秦岭火地塘林区主要森林类型碳储量和碳密度估算

火地塘林区地处秦岭南坡中段,是中国暖温带向亚热带气候的过渡带。林区森林主要为天然次生林,树木种类丰富并具有明显的垂直分异性。准确估算森林碳储量在研究全国乃至全球碳平衡中起着重要的作用。笔者基于生物量的回归方程,估算该林区主要森林类型碳储量和碳密度的大小,并运用GIS软件Citystar(4.0)进行数据的空间分析。结果显示:不同树种随海拔高度呈垂直地带性分布。华山松和红桦的分布范围广,且碳储量大小明显高于其它三种类型的;锐齿栎、油松主要分布于中低海拔地带;华北落叶松的平均碳密度值最大;锐齿栎和红桦的平均碳密度接近但低于华北落叶松的;油松和华山松的平均碳密度接近且较低。     

秦岭火地塘林区3种森林类型乔木层碳密度和碳储量研究

以秦岭火地塘林区锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)、华山松(Pinus armandi)和油松(Pinus tabulaeformis)3种主要森林类型为研究对象,通过标准地调查和生物量回归模型计算其碳储量,并在此基础上估算了碳密度以及不同器官的碳储量。结果表明:不同森林类型碳密度具有显著差异,其中锐齿栎最高(118.724t/hm2),油松次之(106.062t/hm2),华山松最低(94.227t/hm2);3种森林类型的碳储量均随着林分径级的增大呈现出上升、下降和再上升的趋势,而大径级碳储量的上升主要取决于大径级单株林木的出现,具有明显的随机性;碳储量在不同树种各器官的分布表现为:干>枝>根>皮>叶(锐齿栎),干>枝>根>叶>皮(华山松),干>枝>叶>根>皮(油松),且不同树种同一器官及同一树种不同器官之间的碳储量所占比重差异显著。     

秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度研究

【目的】量化秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度,并分析其与林龄、地形因子的关系,为秦岭及全国森林碳储量与碳汇研究提供数据支持。【方法】在秦岭中段南坡不同立地条件下,设置锐齿栎林调查样地50块,通过样地调查和室内分析,推算秦岭锐齿栎林碳密度,并比较不同林层(乔木层、灌木层、草本层、枯落物层)和乔木层不同器官(干、根、皮、枝、叶)、林龄、地形因子(海拔、坡度、坡位、坡向)对锐齿栎林碳密度的影响及差异。【结果】秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度平均值为101.40t/hm2,其中乔木层、灌木层、草本层、枯落物层碳密度所占比例分别为97.82%,0.60%,0.30%和1.28%,乔木层是锐齿栎林碳库的最重要组成部分;乔木层各器官碳密度占乔木层总碳密度的比例分别为:树干51.85%、树根22.36%、树枝14.77%、树皮7.61%、树叶3.41%,树干是锐齿栎乔木碳的主要贮存器官;锐齿栎林乔木层碳密度随林龄的增大而提高,幼、中龄林碳密度平均值分别仅为近成熟林碳密度的52.21%和59.91%。锐齿栎林乔木层碳密度随海拔升高呈先增后减的变化趋势,在海拔≥1 500~1 700m达到最大;另外,其随坡度的增加显著减小;不同坡位、坡向相比,以上坡位最大,下坡位最小,且以阳坡高于阴坡。【结论】秦岭中段南坡锐齿栎林植被层碳密度显著高于全国森林碳密度平均值;由于该区锐齿栎林以幼龄林和中龄林为主,因而仍有较大的固碳潜力;为了提高锐齿栎林的碳汇能力,应加强科学经营和管理,尽量减少对锐齿栎林的不必要人为干扰。     

秦岭火地塘林区油松群落乔木层的碳密度

为精确估计秦岭火地塘林区油松群落乔木层的碳储量,在外业调查的基础上,采用TOC-VTH-2000A型TOC分析仪测定了油松(Pinus tabulaeformis)、华山松(Pinus armandi)、锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrata)、华北落叶松(Larix principis)干、皮、枝、叶、根的含碳率,结合已建立的乔木不同器官生物量模型,计算了不同树种各器官的碳储量和乔木层的碳密度,分析了不同含碳率下各树种各器官碳储量的差异.结果表明:不同树种各器官含碳率明显不同;在相同生物量下,以实测含碳率、0.45和0.50作为植物的平均含碳率计算的油松的干、皮、枝、叶、根,锐齿栎的枝,华北落叶松的皮、枝、叶、根的碳储量有显著差异;油松群落乔木层碳密度为6.594Mg·hm-2.     

