88 t/hm²,相同林龄碳储量均表现为土壤层高于乔木层。气候特征、林分结构、土壤深度等是影响油松人工林碳储量大小的主要因素,边缘分布区与中心分布区的碳储量存在差异,这主要与气候梯度变化和人工林的经营管理措施相关。     

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。     

黄土高原油松人工林幼林生态系统碳汇研究

为定量评价黄土高原人工林的固碳能力,采用固定样地方法以油松人工林幼林(6 a)和对照荒地为研究对象,比较两种地类生态系统中土壤、植物各部分和凋落物层的有机碳密度和碳储量变化。结果表明:荒地在0~80 cm土层土壤有机碳密度为5.086 kg.m-2,油松林为5.840 kg.m-2,与荒地相比增加了14.83%;油松人工林地植物地上部分、根系有机碳密度与荒地相比分别增加了123.31%、4.93%;凋落物有机碳密度无明显变化;油松人工林生态系统有机碳密度平均每年增加22.94%,说明黄土高原营造油松人工林具有明显的碳增汇效应。     

林地抚育对黔中地区杉木人工幼林生态系统碳储量的影响

林地抚育(松土、割灌、锄草)是提高人工林林分成活率,促进林木生长的重要措施,但对其固碳功能的影响研究仍鲜见报道。本研究以杉木人工林为研究对象,分析了林地抚育(松土、割灌、锄草)对黔中地区杉木人工幼林生态系统碳储量及其组分(植被层、枯落物层、作为主根系层的0~60 cm土壤层的碳储量)的影响。结果表明:林地抚育使得杉木人工林林木的保存率、林分郁闭度、林木胸径、树高等均显著高于对照林分,林木单株生长的固碳能力大幅提高,其碳储量是对照林分的4.93倍。抚育杉木人工幼林生态系统的总碳储量(106.37 t/hm2)显著高于对照(78.61 t/hm2),其中植被碳库储量(26.07 t/hm2)是对照(4.64 t/hm2)的5.62倍,抚育后枯落物碳储量较对照高0.38 t/hm2。但是,林地抚育后表层土壤(0~10 cm)有机碳含量较对照下降5.44 g/kg,而10 cm以下土层较对照均表现为增加,土壤碳储量较对照总体增加3.30 t/hm2。因此,造林初期林地抚育可促进林木生长,提高植被、土壤和生态系统的碳储量,显著增强杉木幼龄林的碳汇功能。      

山白兰人工林生态系统碳储量及空间分布特征

[目的]揭示山白兰人工林碳储量的空间分布特征及规律,为森林生态系统碳储量估算提供基础数据,也为进行人工林碳汇造林项目提供科学参考。[方法]以南亚热带地区27年生山白兰人工林为研究对象,采用标准木法、样方收获等方法对其生物量、碳含量分配进行研究。[结果]山白兰人工林生态系统碳储量为158.21 t/hm2,其中乔木层占植被层碳储量的87.24%,灌木层占10.77%,草本层占0.18%,凋落物层占1.81%;土壤层中0～80 cm的碳储量为102.01 t/hm2,为植被层的1.82倍。山白兰人工林乔木层年净固碳量为3.50 t/（hm2.年）。[结论]山白兰人工林生态系统碳储量比较可观,具有较好的发展前景。     

来宾市城郊区32 年生阴香绿化林碳储量研究

深化对不同城市森林类型碳储量和碳汇潜力的认识是建设低碳森林城市的重要环节.基于生物量调查,对来宾市城郊区32年生的阴香人工林生态系统的碳储量及分配格局进行了研究.结果表明,阴香人工林乔木层各器官的平均碳含量为508.70g/kg,各器官碳素含量介于493.5～511.5 g/kg之间,大小排序为中根＞根兜＞树叶＞树干＞大根＞细根＞皮＞大枝＞枯枝＞小枝.阴香人工林生态系统总碳储量为370.97t/hm2,其中阴香人工林乔木层碳储量为233.05t/hm2,表明该生态系统主要碳库集中在乔木层,与其冠幅大、枝繁叶茂的林分发育特征密不可分.     

