森林植被碳储量研究综述与展望

厘清森林植被碳储量研究过程,在探析国内外森林碳储量研究内容和方向的基础之上,揭示森林碳储量发展过程中存在的问题和制约因素。通过梳理国内外相关研究文献,结果表明,国内外研究进程基本相似,即先研究生物量,随后探析森林碳储量估算方法、含碳率测定,最后落实到森林碳储量的应用层面,国外碳储量研究中技术应用先进于国内。在详实梳理国内外研究进展和现状的基础上,提出新的发展方向,以期为森林经营管理和森林碳储量计量精度的提高提供理论依据。     

三亚地区芒果园生态系统碳储量及其分布特征

[目的]研究三韭地区芒果园生态系统各组分的生物量、碳含量、碳储量及其分布特征。[方法]分别应用平均木法、样方收获法和分层取样法采样,并测定芒果园生态系统乔木层、草本及凋落物层和土壤层生物量及碳含量,计算其碳储量。[结果]三亚地区芒果园生态系统总碳储量为91．72t／hm2,其中乔木层、草本及凋落物层和土壤层碳储量分别为16．17、0．95和74．60t／hm2,分别占总碳储量的17．63％、1．04％和81．33％;乔木层各器官碳储量大小为树叶〉树枝〉树根〉树干〉果实;随土壤层深度的增加,碳储量逐渐降低。[结论]三亚地区芒果园生态系统固碳潜力较大;系统碳储量主要位于土壤层,乔木层碳储量以树叶和树枝较多,草本及凋落物层碳储量较低。     

柳州市马尾松、杉木、桉树人工林碳储量及其分配

对广西柳州市杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)和桉树(Eucalyptus sp.)人工林生态系统碳含量、碳储量进行了研究,结果表明:不同发育阶段马尾松、杉木、桉树人工林林下植被含碳率变化幅度为40.06％～47.71％,枯落物含碳率为35.81％～44.71％.0～～60 cm土层含碳率变化幅度为0.32％～ 1.26％,0～20 cm土层含碳率表现为杉木＞马尾松＞桉树.马尾松、杉木、桉树人工林生态系统碳储量分别为180.7、124.8、68.5 t/hm2,马尾松和桉树人工林生态系统碳储量均表现为随林龄的增加而增加.马尾松、杉木、桉树人工林乔木碳储量分别为122.54、54.8、32.29 t/hm2,分别占其总碳储量的67.8％、43.91％、49.01％.马尾松、杉木、桉树人工林下植被碳储量表现为马尾松＞桉树＞杉木.马尾松、杉木、桉树人工林枯落物碳储量分别占其总碳储量的3.21％、3.73％、5.11％.马尾松、杉木、桉树人工林土壤碳储量分别为54.06、67.33、41.22 t/hm2,0～20 cm土层碳储量成为土壤的主体,马尾松0～.20 cm土层碳储量占其土壤总碳储量的48.6％,杉木占44.7％,桉树为41.37％.     

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。     

北京松山自然保护区次生林主要乔木地上碳储量及其分布

以松山自然保护区次生林为主要研究对象,采用2007年松山自然保护区国家重点生态公益林的17个标准地的调查数据,就其中7种主要乔木（DBH〉14cm）的地上碳储量及其伴随径级的分布特征进行了研究。结果显示：①地上碳储量大小排列为蒙古栎（35714．7158kg／hm2）〉油松（30008．8550kg／hm2）〉山杨（24376．7789kg／hm2）〉桦树（17620．6612kg／hm2）〉五角枫（7985．4425kg／hm2）〉椴树（5284．8026kg／hm2）〉核桃楸（3448．3767kg／hm2）;②在地上碳储量径阶分布方面,蒙古栎、山杨、油松、桦树区别于其他3种阔叶树,碳储量变化剧烈。     

北京市森林碳储量及其动态变化

利用全国森林资源清查资料,依据建立的不同森林类型生物量和蓄积量之间的回归方程,估算了北京市不同时段的森林生物量和碳储量,并分析其动态变化特点。结果表明:北京市森林碳储量由1988年的532万t增加到2003年的852万t,平均每年以4.00%的速率递增,这说明北京市森林起着碳汇作用。全市森林总碳储量中,阔叶林碳储量的贡献最大,其中,栎类、杨树占主导地位;全市森林碳储量中幼、中龄林所占比重大,而且不同森林类型及不同龄级的碳密度均呈减少趋势。因此,在实施各重点造林工程的同时加强对现有森林的抚育和管理,将会使北京市森林碳汇能力进一步提高。     

