陕西省森林植被碳储量、碳密度及其空间分布格局

采用森林植被生物量换算因子连续法,估算了2009年陕西省森林植被碳贮量和碳密度及其地理分布特征。结果表明:陕西省森林植被碳储量为19942.20万t,以栎类最大,占全省碳储量的58.13%。天然林是森林植被碳储量的主体,占全省碳储量的95.30%。陕西省森林植被碳密度为31.20t/hm2,以桦木最高,为45.92t/hm2。天然林的碳密度为36.23t/hm2,是人工林的4.57倍。陕西省森林植被碳储量主要分布在管辖区内涉及黄龙山、桥山、关山、秦岭和巴山林区的行政区,其中以汉中最大,占全省碳储量的26.16%。森林植被碳密度以西安最高,为45.58t/hm2,而处于陕西省最北部榆林的碳储量和碳密度最低。根据碳储量与碳密度的空间差异,陕西省应采取分区森林经营与管理措施,一方面通过科学抚育和管理提高现有自然林的碳汇能力,另一方面加强重点造林工程,扩大人工林覆盖面积,增加森林碳汇潜力,使陕西省森林在全球碳汇中发挥重要作用。     

内蒙古大兴安岭林区森林碳储量及其动态变化研究

基于内蒙古大兴安岭林区第四次至第六次复查期(1994-2008年)的森林资源数据,利用不同森林类型生物量和蓄积量之间的回归方程,估算大兴安岭林区森林生物量和碳储量,分析大兴安岭林区森林碳储量和碳密度变化规律。结果表明:在近15年间,大兴安岭林区森林面积呈持续增长的趋势,此期间森林碳储量也呈逐渐增加的趋势,其值变化规律为350.052 TgC(第六次复查)>330.468 TgC(第五次复查)>285.431 TgC(第四次复查)。不同复查期的森林碳密度变化规律为第六次复查>第四次复查>第五复查。从林龄方面来看,三次复查期内,森林碳储量变化规律为中龄林>成熟林>近熟林>过熟林>幼龄林,碳密度的变化规律为过熟林>成熟林>近熟林>中龄林>幼龄林。落叶松林和桦木林是大兴安岭林区的主要森林类型,在15年复查期内,落叶松林和桦木林面积、生物量和碳储量均呈逐渐增加的趋势,其中落叶松林的贡献率最大。     

山西太岳山不同林分土壤有机碳储量研究

基于山西太岳山系灵空山景区侧柏林、油松林、辽东栎林、辽东栎和油松混交林4种林分调查,通过密集采样和样品分析研究不同林分土壤不同层次(0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-50cm、50-100cm)有机碳含量、有机碳密度和有机碳储量及分布特征。结果如下:山西太岳山森林平均1m土层土壤的有机碳储量一般不超过30g·kg-1,调查的四种林分在16.2g·kg-1到29.6g·kg-1;所调查的四种林分的土壤有机碳储量、碳密度随着土层深度递减,其中油松林、侧柏林、辽东栎林30cm以上土壤中有机碳储量占到100cm土层中有机碳储量的85%以上,表层土壤碳储量贡献大;阔叶林碳储量高于针叶林,混交林碳储量高于纯林,辽东栎油松针阔混交林土壤有机碳含量是油松林土壤碳含量的2.4倍,辽东栎林土壤碳储量大约分别是侧柏林、油松林的1.4和1.9倍。因此为增加森林土壤固碳,建议使用混交林并减少人类活动对森林表土层的干扰和破坏。     

内蒙古温带草地植被的碳储量

草地生态系统在全球碳循环中起着极为重要的作用。大部分草地碳储存在地下,但是实测数据十分匮乏,因此准确估算温带草地植被碳储量对评价草地生态系统碳循环具有重要意义。作为一个区域性资料积累工作,作者对内蒙古温带草地的碳储量进行了大范围的实测研究,以估算该地区草地植被的碳储量。主要结果如下:(1)内蒙古温带草地总面积为58.46×106hm2,总植被碳储量为226.0±13.27Tg C(1 Tg=1012g),平均碳密度为3.44Mg C.hm-2;(2)地下根系储存的碳是地上碳储量的6倍左右,地上、地下生物量碳储量分别为33.22±1.75和193.88±12.6 Tg C,平均碳密度分别是0.51和2.96 MgC.hm-2;(3)不同草地类型的碳储量差异较大,典型草原最大(113.25 Tg C),占草地总碳储量的50%,其次是草甸和草甸草原,荒漠草原碳储量最低(15.37 Tg C)。     