基于涡动相关技术的森林生态系统二氧化碳通量研究进展

森林生态系统是陆地生态系统碳循环的重要组成部分，森林对大气二氧化碳(CO₂)浓度具有重要的调节作用，开展森林生态系统碳循环研究对更好地了解生物地球化学过程和应对全球气候变化具有重要的科学意义和应用价值。涡动协方差/涡动相关技术是目前应用最广泛的森林生态系统CO₂通量观测技术。讨论了基于该技术的森林生态系统CO₂通量研究的部分代表性成果，总结了当前森林生态系统CO₂通量的主要研究成果并对未来研究提出展望。目前，森林生态系统CO₂通量的研究主要集中于:①森林生态系统的碳源/汇估算；② CO₂通量观测源区/足迹的计算；③ CO₂通量动态特征的提取及其环境影响因子；④基于统计模型的森林生态系统物候特征参数的提取；⑤基于机理模型的气候系统对森林生态系统碳循环的影响。主要结论为:森林生态系统是陆地生态系统的重要碳汇，在对森林生态系统进行CO₂通量观测时需对其通量源区的空间代表性进行检验，森林生态系统碳源/汇状态受到树龄、降水和土壤含水量等因素的影响，空气温度是森林生态系统碳循环的重要影响因子。未来森林生态系统CO₂通量研究应该集中于提高通量足迹模型计算精度，讨论不同林分对大气CO₂的贡献强度。结合气候系统模型和生态生理模型建立植物生理过程参数化模型、预测气候变化对森林碳交换的影响。区域-全球尺度森林生态系统CO₂通量研究未来将关注多站点通量，气象数据长时间序列的整合分析，讨论CO₂通量气候态特征与碳源/汇的空间格局，更好地了解全球陆地生态系统碳循环机制。表1参64     

长白山阔叶红松林碳收支特征

植被-大气间CO2交换研究对准确评价陆地生态系统碳收支有重要意义．该研究采用开路式涡动相关系统对长白山阔叶红松林的C O2交换特征进行了整年连续监测．结果表明,该森林生态系统的碳交换季节变化明显,2003年森林净生态系统碳交换量(NEE)变化范围在-6.37～2.13 g/(m2·d)之间,5—9月均表现为碳汇,其余月份为碳源,其中净碳吸收量与释放量最大的月份分别为6和10月;全年森林净吸收的碳量为-191.3 g/m2,整体表现为一定强度的碳汇．影响NEE的环境因子主要是光合有效辐射(PAR)和土壤温度等,白天NEE对PAR 的响应符合直角双曲线方程,夜间的NEE与5 cm深土壤温度有较好的指数关系．生态系统呼吸释放对温度响应的敏感性(Ｑ10)为3.17．      

阔叶红松林功能多样性与森林碳汇功能关系

  目的  阐明生物多样性与生态系统功能关系及其作用机制,不仅具有重要的生态理论价值,同时能够为以“生物多样性与生态系统功能同步提升”为目标的森林多功能经营提供科学理论支撑。然而阔叶红松林中生物多样性如何影响森林碳汇功能目前并不十分清楚,本研究旨在揭示功能多样性和功能组成对森林碳汇功能的影响机制,为促进阔叶红松林“固碳增汇”提供理论依据。  方法  以吉林蛟河30 hm2阔叶红松林固定样地为研究对象,通过采集植物功能性状计算功能多样性和功能组成用于表征生物多样性,并通过结构方程模型检验了生态位互补效应、生物量比率效应以及植被数量效应对生物多样性?森林碳储量和碳增量的影响。  结果  （1）生物多样性是森林碳汇功能的重要影响因素,提高功能多样性有助于提高森林碳增量,提高缓生?保守型性状的组成比例有助于提高森林碳储量,而保持一定的林分密度同样有利于充分地利用资源、提高森林固碳能力。（2）研究结果同时验证了生态位互补效应、生物量比率效应和植被数量效应假说,解释变量共同解释了13%的森林碳储量的变化以及36%的森林碳增量的变化。  结论  碳储量和碳增量是森林生态系统碳汇功能的重要反映和直接体现,本研究在一定程度上揭示了生物多样性与森林碳汇功能关系的作用机制,表明阔叶红松林中生物多样性与碳汇功能的关系格局是多种生态学机制共同作用的结果。研究结果能够为实现阔叶红松林“固碳增汇”以及“生物多样性与生态系统功能同步提升”提供一定的理论依据。      