秦岭辛家山典型植被类型土壤活性有机碳分布特征

为探究秦岭辛家山林区不同植被类型土壤有机碳及活性组分分布特征,调查采集秦岭辛家山林区云杉林、灌木林、红桦林、锐齿栎林和落叶松林不同土层土壤样品,比较分析5种植被下土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)和易氧化碳(ROC)。结果表明,1)林区高海拔地区SOC显著高于低海拔地区,高海拔地区0~60cm各土层SOC灌木林云杉林红桦林,同处低海拔地区的落叶松林SOC大于锐齿栎林;2)土壤DOC和MBC总体表现出高海拔地区高于低海拔地区,云杉林MBC和灌木林ROC均高于相同土层的其他植被类型,高海拔区域各土层不同植被类型ROC表现为灌木林云杉林红桦林,低海拔区域各土层ROC表现为落叶松林锐齿栎林;3)各植被类型DOC/SOC均随土层深度的加深而增大,ROC/SOC均随土层深度的加深而减小,而MBC/SOC在土壤剖面上的规律因植被类型不同而异;4)SOC、DOC、MBC、ROC、全氮(TN)和土壤含水量之间均存在极显著正相关关系,土壤有机碳及其活性组分与容重和pH之间表现为极显著负相关性。研究表明辛家山林区高海拔地区SOC显著高于低海拔地区,处于高海拔地区的灌木林针叶林阔叶林,同一海拔梯度下针叶林SOC大于阔叶林,林区有机碳活性组分受海拔、植被、土壤含水量、容重和pH等多种因素的共同影响,能够较为灵敏的反映外界环境的改变和有机碳库的变化。     

秦岭南坡2种林分类型林冠层对大气降水水质的生态效应

【目的】研究秦岭南坡2种林分类型的林冠层对大气降水水质的影响,探讨林冠层对大气降水水质的生态学效应,为水源林建设提供理论依据。【方法】在秦岭火地塘林区选取红桦(Betula albo-sinensis Burkill)林和锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)林2种林型,检测大气降水通过这2种林分林冠层所形成的林内穿透雨的水质,并与大气降雨的水质进行比较,研究林冠层对水质的影响。【结果】红桦林、锐齿栎林林冠层均有降低雨水酸性的作用,其中锐齿栎林提升降水pH的能力相对较强;2种林分的林冠层对大气降雨中的NO-3均表现出较强的吸附作用,而对于NH+4则表现出较强的淋溶作用;锐齿栎林林冠层吸附大气降雨中Na的能力及被大气降雨淋溶出PO3-4、Ca和Mg的能力均明显强于红桦林林冠层;红桦林林冠层被大气降水淋溶出K的能力明显强于锐齿栎林林冠层;红桦林林冠层和锐齿栎林林冠层对降雨中Cu、Pb、Cd、Cr有较明显的净化作用,2种林分对同一种元素的净化能力基本接近;锐齿栎林林冠层净化大气降水中As的能力要优于红桦林林冠层。【结论】森林林冠层对大气降水有一定的净化作用。     

秦岭林区主要树种叶片凋落物性质的研究

本文对秦岭林区不同海拔的华山松(Pinus armandii)、油松(Pinus tabulaeformis)、锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)、华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)叶片凋落物的养分元素、有机成分和热值进行比较研究.研究结果表明:4种凋落叶的粗纤维、粗脂肪含量和热值大小均为油松>华山松>华北落叶松>锐齿栎.养分元素全氮和全磷含量大小为锐齿栎>华北落叶松>华山松>油松.油松、华山松、华北落叶松叶片凋落物的C/N、C/P、粗纤维/N均大于锐齿栎,差异性极显著(P<0.01).油松的C/N、C/P、粗纤维/N均最高,分别为72.33、1311.28、36.98,是锐齿栎各项比值的1.9～2.5倍.4种树种的凋落叶性质存在差异,但海拔的变化对相同树种凋落叶的性质并没有显著的影响(P>0.05).     