天山云杉林碳储量研究

以南山林场为例,对天山云杉林碳储量进行研究。结果表明:南山林场的总碳储量为332664.4305t,碳密度为59.5492 tC/hm2,高于全国的平均水平;针叶林碳储量占全林场碳储量的96.16%,而天山云杉的碳储量就占全林场的95.67%;成龄林的碳储量占全林场的95.09%;由此说明天山云杉是该林区碳储量的主要来源,但该林区正处于碳积累速率下降的成熟阶段,要加大对成熟林中幼树更新以及幼龄林的人工抚育的力度。以确保在森林碳储量急剧下降时,幼龄林已成长起来,使该林区的碳储量处于较稳定的状态。     

克拉玛依人工杨树(Populus)林碳汇功能研究

近年来,我国人工林面积不断增加,人工林在我国陆地森林生态系统碳收支中的作用越来越大。以克拉玛依人工杨树林和荒漠灌木林为研究对象,通过样地调查,对生物量及碳储量、碳密度、碳汇功能等进行了估算。通过实测数据及模型分析,得出以下基本结论:1该人工杨树林单位面积生物量平均为51.30 t·hm-2;碳密度平均为24.59 t·hm-2,碳储量为73 715.41 t,说明其发挥着一定的碳汇作用。2与荒漠环境下灌木林对比结果表明,克拉玛依人工杨树林单位面积生物量增加了50.56 t·hm-2,碳密度增加了24.26 t·hm-2,碳储量增加了72 726.14 t,表明在干旱区荒漠环境下通过造林来增加区域陆地植被碳汇,进而达到碳减排的目的是可行的。     

黄土高原不同土壤类型有机碳密度与储量特征

土壤有机质的理化特性是黄土高原地区水土保持及生态修复的重要物质基础,充分了解黄土高原区不同土壤类型的有机碳密度与储量,对生态建设具有重要的实际意义。利用第二次全国土壤普查数据,对黄土高原不同土壤类型0～20 cm表层土体有机碳密度及储量进行估算,并分析两者的空间特征。结果表明：黄土高原区土壤有机碳密度加权平均值为2.00 kg·m-2,棕壤碳密度值最高,为15.56 kg·m-2,风沙土最低,仅为0.24 kg· m-2,空间上呈中间低四周高的分布格局。黄土高原地区总碳储量为1 239.85 Tg（1 Tg=1012 g）,灰褐土及黄绵土碳储量较高,两者占总体的46.86%,灰漠土、冻漠土、碱土较低,总量仅占0.17%,空间上呈由西北向东南递增的分布规律。黄绵土、风沙土在黄土高原区分布较广,但两者碳密度较低。因此,在今后的生态修复措施中,提高两者有机碳含量十分关键。     

黄土高原表土有机碳和无机碳的空间分布及碳储量

选取位于干旱-半干旱区的黄土高原陕西境内表土样品为研究对象,对其有机碳(Soil organiccarbon,简称SOC)和无机碳的空间分布及陕西省碳储量进行初步研究。结果表明:黄土高原陕西境内有机碳和无机碳的平均值分别为5.41g/kg和17.04g/kg,有机碳的空间分布是自北向南呈现出增加的趋势,这也与所处环境相符,无机碳的空间分布特征沿着纬度呈现自北向南逐渐增加的趋势,特别是北纬36o以北;将每一区域内CaCO3含量的平均值与相对区域的降雨量和温度分别进行一元线性拟合,其拟合系数分别为R=0.338和0.182,碳酸盐含量与降雨量和温度的相关性并不显著。陕西省表土有机碳和无机碳储量分别为0.272Pg和0.856Pg,无机碳储量远大于有机碳储量,这与其所处干旱环境有关。     

基于BIOME-BGC模型的新疆牧区生态系统碳动态模拟

干旱区生态系统对气候变化的响应复杂而敏感。牧区由于放牧效应的存在以及人为因素的频繁扰动,生态环境极为脆弱,加之实测数据的稀缺,很难对旱地牧区碳动态时空格局形成完整准确的认识。基于修正的Biome-BGC放牧模型,文中评估了新疆牧区1981-2007年间多种情景模式下的碳动态格局。结果表明:新疆牧区总体上表现为碳汇,27年间共固持59Tg(1Tg=1012g)C,其中VEGC(植被碳)和SOC(土壤碳)占比相当,分别占总固持量的43.04%、43.08%;放牧导致20.58Tg C的流失,而CO2施肥效应则导致了64.29Tg C的固定,气候变化导致的碳失汇量为9.52Tg。80年代中期牧区VEGC存在显著下降过程,可能与这段时期的持续干旱有关,但SOC受此影响较小,研究描绘了旱地碳动态时空格局,为后续研究提供数据支持。     