油松、刺槐与杨树树干材积碳储量动态变化研究

本文结合多学科研究提出了碳储量解析法,对北方人工造林主要树种碳储量及其变化规律进行了研究,旨在从现有人工造林树种中筛选碳汇造林树种并确定森林经营周期。结果表明：1）油松、刺槐和杨树数量成熟龄分别为67、40和30年。2）油松和刺槐木材密度初期呈缓慢增加趋势,到35年时均达到最大。35年后,油松逐渐下降并趋于平稳,刺槐一...     

黄土丘陵区中龄至成熟油松人工林的水文效应动态

【目的】研究黄土丘陵区中龄至成熟油松人工林的水文效应动态,为当地森林的经营管理提供理论依据。【方法】通过对陕北黄龙山林区典型油松人工林的长期水文定位观测,以采伐上层乔木后自然恢复的灌草地（以下简称“采伐地”）为对照,研究油松林在中龄林-近熟林-成熟林过程中林冠层对降水的再分配、枯落物层对降水的截留率及其对产流与产沙量和土壤储水量等的影响。【结果】从中龄林到成熟林,油松林冠年截留率由17.0%增加到29.7%,其年平均截留率为采伐地灌草层的5倍左右;油松林树干年茎流率平均为2.8%,且与林龄、年降水量关系不明显;油松林枯落物层对降水的年截留率约为9.7%,随林龄变化保持稳定,且与采伐地差异不显著;油松林地多年平均径流深和产沙量分别为1.76 mm/年和1.11 t/(km²·年),采伐地较油松林地分别高出10.4%和100%;油松林地0～300 cm土层年均土壤储水量为420.1 mm,较采伐地减少139.2 mm,且随林龄增加以1.8 mm/年的速率下降。【结论】油松人工林由中龄林到成熟林的发育过程中,冠层截留降水能力显著增加,年径流深、土壤储水量呈微弱下降趋势,而枯落物层截留率、林地产沙量等则无明显变化;油松林显示出强大的水土保持功能,采伐上层乔木保留地被物层不会导致严重的水土流失;通过合理间伐,可以减轻林地径流深和土壤储水量逐渐减少的不利影响,改善林地水文状况。     

薄山林场森林生态系统碳储量与碳密度动态研究

基于1987-2007年3次森林资源清查数据,运用材积源生物量法对河南省驻马店市薄山林场森林生态系统的碳储量进行测算。结果表明,1987-2007年,薄山林场森林植被总的碳储量从421304．99 t增加到636843．53 t,林分碳密度从94．09 t／hm2增加至113．51 t／hm2,碳储量增加明显;乔木层平均碳密度在2007年达到33．90 t／hm2,高于河南省整体水平,接近于全国水平;薄山林场森林生态系统的碳汇贡献最大的主要是近熟林、成熟林与过熟林,但潜力在于中龄林与近熟林。     

林分密度对水曲柳人工林碳储量的影响

为了解林分密度对水曲柳人工林碳储量的影响规律,在黑龙江省帽儿山地区,选择不同造林密度(2 200、2 500、4 400、10 000株/hm2)的13年生水曲柳人工林,采用样地调查的方法在每种密度处理各设置3块样地,进行了林分碳储量与乔木层年净固碳量的测定。结果表明:水曲柳林分密度增加,其乔木层、凋落物层、土壤层以及生态系统碳储量均随之增大,而林下植被层碳储量随林分密度的增加而减小。其中不同密度林分的乔木层、林下植被层、土壤层以及生态系统碳储量差异均显著(P＜0.05),而凋落物层在各密度之间差异不显著(P>0.05)。4种密度水曲柳林分碳储量的空间分配均表现为:土壤层>乔木层>凋落物层>林下植被层,土壤层和乔木层碳储量分别占生态系统总碳储量的79.6%~82.4%和14.1%~17.0%,是人工林碳库的主要组成部分。此外,水曲柳人工林乔木层的年净固碳量随林分密度的增加而增大,造林密度为2 200株/hm2林分的年净固碳量明显低于其他密度林分(P＜0.05)。上述结果说明提高造林密度对增加幼龄林分碳储量具有显著作用。      

