海南清澜港杯萼海桑生态系统碳密度及分配特征

采用Komiyama红树林异速生长模型,对海南清澜港杯萼海桑生态系统的植被生物量、碳密度及其空间分布特征进行研究。结果表明:杯萼海桑植被层总生物量为(177.89±14.36)t·hm^-2,碳密度为(80.35±6.92)t·hm^-2,其中,乔木层生物量为(176.52±14.23)t·hm^-2,碳密度为(79.69±6.86)t·hm^-2,占林分植被层总碳密度的99.2%。杯萼海桑生态系统总有机碳库密度为(536.91±54.99)t·hm^-2,其中0~105 cm土壤碳密度为(456.56±48.07)t·hm^-2,占总碳贮量的85.0%,植被有机碳密度占总碳贮量的14.85%,林下植被层和现存凋落物层仅占0.15%。     

中国主要人工林碳储量与固碳能力

根据全国第7次（2004-2008 年）和第8次（2009-2013 年）森林资源清查数据,采用IPCC法估算了我国9种主要人工林碳储量及碳密度变化规律和龄组特征,探讨了近年来主要造林树种的固碳能力。两次清查间隔期间,9种人工林平均碳密度增加了1.6 Mg·hm^-2,总碳储量增加了126.89 Tg,年平均增加25.38 Tg。杨树和桉树年固碳量较高,分别为10.21、9.96 Tg·a^-1,碳密度增加量分别为4.32、7.72 Mg·hm^-2。2009-2013年间9种人工林各龄组的碳密度为:幼龄林（8.82 Mg·hm^-2）<中龄林（24.01 Mg·hm^-2）<近熟林（29.37 Mg·hm^-2）<过熟林（30.89 Mg·hm^-2）<成熟林（35.67 Mg·hm^-2）。幼龄林和中龄林占主要人工林总面积的70.52%,具有较高的生长潜力和固碳潜力。研究结果可为我国人工林森林经营管理及碳汇功能评价提供参考。     

基于FORECAST模型模拟造林密度对杉木人工林碳储量的影响

应用FORECAST模型模拟了不同造林密度对杉木人工林固碳的长期影响,达到优化经营杉木人工林的目标。研究表明,随着杉木造林密度的增加,地上生物碳储量、地下生物碳储量、总生物碳储量、土壤有机碳储量、总碳储量都在增加,但密度超过3333株/hm²后趋于稳定;当密度为16672后趋于稳定;当密度为1667²500株/hm2500株/hm²时每个轮伐期内的总生物碳储量都在减少;高密度造林会引起种间对光、水、肥等竞争的加剧,不利于森林生态系统的碳积累。根据立地条件的不同,杉木人工林适宜的造林密度应为25002时每个轮伐期内的总生物碳储量都在减少;高密度造林会引起种间对光、水、肥等竞争的加剧,不利于森林生态系统的碳积累。根据立地条件的不同,杉木人工林适宜的造林密度应为2500³333株/hm3333株/hm²。     

密度调控对马尾松人工林生态系统碳储量的影响

采用密度调控对贵州台江县12年生马尾松人工林碳储量进行研究。结果表明,密度调控提高了马尾松人工林乔木层、林下植被和凋落物层碳的累积,高密度(H)（1 800株·hm^-2）、中密度(M)（1 566株·hm^-2）和低密度(L)（1 350株·hm^-2）及CK（未间伐:2 016株·hm^-2）密度下马尾松人工林各组分碳储量乔木层＞土壤层＞林下植被层＞凋落物层。乔木层碳储量分别高出CK2.58、5.69 t·hm^-2和1.38 t·hm^-2;土壤层分别高出CK3.50、4.95 t·hm^-2和-13.43 t·hm^-2;林下植被层分别高于CK1.88、2.59 t·hm^-2和4.14 t·hm^-2,凋落物层分别高于CK0.14、0.27 t·hm^-2和0.36 t·hm^-2,林下植被和凋落物层碳储量较CK达显著差异（p＜0.05）;H和M密度下生态系统总碳储量分别较CK提高8.1 t·hm^-2和13.49 t·hm^-2,L密度低于CK7.54 t·hm^-2,马尾松人工林生态系统总碳储量以M密度调控最大,故马尾松中龄人工林林分经营过程中以M密度经营较好。     

