百花山自然保护区森林群落碳储量计算方法的研究

【目的】探讨生物量转换因子法、材积源生物量法和生物量清单法在小尺度范围内计算森林群落碳储量的可行性,确定影响林分碳储量的群落结构参数。【方法】以样地调查数据为基础,采用一元材积表法和平均实验形数法计算针叶林和阔叶林的蓄积量,然后分别采用生物量转换因子法、材积源生物量法和生物量清单法估算2种林分的碳储量。【结果】在百花山自然保护区,采用一元材积表法和平均实验形数法计算的人工针叶林、次生阔叶林的蓄积量分别为148.78和169.98m3/hm2、106.82和120.30m3/hm2,以这2种蓄积量结果为基础,采用3种碳计量方法求得针叶林的平均碳储量分别为71.58和80.50t/hm2,阔叶林为49.74和55.19t/hm2;在针叶林的碳储量估算结果中,生物量转换因子法和生物量清单法显著高于材积源生物量法,三者间的变异系数达14.81%(材积表法)～16.68%(形数法);在阔叶林的碳储量估算结果中,3种方法间虽没有显著差异,但变异系数也达到5.65%(材积表法)～6.40%(形数法)。【结论】生物量转换因子法、材积源生物量法和生物量清单法可用于小尺度范围内森林群落碳储量的估算,其估算结果不受蓄积量计算方法的影响,树高、胸径和基盖度是影响林分碳储量估算的关键参数。     

福建省森林碳储量及碳密度特征分析

【目的】估算福建省森林碳储量及碳密度,进行特征分析,为今后福建省森林的综合经营和管理提供一定的科学依据。【方法】基于第八次全国森林资源清查为数据源,运用转换因子连续函数法,以2012年发布的全国各树种(组)含碳率为基准,进行碳储量和碳密度估算。【结果】福建省森林碳储量约为2.96×108 t,平均碳密度48.87 t/hm2。各森林类型碳储量在36.85×104~15 664.58×104 t,其中以阔叶混交林的碳储量最高,占森林碳储量的52.83%。各森林类型碳密度在25.58~99.93 t/hm2。【结论】福建省森林碳储量及碳密度高于全国平均水平,可通过提高成熟林和过熟林的比例来提升福建省森林的碳密度和碳储量。     

黄龙山蔡家川林场森林类型碳密度及其变化研究

【目的】对黄龙山蔡家川林场主要森林类型的碳储量和碳密度进行计算,为该区域森林碳汇功能研究提供参考。【方法】利用1986和1997年黄龙山蔡家川林场森林资源二类调查数据,依据不同森林类型生物量与蓄积量之间的回归方程以及森林生物量与碳储量、碳密度的关系,对该林场主要森林类型(柏木(Cypress)林、杨树(Populus)林、桦木(Betula)林、栎树(Quercus)林、油松(Pinus tabulaeformis)林、杂木林(Nonmerchantable woods))的碳储量、碳密度进行推算和分析,并与全国及西北五省(区)相同森林类型碳密度进行了对比。【结果】1986和1997年,该林场2年平均森林总碳储量为387 740 t,平均森林碳密度为17.7 t/hm2;1997年森林总碳储量比1986年减少9.65%,森林平均碳密度增长3.38%。各森林类型1986和1997年的平均碳密度大小顺序依次为栎树林(28.06t/hm2)、油松林(24.35 t/hm2)、桦木林(21.04 t/hm2)、杂木林(11.86 t/hm2)、柏木林(11.03 t/hm2)和杨树林(10.04t/hm2);1986和1997年不同生长阶段林分平均碳密度大小顺序依次为近熟林(25.56 t/hm2)、幼龄林(25.49 t/hm2)、中龄林(24.77 t/hm2)、成熟林(13.53 t/hm2)、过熟林(12.84 t/hm2)。该林场柏木林、桦木林、栎树林、杨树林、杂木林的森林碳密度均低于全国平均水平,但油松林的平均碳密度较全国平均水平高92.0%。【结论】1986和1997年,该林场森林具有较好的碳汇能力,但这2年间森林碳汇能力变化不显著;森林类型不同或同期林分生长阶段不同,其所具有的碳汇能力存在差异;保护和管理好栎树林、油松林、桦木林,并大力开展幼龄林、中龄林和近熟林的经营抚育工程,对增加该林场森林的碳汇功能具有重要贡献。     