北京主要森林类型碳储量变化分析

利用全国森林资源清查资料中的北京市部分,基于生物量转换因子法,通过建立不同森林类型蓄积量与生物量间的回归方程,估算出北京市不同时期森林的生物量和碳储量,并对碳储量的变化进行了分析。结果表明:北京市森林碳储量在5 a内由796万t增加到852万t,呈现增长的趋势,各森林类型碳储量的变化与相应森林类型面积变化呈正相关关系。在全市森林总碳储量中,栎类Quercus spp.,阔叶类,杨树Populus spp.在碳汇中起着重要的作用。树种年龄组成上的不合理很大程度上限制了北京的森林碳汇能力,幼龄林与中龄林面积大但是碳储量较低,成熟林碳储量所占比例较大,不同植被类型以及不同龄组的森林碳密度呈现略微下降的趋势,碳密度随着龄级的增长而增加,其他林分要素在碳汇中发挥着较为重要的作用。表4参20     

经营干扰对森林土壤有机碳的影响研究概述

陆地碳循环与全球气候变化之间的相互关系是当前环境问题研究的核心内容之一.森林是陆地生态系统中最大的有机碳的贮库,是陆地生态系统中重要的碳汇和碳源,且和人类的活动息息相关.结合国内外农、林业研究成果,就施肥、耕作、栽培方式、森林采伐和森林火灾等因素对森林土壤有机碳的影响进行了评述.初步认为:施用有机肥和矿质肥料,对土壤有机碳储量有很大的提高作用;对耕作土壤应该采取保护性措施,降低耕作强度或采取免耕覆盖、作物残留物管理、降低夏季休闲等措施使农业土壤由碳源转变为碳汇;由于土地开垦引起土壤有机碳的损失,因此对不适宜长期持续性耕作的土地和因植被破坏退化严重的土地,采取改变土地利用方式,植树种草,恢复和保护多年生植被.通过人为管理措施,科学地利用和保护有限的土地资源,减缓土壤中温室气体排放,增加土壤有机碳的截存,提高土壤质量.参41     

渭河流域长时间序列NPP估算及时空变化特征分析

植被净初级生产力（net primary production，NPP）是生态系统碳循环及能量流动的关键参数，也是生态系统可持续发展的重要生态指标，分析植被NPP的时空变化特征对于区域碳循环研究具有重要意义。利用MODIS反射率数据（MOD09A1）、MODIS NDVI数据（MOD13A3），基于CASA模型估算2001-2018年渭河流域植被NPP，分析植被NPP的时空变化特征，并探讨不同植被类型间NPP的差异性以及高程变化对植被NPP的影响。研究表明:1）2001-2018年，渭河流域植被NPP总体呈波动式增加趋势，年均NPP处于292.59~444.90 gC·m²，年际增加速率为6.23 gC·m²；流域植被NPP具有明显的空间异质性，表现为中东部的六盘山、子午岭和南部秦岭等地区较高，西部和北部的黄土高原地区较低。2）18 a来，除常绿针叶林外，其余植被类型NPP均呈增加趋势。不同植被类型的年均NPP的差异表现为落叶阔叶林（625.70 gC·m²）>常绿针叶林（390.16 gC·m²）>草地（368.49 gC·m²）>农田（344.65 gC·m²）>灌丛（340.17 gC·m²）。3）不同地形条件下植被NPP具有一定差异性，在900~1 300 m（农田、山地落叶小叶林），植被NPP最高；1 700~1 900 m及3 500 m以上区域（稀树灌木草原、灌木），植被NPP最低。