三亚地区莲雾果园生态系统碳 储量及其分布特征

分别应用平均木法、样方收获法和分层取样法采样并测定三亚地区莲雾果园生态系统乔木层、草本及凋 落物层和土壤层的生物量及碳含量,并探讨了莲雾果园生态系统各组分的碳储量及其分布特征。结果表明,三亚地 区莲雾果园生态系统总碳储量为76.87 t/hm2,其中乔木层、草本及凋落物层和土壤层碳储量分别为11.63、1.21、64.03 t/hm2,分别占总碳储量的15.13%、1.57%、83.30%;乔木层各器官碳储量大小为树枝>树根>树叶>树干>果实;土壤层 随深度的增加碳储量逐渐降低。总体而言,三亚地区莲雾果园生态系统固碳潜力较大且系统碳储量主要位于土壤 层,乔木层碳储量以树枝和树根较多,草本及凋落物层碳储量较低。     

广东樟树各器官含碳率及碳储量

以2012年广东省森林资源连续清查资源数据中樟树Cinnamomum camphora的分布为基础,按2,4,6,8,12,16,20,26,32和38 cm共10个径阶伐倒90株樟树样木,获取树干、树皮、树叶、树枝、树根各器官生物量及含碳率数据,采用加权平均和总碳储量计算方法,计算了90株单木的碳储量。结果表明:广东樟树平均含碳率为0.509 6;树皮含碳率显著低于其他各器官（P < 0.05）,树干、树叶、树枝、树根差异不显著;含碳率随年龄增加而增加,到近熟林和成熟林达到最高,到过熟林再下降;人工林的含碳率高于天然林;含碳率随着纬度增加而增加,随着海拔增加而降低;各器官碳储量在全树中的比例从大到小排列顺序为树干,树枝,树根,树皮,树叶;随着胸径增加树干碳储量比例变化的趋势先增加后下降,树皮碳储量比例前期稳定、后期下降,树叶、树根碳储量比例变化不大,树枝碳储量比例初期稳定、后期增加。拟合出樟树年龄（A）,胸径（D）和D2H（H为树高）的最优碳储量（C_t）模型依次为C_t=0.019 4A2.652 0,C_t=0.011 8D2.937 6,C_t=0.001 6（D2H）1.268 6,R2值依次为0.602 9,0.943 2,0.910 5;经交叉检验,模型拟合效果显著（P < 0.01）。以胸径和D2H为变量的樟树碳储量模型拟合效果优于以年龄为变量的模型,模型应用中应优先选择胸径和D2H为变量的模型进行碳储量估算,当胸径和D2H不易测量且年龄易知时,方可使用年龄为变量的碳储量模型进行估算。     

广西沙塘林场马尾松和杉木人工林的碳储量研究

【目的】量化广西沙塘林场马尾松(Pinus massoniana)和杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林碳储量,为评价其碳汇功能和可持续经营提供依据。【方法】 在广西沙塘林场选择处于中龄和成熟期的马尾松和杉木人工林,设置样地测算乔木、林下植被和枯落物的生物量,按20 cm分层挖取样地0～60 cm土层土样,最后依据有关方程,计算马尾松和杉木中龄和成熟人工林生态系统的含碳率和碳储量。【结果】 马尾松、杉木人工林林下植被含碳率变化于40.06%～45.23%, 枯落物含碳率为40.79%～46.06%,0～60 cm土层含碳率变化于0.34%～1.26%。马尾松和杉木人工林生态系统平均碳储量分别为168.36和128.08 t/hm²,其乔木层的平均碳储量分别为106.33和54.8 t/hm²,分别占总碳储量的63.15%和42.79%;土壤平均碳储量分别为54.96和67.33 t/hm²,其分别占总碳储量的32.64%和52.57%;其林下植被和枯落物平均碳储量分别占总碳储量的1.28%,1.02%和2.93%,3.63%。【结论】 马尾松人工林总碳储量以成熟林显著高于中龄林,杉木则以中龄林略高于成熟林;土壤和乔木层碳储量是马尾松和杉木人工林生态系统碳储量的主体部分,而林下植被和枯落物对碳储量的贡献较小。     