长白山森林植被碳储量与碳汇价值评价

以长白山金沟岭林场作为研究区域,研究了主要森林类型碳储量和碳密度的时空变化,为我国森林生态系统碳平衡提供基础资料。结果表明:1)金沟岭林场森林植被碳储量从1997年的7 621.842 2 t 增加到2007年的8 018.125 9 t,净增加了466.283 7 t。碳储量分布以中龄林与近熟林为主,1997年与2007年所占的比例分别为87%与79%,是一个潜在的巨大碳库;2)森林植被的平均碳密度随着龄级结构的增长而增加,1997年与2007年分别为47.541 7 mg·hm^-2与50.186 6 mg·hm^-2,高于全国2008年森林平均植被碳密度42.82 mg·hm^-2,但是低于世界的平均水平86.00 mg·hm^-2;3)利用1997年与2007年两期数据分析了该林场森林植被的年固碳增量为39.63 t·hm^-2·a^-1,平均年增长率0.51%,低于我国森林的平均年增长率1.6%,该林场森林植被仍具有潜在的固碳空间;4)对森林植被的碳汇效益进行了计量, 1997年与2007年分别为2 728.130 8万元与2 744.954 8万元,净增长了16.824 0万元。应加强对现有森林经营,尤其是中幼龄林抚育,提高森林质量,从而增加现存森林的碳密度,以此来提高森林固碳潜力。     

黄河三角洲湿地生态系统碳储量研究

以黄河三角洲湿地生态系统为研究对象，通过对区域内不同类型土壤进行取样调查，测算出黄河三角洲湿地6种土壤-植被生态系统的净生态系统生产力(NEP)，进而对此生态系统的碳汇进行表征分析。结果表明：黄河三角洲湿地生态系统中海土类型土壤的有机碳储量最高(132.43 t/hm²)，最低的是灰砂质冲积土(85.54 t/hm²)；植被碳储量范围在1.23～1.73 t/hm²之间，其中最高的是江土，最低的是壤质滨海盐土；土壤碳排量最高的是壤质滨海盐土(5.00 t/hm²)，最低的是海土(3.56 t/hm²)；黄河三角洲湿地的6种土壤-植被生态系统均为碳汇，净生态系统生产力在82.98～128.88 t/hm²范围内，以海土净生态系统生产力最高，以灰砂质冲积土最低。综上所述，黄河三角洲湿地生态系统主要以碳汇形式存在，但其中植被固碳量较低，为巩固加强生态系统的碳汇能力，应增加植被固碳量。     

地形因子对青海祁连圆柏林土壤有机碳空间分布的影响

做为青海三江源区主要森林类型之一，祁连圆柏（Juniperus przewalskii）林提供着重要的生态系统服务功能，尤其在增加青海省陆地生态系统碳储量方面。以青海祁连圆柏林为研究对象，采用野外样地调查、室内试验和数理统计相结合的方法，分析主要地形因子（海拔、坡向、坡位、坡度）对土壤有机碳空间分布的影响。结果表明，祁连圆柏林土壤有机碳密度均值为209.56 t·hm^-2。其中，以兴海中铁林场（247.37 t·hm^-2）最大，泽库麦秀林场（158.96 t·hm^-2）最小，各区域间存在一定差异。青海祁连圆柏林土壤有机碳密度随海拔增加呈先升后降的趋势，其中，以海拔3 500～3 700 m范围最大，为255.93 t·hm^-2，海拔2 900～3 100 m最小，为152.03 t·hm^-2；土壤有机碳密度随坡度增大而下降，坡度5°～15°最大，为297.22 t·hm^-2；下坡位（251.76 t·hm^-2）＞中坡位（212.56 t·hm^-2）＞上坡位（153.24 t·hm^-2）；阳坡土壤有机碳密度（206.72 t·hm^-2）略低于阴坡（215.55 t·hm^-2）。通过t检验，不同海拔、坡度和坡位间土壤有机碳密度存在差异。总之，在不同立地因子中，海拔和坡位是调控祁连圆柏林土壤有机碳密度的主导因子。     