福建省森林碳储量估算与动态变化分析

以福建省1998、2003、2008年连续3期森林资源固定样地清查统计数据为基础,结合不同森林类型生物量与蓄积量回归方程,对福建省森林植被的碳储量和碳密度进行估算,并进行期间的动态变化分析,其结果表明:随着福建省林业的发展,自1998年其森林碳储量有了明显的提高,人均碳密度由38.55 t/hm2上升至65.65 t/hm2,已超过全国41.1 t/hm2的平均碳密度,但从其年龄结构上分析,近熟林以上的森林碳储量虽然有所增加,但其碳密度呈下降趋势,则表明近熟林以上森林质量有所下降,森林结构仍有待于进一步调整与改善。     

坡位对不同密度长白落叶松人工林生态系统碳储量的影响

【目的】探明坡位对不同林分密度长白落叶松人工林生态系统碳储量及其分配特征的影响,为制定长白落叶松人工林增汇经营技术提供科学依据。【方法】以长白落叶松人工林为研究对象,利用生物量与含碳率估算植被层碳储量,土壤剖面法估算土壤层碳储量,并分析不同坡位、不同林分密度长白落叶松人工林生态系统的碳储量及其分配特征。【结果】上坡位和中坡位低密度长白落叶松人工林生态系统碳储量分别为236.69 t/hm2和235.66 t/hm2,二者差异不显著;上坡位和中坡位高密度长白落叶松人工林生态系统碳储量分别为272.26 t/hm2和330.72 t/hm2,中坡位生态系统碳储量显著高于上坡位。长白落叶松人工林生态系统碳储量依次为土壤层＞植被层＞凋落物层;高密度林分中坡位土壤有机碳储量占比显著低于高坡位,而植被层有机碳储量占比中坡位显著高于高坡位。【结论】立地条件对低密度林分的碳储量影响较小;对于高密度林分,立地条件好有利于提高植被层碳储量,中坡位择伐强度可以适当加大,但不能超过上坡位的2倍。     

基于第8次森林资源清查数据的安徽森林碳储量特征研究

【目的】研究安徽森林植被碳储量的分布特征,为森林碳汇功能的评价提供依据。【方法】以安徽省第8次(2014年)森林资源清查数据为基础,采用生物量-蓄积量转换模型法和平均生物量法,结合不同树种含碳率,估算安徽森林植被的碳储量和碳密度,并分析了不同森林类型及不同林级、林种和起源的乔木林碳储量分布特征。【结果】安徽不同森林类型的总碳储量为8.51×10~7 t,平均碳密度为20.55 t/hm~2,其中竹林的碳密度最高,为37.33 t/hm~2。乔木林和竹林的碳储量分别为6.42×10~7和1.45×10~7 t,各占总碳储量的75.47%和17.02%;不同龄级乔木林中,中龄林碳储量最大,达2 490.92×10~4 t,约占乔木林总碳储量的40%;过熟林碳储量最小,为256.24×10~4 t,仅占乔木林总碳储量的3.99%,且表现出林龄越大碳密度越高的趋势。用材林和防护林的碳储量分别为3 798.04×10~4和2 205.68×10~4 t,共占乔木林碳储量的93.48%;各林种碳密度大小为特用林防护林用材林经济林薪炭林。天然林的面积(153.86×10~4 hm~2)略低于人工林(154.81×10~4 hm~2),但由于天然林的碳密度高于人工林,使得天然林的碳储量(3 476.50×10~4 t))反而高于人工林(2 946.29×10~4 t)。【结论】安徽省森林植被具有明显的碳汇能力,但其碳密度较低,应对现有森林进行科学抚育和管理,以提高森林的碳汇能力。     

四川省森林植被碳储量及碳密度估算

基于第8次全国森林资源连续清查数据,采用生物量扩展因子法,对四川省森林植被资源的碳储量及碳密度进行估算及分析。结果表明:截止2013年,四川省森林植被总碳储量为729.05 Mt,森林植被平均碳密度为43.26 t/hm~2,林分生物量为1 331.66 Mt,林分碳储量为670.09 Mt,林分平均碳密度为56.84 t/hm~2;针叶林碳储量在四川省森林各林型碳储量中贡献最大,成过熟林在不同林龄结构碳储量中占有重要地位;幼龄林及中龄林面积占森林林分面积的42.67%,说明四川省森林植被资源趋于年轻化,具有巨大的发展潜力,随着林龄的增长,林分碳密度与各龄组中单位蓄积量呈逐渐增长趋势。     