典型针阔混交林中山杨生物量和碳储量研究

以木兰林管局北沟林场内的典型的针阔混交-人工林的山杨为对象,经过5 a对标准地山杨等树种进行了调查研究,利用分层切割法对山杨生物量等进行测定。结果表明:1)混交林中山杨单株总生物量的变化范围是4.10～344.16 kg,其生物量各器官分配百分比为:干均值为63.03%(53.21%～69.14%),枝均值为11.40%(5.26%～18.12%),根均值为20.12%(16.69%～22.67%),叶均值为5.44%(3.42%～8.46%)。2)山杨树高、胸径与各器官生物量有较高的相关性,建立的山杨生物量最优模型为:W_干=干111.985D^{1.702; W_枝=}1702枝119.21(D^{2H)0.578; W_根=}20578根1/(0.000 012 1+0.001 91&#215;0.77^D); W_叶=叶1/(0.000 033 3+0.003 69&#215;0.815^D); W_全=全1 /( 0.000 002 5+0.000 003 7&#215;0.771^D )。3)山杨生物量的最优模型推算林分中山杨的总生物量为33 632.98 kg·hm^-2,碳储量为13 808.77 kg·hm^-2,各器官分别占总碳储量的60.06%(树干)、15.40%(树枝)、5.31%(树叶)、19.24%(树根)。林分碳储量分配情况为干>根>枝>叶。     

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。     

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）...     

百花山典型林分土壤有机碳储量及垂直分布特征

针对百花山落叶阔叶混交林、华北落叶松林、桦木林3种典型林分土壤有机碳储量及垂直分布特征进行研究。结果表明,不同林分类型下的土壤有机碳含量存在明显差异,桦木林最高(33.87g/kg±2.82g/kg),华北落叶松林次之(27.42g/kg±2.21g/kg),落叶阔叶混交林最低(26.24g/kg±1.91g/kg),桦木林土壤有机碳的密度为(26.06±1.88)kg/m2,落叶阔叶混交林为(19.81±1.70)kg/m2,华北落叶松林为(18.94±1.50)kg/m2,土层间有机碳密度为(1.57～7.22)kg/m2,且随着土层深度的增加呈现减少的趋势;不同林分中0～20cm土层有机碳储量占整个剖面有机碳总储量的百分比均达到50%以上,0～20cm土层有机碳含量变化总趋势为下坡位>中坡位>上坡位。     

马鞍山市城市森林碳储量及分布格局研究

应用遥感技术结合样地调查的方法,估算马鞍山市城市森林斑块的储碳及其分布的格局,研究区面积为340 km2。结果表明,城市森林生物量与从LandSAT5 TM(2010年7月)图像中提取归一化植被指数(NDVI)之间有很好的相关性,可用回归方程y=123.02x1.076 1来描述,同时分别建立了不同类型城市森林生物量与NDVI的关系,应用这些方程计算得出研究区中11 477.07 hm2的城市森林斑块的生物量计5.748×105t,碳储量2.874×105t;其中郊区水源涵养林和建成区市郊风景林总储碳1.496×105t,占全部储碳的52.0%;城市公园的树林储碳2.567×103t,占0.9%;行道树储碳3.530×103t,占1.2%;其他类储碳量1.317×105t,占45.8%。另外,从马鞍山市的NDVI分布推导出生物量的分布特点。     

宁夏贺兰山天然油松林碳储量和碳密度

以宁夏贺兰山天然油松林为研究对象,通过样地调查,并结合贺兰山自然保护区森林调查资料,对其生物量转换因子、碳储量和碳密度进行了估算,通过实测数据及模型分析,结果表明:贺兰山天然油松林生物量转换因子平均值为0.89;对各组分生物量与蓄积量关系进行了拟合分析,建立了各组分生物量蓄积量相关方程,地上生物量随蓄积的增加而增加,其...     