辽宁省未来土地利用情景模拟及玉米生产潜力预测

为了探究未来耕地变化对粮食生产潜力的影响,进而保障未来粮食安全,本研究利用CA-Markov模型模拟了辽宁省2050年的土地利用情景,并利用全球农业生态区划(GAEZ)模型对2050年的玉米生产潜力进行预测,进而对2020—2050年辽宁省玉米生产潜力的时空变化特征进行预判。预测结果表明,未来30年辽宁省土地利用类型的变化以旱地和林地的减少(分别为29.78万hm²和25.05万hm²)以及城乡工矿用地的增加(55.55万hm²)为主,地类的相互转化主要表现为其他地类向旱地转化,以及旱地和水田向城乡工矿用地的转化。基于2050年的耕地情景,预测辽宁省玉米潜在总产量和平均潜在单产分别为393.38万t和7 830.56 kg·hm^-2,其中北部和南部地区玉米平均潜在单产大部分在8 000 kg·hm^-2以上,远高于西部和东部部分地区。2020—2050年,受耕地变化影响,玉米潜在总产量和平均潜在单产分别减少630.52万t和679.57 kg·hm^-2,但在...     

北京市西北部生态涵养区未来土地利用及生态系统服务变化情景模拟

以北京市西北部生态涵养区为研究区,探讨未来的土地利用变化对生态系统固碳和产水量服务的影响。利用FLUS模型耦合马尔可夫链（Markov chain）预测了2030年自然演变、生态控制和城市快速发展情景下的土地利用格局,并利用InVEST模型估算了2015和2030年3种土地利用情景下的固碳和产水量服务,最后评价了土地利用变化对生态系统服务的影响特征。结果表明,在城市快速发展情景下,建设用地面积的增长幅度最大(+39.57%),而林地在生态控制情景下预计增加152.38 km²(+3.10%)。生态控制情景具有最大的碳储量和产水量(99.53×10⁶Mg和361.50×10⁷m³),其中林地是重要的供给区域。城市快速发展情景下灌木林地单位面积变化对碳储量的影响强度最大,自然演变情景下未利用地单位面积变化对产水量的影响强度最大。本研究结果可以为决策者制定区域生态保护的土地利用政策提供参考。     

新疆农田防护林不同林龄生物量及碳储量

探讨新疆农田防护林主要树种不同林龄组的生物量、碳储量、碳密度及其分布特征,为进一步开展新疆农田防护林生态系统碳循环、碳储量和潜力研究提供基础。根据新疆2014年森林资源二类调查数据,利用新疆农田防护林主要树种不同林龄下不同径阶的标准解析木样本数据,估算主要树种生物量、碳储量及碳密度变化规律和龄组特征,探讨主要防护林树种的固碳能力。结果表明,3种主要农田防护林树种的面积以幼龄林和中龄林为主,占总面积的66.68%,各树种中杨树占绝对优势,占总面积的79.62%。主要树种不同林龄组生物量,树干生物量占比最高。3种主要农田防护林树种碳储量杨树（6 119.53×10⁴ Mg）＞榆树（237.63×10⁴ Mg）＞沙枣（212.31×10⁴ Mg）。3种主要树种各龄组的碳密度为幼龄林（35.42 Mg·hm^-2）＜中龄林（172.69 Mg·hm^-2）＜近熟林（250.18 Mg·hm^-2）＜成熟林（442.36 Mg·hm^-2）。新疆农田防护林具有较高的生长潜力和固碳潜力。研究结果可为新疆农田防护林经营管理和碳汇功能评价提供参考。     