农牧交错带玉米农田生态系统碳储量变化特征及分布格局

农田生态系统碳储量变化是陆地碳循环和全球气候变化研究中的一个重要问题。选取我国北方典型农牧交错区当地主要作物玉米为研究对象,对该地区在传统深耕覆膜种植方式下不同时期（翻耕后、幼苗期、成熟期、次年翻耕前）的玉米农田生态系统碳储量及分布格局进行研究。结果表明：在该地区传统耕作方式下玉米农田生态系统地上碳储量显著大于地下碳储量,而土壤碳密度随着土层加深变化规律不明显;单株玉米平均碳含率为43．3％,除根系外,玉米叶片、茎秆有机碳含率变化规律表现为幼苗期＞收获期;单株玉米碳储量为收获期＞幼苗期;玉米农田生态系统土壤碳密度为收获期＞幼苗期＞次年翻耕前＞翻耕后,土壤碳密度在翻耕后较其他时期显著降低（P＜0．05）;农田生态系统总碳密度与土壤碳密度变化规律一致。玉米农田生态系统经过一个完整的作物生长季后土壤碳密度在次年翻耕前较前一年翻耕后增加了13415 kg?hm －2;而作物的碳密度在收获期高达10974．8 kg?hm －2。由此可见,玉米农田生态系统对大气有明显的固碳减排作用,其“碳汇”能力较强。     

内蒙古碳汇资源估算与碳汇产业发展潜力分析

《京都议定书》的签署,使碳汇成为一种稀缺资源并引起了高度的重视。有前瞻性的国家和地区应该认识到发展碳汇产业的前景。文中定义了碳汇产业的概念,分别采用森林蓄积量扩展法、碳密度方法、李克让和T.O.West的提出的方法对内蒙古的森林、草地、农田碳汇资源进行了估算,2003年为172049.1万t,2009年为180948.2万t。对内蒙古碳汇产业发展进行了潜力分析,并提出了具体的发展对策和建议。     

内蒙古自治区森林碳储量及其动态变化

利用内蒙古森林资源清查资料,依据不同森林类型生物量和蓄积量之间的回归方程,估算了内蒙古自治区不同时段的森林生物量和碳储量,并分析其动态变化特征。结果表明：在1977-2003年间内蒙古森林面积由1.10×10^7hm^2增加到1.61×10^7hm^2,每年森林面积平均增长率为1.85%;森林碳储量由378.86TgC...     

基于LMDI模型的东北地区农业碳排放测度与分解

通过对东北三省的农业碳排放进行测度,并基于LMDI(对数平均迪氏分解)模型将其分解为碳排放强度、农业收入、就业结构与人口总量四种驱动效应。研究结果:(1)从东北地区的农业碳排放总量来看,1996—2013年间黑龙江、吉林和辽宁三省的农业碳排放呈现逐年上升的趋势,分别增加了0.72、0.63倍和0.52倍,年平均增长率分别为3.23%、2.92%和2.51%,黑龙江碳排放总量和增速最大;(2)从东北地区农业碳排放的内部结构来看,农用资本与农地利用带来的碳排放是东北地区的主要碳源,占比58.65%,其次是牲畜养殖碳排放,占比22.59%;(3)碳排放强度效应对农业碳排放的影响为负,且表现出黑龙江辽宁吉林的特征;1996—2013年间,农业收入效应推动黑龙江、吉林和辽宁的农业碳排放分别增加了1480.57、883.17万t和839.10万t;就业结构效应对黑龙江和辽宁的农业碳排放有正向影响,但对吉林则呈现显著的负向作用;人口总量效应对农业碳排放总量的影响均为正,驱动辽宁的农业碳排放增加了51.02万t。     