辽宁仙人洞典型林分森林土壤碳氮分布特征

以辽宁省仙人洞自然保护区内阔叶混交林、红松林、日本落叶松林、针阔混交林、赤松林以及栎类林6种典型林分为研究对象,分析了不同林分类型下土壤有机碳的含量、有机碳储量、全氮含量、碳氮比(C/N)及有机碳含量与全氮、速效磷、速效钾的相关关系。结果表明:随着土壤剖面深度的增加,不同林分的土壤有机碳、全氮含量逐渐降低,且不同土壤层次间呈现出显著性差异;不同林分土壤有机碳含量平均值为15.11~47.07 g/kg;不同林分土壤全氮含量为2.83~11.17 g/kg;不同林分的C/N为9.27~28.23,平均值大小为栎类林红松林赤松林日本落叶松阔叶混交林针阔混交林;不同林分0~50 cm土层的土壤有机碳储量大小为针阔混交林(230.64 t/hm~2)日本落叶松(210.46 t/hm~2)阔叶混交林(136.26 t/hm~2)赤松林(122.84 t/hm~2)红松林(97.84 t/hm~2)栎类林(68.55 t/hm~2);在0~10 cm土层,各个林分土壤有机碳含量与土壤全氮、速效磷、速效钾呈显著正相关(P0.05),在10~20 cm土层,各个林分土壤有机碳含量与土壤全氮、速效磷呈显著正相关(P0.05),土壤有机碳与速效钾不存在显著相关性。     

大边沟林场森林植被碳储量及其价值评价

近年来,碳汇项目的发展对全球温度变化、温室气体的排放至关重要,通过对森林碳储量的估算,计量森林固碳量对于准确估算碳汇价值具有十分重要的意义。基于此,根据蓄积量与生物量的关系,采用碳转换系数估算碳储量的方法,对辽东山区大边沟林场森林碳储量进行估算,并得出结论。     

皖南山区森林碳储量及其动态变化

基于全国第七次、第八次、第九次森林资源连续清查安徽省皖南山区的清查数据,运用生物量换算因子连续函数法,对皖南山区森林碳储量及其动态进行了估算。结果表明:皖南山区森林碳储量从2004年的4 491.01万t增加到2014年的6 223.13万t,年平均净增173.21万t,年平均净增率3.86%。乔木林占森林碳储量主导地位,比重不断提高,由2004年的74.99%增加到2014年的79.85%。乔木林中,中龄林碳储量、面积均占优势,幼幼龄、中幼龄、成熟林碳储量均增加,中龄林面积减少,幼龄林、成熟林面积增加,幼幼龄、中幼龄、成熟林碳密度总体呈增加态势。8个主要乔木树种的碳密度总体上呈增加趋势,杉木、阔叶混交林、马尾松、针阔混交林、栎类在乔木林中占优势,阔叶混交林碳储量和面积表现出显著增加,杉木、马尾松有所减少。总体来看,皖南山区森林碳汇发展水平仍然不高。因此,今后在增加森林面积的同时,仍需采取合理经营管理措施,促使森林质量和碳汇水平不断提高。     

嵊州市公益林生物量及碳储量

根据浙江省嵊州市公益林96个固定小斑监测数据,在推算不同森林群落类型(松林、杉木林、阔叶林、针阔混交林、毛竹林和灌木林6种群落类型)总生物量和单位生物量的基础上,对各森林群落类型的碳储量与碳密度进行了估算。结果表明,嵊州市公益林生物量现存总量为615.29×104t,单位生物量平均为102.54 t/hm2,其中松林群落的总生物量以及阔叶林群落的单位生物量最大,分别达到354.18×104t和121.15 t/hm2。嵊州市公益林碳储量总量为307.33×104t,碳密度平均为51.22 t/hm2,其中阔叶林群落的碳密度最大,达到了60.51 t/hm2。并在此基础上对嵊州市今后的公益林建设提出了建议。     

铁力木人工林生物量与碳储量及其分配特征

在样方调查和实测生物量的基础上,采用相对生长法对28年生铁力木人工林碳储量及其分配特征进行了研究。结果表明:铁力木各器官碳含量在452.4~524.5 g/kg之间,大小排序为:树叶树干树枝树根树皮;土壤碳含量以表土层最高,且随土层深度增加而降低;铁力木人工林乔木层生物量和碳储量分别为165.8和79.3 t/hm2, 分配顺序均为树干树枝树根树叶树皮;铁力木人工林生态系统生物量与碳储量分别为173.5和203.1 t/hm2,生物量的分配主要集中在乔木层(95.6%), 碳储量的分配顺序为土壤层(59.3%)乔木层(39.0%)地被层(1.7%);林下植被碳含量为地上部分地下部分,而生物量和碳储量的分配均为地上部分地下部分。