基于克里金插值法的湖南省慈利县森林碳储量专题图研究

基于2014年湖南省慈利县森林资源二类调查的结果,利用生物量换算因子连续函数法以及不同森林类型的碳含量,求得慈利县森林碳储量,并利用地统计学中普通克里金（Kriging）插值的方法,基于最优的半变异函数绘制湖南省慈利县森林碳密度分布专题图。结果表明,在6种常用的半变异函数中,指数模型作为半变异函数的预测精度较高,决定系数（R²）为0.756,残差平方和（SSR）为0.000 7,很好地反映了研究区森林碳密度的空间结构特征,结果显示慈利县的中北部、西南部和东部的碳密度较高,大于18.84 t·hm^-2,其余地方的碳密度较低,小于15.77 t·hm^-2。插值结果显示,碳密度在11.19~14.33 t·hm^-2的面积最大,达到慈利县总面积的22%;其次为18.84~21.98 t·hm^-2,达到全县总面积的16.35%;碳密度在14.33~15.77 t·hm^-2以及17.40~18.84 t·hm^-2的面积较少,分别占到全县总面积的13.54%和11.58%;碳密度大于28.83 t·hm^-2的面积最少,仅占1.76%。可见慈利县主要林分的碳密度还是处于较低水平,林分质量差,不能有效地发挥森林固碳功能,需要开展科学经营改善林分结构与树种组成,实现固碳能力的提升。研究湖南省慈利县森林植被碳储量、碳密度及其地理空间区域分布特征,为慈利县森林碳汇经营、林业碳汇核算和政府科学决策提供科学依据。     

广西南丹县秃杉人工林碳储量及其分布格局

采用标准样地法对广西南丹县20年生秃杉人工林碳储量及其空间分布格局进行研究。结果表明，秃杉各器官碳含量为436.4～501.2 g/kg,其由大到小依次为干皮、树枝、树根、干材、树叶。灌木层、草本层和凋落物层碳含量分别为449.8、392.5和424.7 g/kg。土壤（0～80 cm）平均碳含量为19.0 g/kg,各土层碳含量随土层深度增加而减少。20年生秃杉人工林生态系统碳储量为255.81 t/hm²,其中乔木层为99.43 t/hm²,占整个生态系统碳储量的38.87%;灌草层为2.14 t/hm²,占0.84%;凋落物层为2.52 t/hm²,占0.98%;林地土壤（0～80 cm）为151.72 t/hm²,占59.31%。秃杉人工林各器官碳储量与其生物量成正比关系，干材的生物量最大，其碳储量也最高，占植被层碳储量的59.48%,树枝、树叶、干皮和树根的碳储量共占36.05%。20年生秃杉人工林乔木层年净生产力为12.52 t/（hm²·a）...     

红树林生态系统碳素密度、贮量与分布

以广东省沿岸典型红树林区域内的红树植物及底泥为研究对象,采用野外现场分析和实验室测定相结合的方法对红树林生态系统的碳素密度、贮量及其空间分布特征进行了研究.结果表明:底泥碳密度随着深度增加而逐渐降低,而且与地区和树种的不同无关,50 cm底泥平均碳密度为0.0187g/cm3.不同地区不同红树品种的不同组分中碳素密度差异明显.各地区总碳储量大小顺序为:珠海＞高桥＞深圳＞水东湾＞广海湾＞饶平＞大亚湾＞澄海.红树覆盖区的碳密度和碳储量都明显高于无红树覆盖区,说明红树林有很强的碳汇功能.     