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。     

秦岭火地塘林区4种主要树种凋落叶分解动态研究

【目的】研究秦岭火地塘林区4种主要树种的凋落叶分解动态,揭示森林生态系统的物质循环规律。【方法】以秦岭火地唐林区华山松(Pinus armandii)、油松(P.tabulaeformis)、锐齿栎(Quercus alienavar.acuteserra-ta)和华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)凋落叶为研究对象,采用分解袋法于2005-11~2006-11对其分解过程中养分变化特征和热值的变化趋势进行研究。【结果】在分解过程中,4种树凋落叶的N、P含量呈上升趋势,分别增长了158.51%~125.20%和185.13%~125.85%。与分解前相比,油松、华山松、华北落叶松和锐齿栎凋落叶粗纤维含量分别上升为原来的104.64%,103.70%,121.85%和110.46%,而粗脂肪、C含量和热值均呈下降的趋势,分别下降了32.93~24.10,26.30~68.50 g/kg和4.15~2.78 kJ/g;C/N呈降低趋势。【结论】在相似环境条件下,凋落叶的分解主要取决于凋落叶本身的性质。     

秦岭菜子坪林区森林景观格局及破碎化分析

【目的】研究秦岭菜子坪林区森林景观格局现状和破碎化特征,为研究区以及秦岭中段南坡森林资源管理、保护和合理开发利用提供科学依据。【方法】以菜子坪林区森林资源二类调查资料为基础,在ArcGIS和Fragstats软件支持下,对菜子坪林区森林景观格局基本特征进行分析,并以边界密度、平均分维数、平均最近邻距离和相似邻接比指数为评价指标,对其景观格局的破碎化程度进行分析。【结果】将研究区分为14个景观类型,共1 072个斑块,其中无林地斑块面积仅占总面积的3.04%,各景观类型的平均分维数均接近1.00。各森林景观类型的边界密度为:板栗林>落叶松林>华山松林>软阔林>油松林>杨树林>云杉林>硬阔林>铁杉林>桦木林>冷杉林>刺槐林>栎林;相似邻接比指数为:栎林>刺槐林>冷杉林>桦木林>铁杉林>硬阔林>杨树林>云杉林>油松林>软阔林>华山松林>落叶松林>板栗林;平均最近邻距离为:板栗林>落叶松林>桦木林>刺槐林>冷杉林>铁杉林>云杉林>软阔林>华山松林>硬阔林>油松林>栎林。【结论】菜子坪林区森林整体分布的连续性较好,景观类型斑块的边界褶皱程度较低。在各森林景观类型中,栎林的面积最大,破碎化程度最低;板栗林、落叶松林呈小面积零散分布,破碎化程度最高;其余各景观类型的边界密度、相似邻接比指数和平均最近邻距离差异均不明显,破碎化程度相似,均居于适中水平。     

碳达峰碳中和背景下中国森林碳汇潜力分析研究

[目的]核算我国森林资源碳储量和价值量,摸清我国森林资源家底,了解森林资源状况,合理制定林业发展规划.预测森林碳储量及碳汇潜力,提高森林经营管理水平,为我国实现碳达峰碳中和的林业发展目标提供参考.[方法]利用1973?2018年间9次森林资源清查数据,采用森林蓄积量法核算我国森林资源总碳储量及其变化情况,并按照不同林种...     

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。     

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。     

潍坊市农田生态系统碳源(碳汇)及其碳足迹变化

以山东省潍坊市为研究区,以种植面积、农作物产量及农业投入等相关数据为基础,定量测算2003—2012年潍坊市农田生态系统的碳源(碳汇),分析期间碳足迹的变化。结果表明:1)2003—2012年,潍坊市农田生态系统碳吸收总量小于碳排放总量,二者的比例为1∶7.4,碳排放强度增长率从0.055%减少到0.048%,碳吸收强度增长率从1.18%增加到1.98%。10年间农田生态系统碳吸收量和碳排放量分别增长了10.69%和7.02%,碳吸收增长率高于碳排放增长率,农田系统具有较强的碳汇功能。2)蔬菜是主要的碳汇,占比为73.31%,6种碳排放途径中,农田灌溉是主要的碳源,占比为87.32%。3)农田生态系统碳足迹从2003年的38.990万hm2减少到2012年38.769万hm2,碳足迹平均占生态生产性土地面积的1.456%,比例较低。10年间碳足迹强度均值为0.14 hm2/万元,2003—2012年潍坊市农田生态系统每增加1万元的产值可以制造0.14 hm2的碳足迹。     

土地利用和覆被变化对土壤碳库和碳循环的影响

土壤是陆地生态系统的重要组成成分,其较小幅度的变化即影响到陆地植被的养分供应,同时可能影响到碳向大气的排放而加剧全球气候变化。本文概述了国内外土壤碳库和碳吸存的研究概况,并对土地利用和覆被变化对土壤碳库和碳循环影响的最新研究进展进行了详尽的阐述,旨在对科学地利用和保护有限的土壤资源,减缓土壤中温室气体排放、增加土壤碳截存,提高土壤质量,对退化土地的生态恢复及环境治理和保护提供理论参考。     