不同覆盖措施对塿土碳氮及水分的影响

通过田间试验,研究了陕西关中塿土区地膜覆盖和秸秆覆盖对表层土壤有机碳、全氮和微生物量碳氮,以及0~200 cm土壤剖面水分及硝态氮分布的影响。结果表明:与不覆盖(NM)相比,白色全膜覆盖(WF)、黑色全膜覆盖(BF)和秸秆覆盖(SM)的表层土壤有机碳分别降低了19.8%、26.3%和20.9%,土壤全氮也分别降低了4.8%、9.6%和10.6%。与NM相比,覆盖处理(WF、BF和SM)可以提高表层(0~20 cm)土壤硝态氮的含量,增加0~40 cm土层的硝态氮累积量(BF的差异不显著),降低40~120 cm土层的硝态氮累积量,但120~200 cm土层的硝态氮累积量差异不显著。SM和BF显著降低0~200 cm土层的硝态氮总累积量,而WF没有显著差异。与NM相比,地膜覆盖(WF和BF)和秸秆覆盖(SM)均可以提高表层0~40 cm土壤水分含量和储水量,但SM的效果低于地膜覆盖;WF可以降低深层土壤水分含量和储水量,而SM和BF与NM无显著差异。0~200 cm土层的总储水量,SM显著高于NM,而地膜覆盖则与NM无显著差异。各覆盖处理均显著降低了表层土壤微生物碳(MBC)和微生物氮(MBN)的含量,与NM相比,MBC分别降低了27.4%、55.4%和66.5%,MBN分别降低了4.6%、4.8%和6.8%。地膜覆盖(WF和BF)和秸秆覆盖(SM)均能够加速土壤有机碳的矿化分解,降低土壤微生物,减少土壤硝态氮的深层淋溶,其对塿土碳氮和水分的长期影响值得进一步研究关注。     

甘肃省土壤有机碳储量及空间分布

根据甘肃省第二次土壤普查所得的37个土壤类型、281个典型土壤剖面的理化性质和土壤各类型分布面积,以及1:300万甘肃省纸质土壤图,利用土壤类型法估算了甘肃省土壤有机碳的储量,并借助M ap-G IS软件分析了土壤碳密度的空间分布规律。结果表明:甘肃省土壤有机碳含量约为39.87×108t,占全国储量的4.47%;其中有机碳储量占前5位的土壤类型为亚高山草甸土、高山草甸土、褐土、灰褐土、亚高山草原土,五者之和占全省总储量的39.67%;另外,甘肃省土壤有机碳密度较高,土壤平均碳密度为17.62kg.m-2,高于全国平均水平9.60kg.m-2;泥炭土的有机碳密度最大,高达208.53kg.m-2;粗骨土的碳密度含量最低,为0.73kg.m-2,全省的土壤有机碳密度主要在0~15kg.m-2范围内变动。     

近20年新疆农田生态系统碳足迹时空变化

利用1994—2013年新疆农田生产投入和农作物产量等数据,采用碳排放系数法估算了新疆农田生态系统的碳排放量、碳吸收量及碳足迹的变化动态以及在各县市的空间分布特征。结果表明:新疆农田生态系统的碳排量从1994年的179.46万t增长到2013年的474.15万t;不同年份农业碳排放均主要源于化肥使用量的增加和不科学的灌溉方式,其最大贡献率分别为40.02%和41.56%;农田生态系统的碳吸收量20年间增加了2185.04万t,棉花对新疆农田生态系统的碳吸收量贡献最大,多年平均贡献率达47%;新疆农田生态系统的碳排放量、碳吸收量区域主要集中在南疆的县市并呈现出沿天山对称的趋势;1994—2013年,农田生态系统碳足迹呈现快速增长态势,从1994年的2 732.63×104C·hm-2·a-1增加至2013年的4 474.89×104C·hm-2·a-1,碳足迹增加了283.59×104C·hm-2·a-1,表明新疆农田生态系统存在碳生态盈余的现象,种植结构生态效益指数大于1的年份为11个,种植结构的调整迫在眉睫。     

中国非能源利用的CO_2储存和释放研究

矿物燃料在非能源利用过程中的碳储存和释放是一个值得研究的问题。介绍了计算非能源利用的CO2储存和释放的IPCC方法和物流分析法。运用IPCC方法和基于物流分析原理的NEAT模型计算了中国1993-1999年的非能源利用的CO2储存和释放情况。结果表明,中国非能源利用的CO2储存和释放量不断增加。遵循IPCC原则,CO2储存量由1993年的0.897亿吨增加到1999年的1.295亿吨,占中国CO2排放量的3.31%~4.56%;由NEAT模型计算的结果与运用IPCC方法计算的结果差别显著,按照消费者原则,CO2储存量由1993年的0.442亿吨增加到1999年的1.074亿吨,占中国CO2排放量的1.66%~3.52%。因此,按照NEAT计算,中国的CO2排放量在1993-1999年间比按照IPCC原则计算的结果高1.04%~1.65%,其中,1999年约增加0.72%,2214.6万吨。最后对计算结果的误差进行了讨论。