海寨林场主要乔木树种碳储量和碳密度特征研究

基于曲靖市海寨林场2016年度森林资源二类调查资料数据,利用生物量扩展因子法,结合各主要乔木树种的计算参数,分析研究了海寨林场主要乔木树种于不同年龄组和不同林分起源类型的碳储量及碳密度分布特征。结果表明,海寨林场主要乔木树种总面积为14 998.3 hm²,总蓄积量为1 482 230 m³,总碳储量为630 829.35 t,平均碳密度为42.06 t·hm^-2,反映出海寨林场乔木林总体而言林分质量优良,固碳潜力较大。对于不同树种而言,碳储量大小依次为华山松、云南松、栎类、柏木、软阔、杉木、桤木、蓝桉、硬阔;对于不同林龄而言,碳储量和碳密度均随林龄增加呈现增长趋势;对于不同起源类型而言,人工林的面积、碳储量和碳密度大于天然林。因此,碳储量的高低受到树种类型、起源方式、林龄等多重因素的影响。为了更加有效地管理和保护森林碳循环,应当重视林分结构的合理配置并不断优化,从而促进森林生态系统的稳定性和可持续性,进而实现更好的碳储存和生态保护效果。     

基于第九次森林资源清查的云南森林碳储量特征研究

系统估算云南省森林植被的碳储量和碳密度,为研究区域尺度的森林碳储量提供科学依据。以云南第9次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,结合不同树种的含碳率,分析乔木林中不同优势树种、林种、起源和龄组的碳储量分布特征。结果表明：1)云南不同森林类型的总碳储量为1.05×10⁹ t,平均碳密度44.96 t·hm^-2;2)乔木林中不同龄组的总碳储量大小排序为幼龄林>中龄林>近熟林>成熟林>过熟林;3)云南省天然乔木林碳储量为9.07×10⁸ t,占乔木林总碳储量的90.76%;4)天然林的平均碳密度为62.44 t·hm^-2,近人工林的3倍。云南省森林碳储量、碳密度与林龄结构和起源关系密切,表现出森林碳密度随林龄增长而增加,森林碳储量随林龄增长而减少的趋势,天然林碳密度和碳储量均远远大于人工林,该研究为区域尺度的森林碳储量提供了科学依据。     

针阔混交林华北落叶松生物量模型及碳储量研究

以木兰林管局北沟林场内典型针阔混交林为对象,对标准地进行详细的调查研究,利用分层切割法和分层挖掘法对华北落叶松生物量进行测定,建立相应的生长模型,并推算林分中华北落叶松的生物量和碳储量。结果表明:针阔混交林中单株华北落叶松单株总生物量的变化范围是2.50~527.20 kg;Logistic方程是华北落叶松生物量主要的最优模型;华北落叶松总生物量为39 478.90 kg/hm²,碳储量为20 252.68 kg/hm²,各器官碳储量分别占总碳储量的57.89%（树干）、16.88%（树枝）、7.66%（树叶）、17.56%（树根）。林分碳储量分配情况为干>根>枝>叶。     

基于林分生长模型的天山云杉碳汇潜力估测

为掌握研究区天山云杉(Picea schrenkiana)林分碳储量现状，估算其碳汇潜力，了解其碳汇动态变化过程，分别基于Gompertz、Logistic、Mitscherlich和Schumacher等4个常用生长曲线方程，采用林龄、平均树高、平均胸径和林分密度等指标构建林分蓄积量生长模型，选取最优模型，通过林分生物量-林分蓄积量回归模型和含碳系数建立林分碳储量生长模型，计算不同林分条件下天山云杉生长到180 a的碳密度年均增长量，预测研究区当前、30 a后和60 a后的林分碳储量及碳汇潜力。结果表明，对比不同生长曲线方程后选择Schumacher方程构建林分蓄积生长模型并转化为林分碳储量生长模型，模型精度89.082%,估计值的标准差13.006、总系统误差-0.293、平均系统误差-5.943、决定系数0.895。基于林分碳储量生长模型计算出天山云杉在相同林分密度条件下，随着林分立地条件的变化，林分碳密度0～180 a年平均增长量为0.020～0.641 t/(hm²·a),研究区全域林分碳密度平均增长量为0.299 t/(hm²·a...     