江西省典型森林类型土壤碳贮量 及碳汇能力研究

基于全国林业碳汇监测与计量体系的建立袁采用野外调查尧取样和室内实验分析相结合的方法袁研究了江西省4 种森林类型土壤碳贮量及碳汇能力分布特征袁结果表明院4种森林类型土壤有机碳含量与有机碳密度表现出 相似的规律袁从大到小依次为阔叶林跃杉木林跃针阔混交林跃松木林袁森林土壤平均有机碳密度15.69渊依10.28冤kg/m2袁低于我国森林土壤有机碳密度19.36 kg/m2的平均水平袁其中阔叶林的土壤有机碳密度最大袁其平均碳密度分别是另外3 种森林类型的1.2耀1.8 倍曰4 种森林类型土壤有机碳密度尧土壤有机碳含量及其差异程度均随土壤深度的增加而减少袁0耀30 cm 土层土壤有机碳密度分别占整个剖面的50%左右袁0耀10 cm 土层土壤有机碳含量为10耀30 cm 土层的 1.7~2.3 倍袁为30耀100 cm 土层的3~4 倍曰森林土壤碳贮量占整个森林生态系统总碳贮量的73.72%~79.08%袁在森林生态系统碳循环中具有重要的地位和作用遥     

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。     

特定农产品碳足迹评价及碳标签制定的探索

为推动碳减排,缓解气候变化,本研究基于生命周期评价法(LCA),对华北平原某面粉厂面粉生产碳足迹进行核算,并对产品碳标签的制定及其对策建议进行探讨,研究结果显示:不同等级面粉生产的碳足迹为0.98~1.07kg/kg,其中,小麦生产过程中化肥使用和灌溉耗能占比最大,分别占总碳足迹的47%和29%,研究结果可为面粉生产节能减排策略提供理论支持。另外,基于国内外的研究现状,未来我国农业生产减排不仅要从产品过程着手,同时还应完善我国碳标签制度,应尽快制定碳标签核算标准,建立完善的碳足迹数据库,建立第三方机构,完善碳汇市场与经济市场及国内外市场接轨的对策。     

土壤有机碳组分化学测定方法及碳指数研究进展

为探究土壤有机碳组分化学测定方法的优缺点和适宜使用范围,基于前人研究,对近年来使用较多的KMnO₄氧化法、改进的Walkley-Black氧化法、酸水解法测定土壤有机碳组分的原理、特点和适用范围进行了全面综述,重点阐述了3种方法测定有机碳组分的优缺点,探讨了有机碳组分测定方法发展对碳库管理指数（CMI）计算方法的完善,以及不同测定方法分类的有机碳活性组分和惰性组分在固碳指数（RI）计算上的差异。利用文献计量分析方法,比较了3种方法在近19年（2001—2019年）的引用量,以及近10年（2010—2019年）利用这3种方法进行CMI和固碳研究的引用趋势。在比较3种方法优缺点和引用趋势的基础上,得出如下结论：KMnO₄氧化法适合用于土壤活性有机碳测定和CMI的计算,且使用20 mmol·L^-1 KMnO₄能够有效规避该方法的多数缺点;改进的Walkley-Black氧化法适合用于土壤固碳研究和CMI的加权计算;酸水解法适合于以探究生化稳定性为目标的有机碳活性组分和稳定组分测定。最后,展望了未来在有机碳组分测定方法的发展方向、提高土壤固碳潜力和建立碳库评估新模型上需要深入研究的重点问题,旨在为揭示土壤质量动态变化提供科学参考。     

辽宁省土地利用的碳源碳汇分析

根据主要农作物产量、耕地面积及农业投入等数据对辽宁省2003—2010年耕地的碳源和碳汇进行了核算,运用土地利用现状分类和辽宁省统计年鉴中的行业能源消费量等数据,建立了行业能源消费和土地利用类型的对应关系,进而核算了2003—2010年辽宁省商服用地、住宅用地等土地利用类型的碳源量,同时根据辽宁省2003—2010年土地利用面积核算了林地和草地的碳汇量。通过核算得出的数据分析发现:辽宁省碳源总量从2003年的9 276.91万t增长到2010年的11 471.15万t,增长幅度达23.75%,呈大幅增长的趋势,其中工矿仓储用地的碳源量占总碳源量的比重最高,2010年比重达77.59%,其次分别是耕地、住宅用地、商服用地、交通运输用地。辽宁省地均碳排放量由2003年的6.25 t/hm2增长到2010年的7.73 t/hm2。辽宁省2003—2010年碳吸收量呈小幅变化,从2003年的3 294.38万t减少到2010年的3 288.69万t。