基于加拿大CBM-CFS3模型的江西庐山森林碳储特征研究

基于2009年庐山森林资源二类调查小班数据库和一类调查样地调查数据,利用CBM-CFS3模型的估算功能,估算江西庐山2009年森林生态系统碳储量。结果显示:庐山森林生态系统碳储量为6.4 T g(T=106t,t=106g),各主要森林类型之间因森林面积大小不同其碳储量差距很大;其中马尾松碳储量最大,占总碳储量的41.64%,国外松最小为2.18%。庐山森林生态系统平均碳密度为262.55 t/hm2,其中混交林碳密度最大为365.95 t/hm2,杉木碳密度最小为194.96 t/hm2。利用一类样地数据和平均生物量法得到庐山森林生态系统生物量碳密度为32.87 t/hm2,与模型计算结果 31.86 t/hm2基本一致。庐山总生物量碳库碳储量占庐山生态系统碳储量的12.47%,死有机质(DOM)碳库占比为87.53%,土壤碳库在整个生态系统中占有很大的比例为66.30%。     

福建将乐林场杉木碳储量密度控制图的编制

【目的】研究杉木的生长过程,编制杉木碳储量密度控制图,为林业生产提供一种操作方便的碳储量密度控制图编制方法。【方法】以福建省将乐林场的杉木人工林为研究对象,利用1996和2007年两期森林资源规划设计调查数据和固定样地资料,先确定杉木林分3个地位级的划分标准,再根据已有的杉木林蓄积量与生物量之间的关系式,取含碳率为0.5,推算杉木林的生物量和碳储量,最后运用数学建模的方法建立不同立地条件、不同林分密度的杉木碳储量估计模型。【结果】编制了福建将乐林场不同地位级的杉木碳储量林分密度控制图,图中包含了等树高线、等直径线、等疏密度线、最大密度线和自然稀疏线;举例说明了该图的使用方法,对于林分平均直径14.0cm、林分密度2 000株/hm2的Ⅱ地位级的杉木人工林而言,其林分碳成熟龄为20年,此时林分碳储量为57.4t/hm2。【结论】编制的杉木碳储量密度控制图可用来预估福建将乐林场杉木碳储量,但其精度还有待提高。     

陕西省森林碳储量、生产力及固碳释氧经济价值的动态变化

【目的】研究陕西省森林碳储量、生产力及固碳释氧经济价值的动态变化,为提高该省森林碳汇的管理和经营提供依据。【方法】利用1994、1999和2004年陕西省森林资源连续清查资料,依据建立的不同森林类型生物量与蓄积量回归方程,估算不同时段森林碳储量和碳密度;并依据不同森林类型生物量与生产力回归关系,推算不同时段森林的生产力和固碳释氧经济价值。【结果】陕西省森林碳储量由1994年的15 140.64万t增加到2004年的16 639.32万t,年增长率为0.99%,特别在1999-2004年,年增长率为1.92%。而平均碳密度在1994、1999和2004年3次调查中依次减小,分别为30.74,29.85和28.73t/hm2。对于不同森林类型,以栎类为主要优势树种的阔叶林对全省森林总碳储量的贡献最大,其碳储量占总碳储量的50%以上。天然林为森林碳储量的主体,占同期碳储量的95%以上,但人工林碳储量以年均9.05%的速度增长,明显大于天然林的增幅(0.79%)。陕西省森林总生产力和固碳释氧经济总价值均不断增加,在1994、1999和2004年的3次调查中,总生产力分别为43.88×106,45.31×106和52.24×106 t/年;固碳释氧经济总价值分别为756.20,780.86和900.25亿元。【结论】陕西省森林表现出了明显的碳汇功能,但碳固定能力还不强,碳密度低于我国平均森林碳密度,未来应加强陕西省各重点造林工程的实施,扩大森林覆盖面积,同时对现有森林应通过科学抚育和管理,挖掘潜力,提高森林碳汇能力,使陕西省的森林生态系统在全球碳循环中发挥更大的作用。     

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。     

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。     

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.     

山东省农田生态系统碳源、碳汇及其碳足迹变化分析

依据2002—2013年山东省17地市农业投入、播种面积以及作物产量等统计数据,对全省各地市农田生态系统进行碳源、碳汇估算,从中分析其变化规律,并探讨造成碳源、碳汇时空变化的影响因素。结果表明:山东省农田系统具备较强的碳汇能力,碳吸收量明显高于碳排放量,两者的总量之比为4.32∶1;碳吸收量和碳汇量呈增加趋势,碳排放量和碳足迹呈降低趋势;农田生态系统表现出较大的碳生态盈余,碳足迹占同期耕地面积的比值呈现降低趋势,2002年为27.71%,2013年为20.96%;17地市之间单位面积碳汇量和单位面积碳足迹存在明显差异,2013年单位面积碳汇量最高的为德州市(6.20t/hm~2)、最低为威海市(3.02t/hm~2),单位面积碳足迹最高的威海市为0.26hm~2/hm~2、最低的泰安市为0.08hm~2/hm~2。