基于MCE-CA-Markov和InVEST模型的伊犁谷地碳储量时空演变及预测

陆地生态系统碳源与碳汇的变化与土地利用/覆被变化（LUCC）的演变密切相关,为探讨土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响机制,基于1980—2020年LUCC数据集,通过多评价准则（Multi-criteria evaluation,MCE）的元胞自动机（Cell automata,CA）和马尔科夫链（Markov chain）模型,模拟伊犁谷地2030年的LUCC时空动态,耦合InVEST模型探讨土地利用变化下伊犁谷地1980—2030年陆地生态系统碳储量的时空演变格局。结果表明,MCE-CA-Markov模型预测LUCC数据集与2000、2010年和2020年实际LUCC精度检验的Kappa系数分别为0.929 1、0.875 5和0.929 7,模型模拟普适性较高,可对后续碳储量时空演变格局进行精准评估。利用InVEST模型估算的伊犁谷地1980年总碳储量约为1 114.95 Tg,预计至2030年总碳储量呈逐期下降趋势,累计净减少65.94 Tg,其中林草地面积的退缩是致使碳储量下降的主导因素。伊犁谷地碳储量空间分布总体上表现为高值区域环绕低值区域,呈嵌套分布。碳密度的高值区域分布在南部和北部山区林草地,而低值区域仅集中在中部河谷平原附近。研究土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响可为研究区碳库管理提供数据支持,为制定碳固存和环境保护政策提供理论参考。     

多情景土地利用变化下武汉城市圈生态系统服务权衡协同研究

基于多目标情景模拟土地利用格局,定量评估生态系统服务权衡协同关系及总体发展趋势,有助于生态系统服务管理策略的制定,从而提升区域生态和人居环境质量。本研究以武汉城市圈为例,借助GIS(地理信息系统)和InVEST模型对2005—2020年生态系统粮食供给、固碳、土壤保持、产水和氮保持进行定量评估,基于FLUS耦合模型模拟2035年自然发展、耕地保护和生态保护3种情景下生态系统服务,并评估其权衡协同关系。结果表明：2005—2020年武汉城市圈建设用地和水域分别增长1 126.59 km²和72.67 km²,耕地、林地、草地和未利用地分别减少1 019.56、125.62、14.77 km²和39.31 km²,耕地保护和生态保护情景下建设用地增长率远低于自然发展情景,建设用地扩张程度受到遏制;2005—2020年粮食供给、土壤保持、产水和氮保持服务能力增强,固碳服务能力下降;自然发展情景下产水服务最佳,耕地保护情景下氮保持和土壤保持服务能力显著下降,生态系统服务间权衡效应增强,生态保护情景下固碳、土...     

天然次生林碳储量生长模型与固碳能力驱动力研究

【目的】针对采伐干扰后天然恢复的次生林，建立其碳储量生长模型及对应的碳汇模型，分析不同因子对固碳能力的驱动作用，为固碳能力量化评价提供科学依据。【方法】基于吉林省第9次森林资源连续清查固定样地数据筛选出的111个采伐后形成的天然次生林样地数据，采用Richards理论生长方程，以样地平均木的碳储量为因变量，以样地平均年龄为自变量，通过对年龄分组和迭代算法建立碳储量分级生长模型，通过对碳储量分级生长模型中的年龄求导得到碳汇分级生长模型。采用决定系数(R²)和均方根误差(RMSE)评价模型拟合效果。以地理因子、地形因子、气候因子、土壤因子和林分因子为自变量，基于一般线性模型，引入定性和定量因子交互作用，分析固碳能力的驱动力。【结果】(1)天然次生林碳储量分级生长模型的R²为0.965 6,RMSE为2.61 kg，具有很好的拟合优度。(2)各个分级碳汇量最大的年龄分别为8、10、13、17和29年，以1 000株/hm²的密度计算，5年时间的阈值为1.84 t/hm²，到30年时增加到10.78 t/h...