中国森林生态系统植被碳储量时空动态变化研究

森林是陆地生态系统的主体, 在全球碳循环中起着十分重要的作用。本文利用20 世纪70 年代以来的六次森林清查资料, 结合森林生物量实测数据, 采用分树种、分龄组的生物量—蓄积 拟合关系, 估算了中国20 世纪70 年代以来森林植被碳储量的动态变化。结果表明: 我国六次森 林资源清查中森林的植被总碳储量分别为3.8488PgC、3.6960PgC、3.759PgC、4.1138PgC、 4.6563PgC 和5.5064PgC, 虽然存在一定的波动现象, 但总体增长趋势明显, 尤其是80 年代以来, 植被碳储量净增加1.8104PgC, 平均每年以0.0823PgC 的速率增加, 这表明80 年代以来我国森林 植被一直起着明显的CO₂ 汇的作用。从碳密度的变化看, 70 年代以来我国森林植被平均碳密度 增长了3.001Mgha ^-1, 其中幼龄林与中龄林碳密度分别增长5.2871Mgha ^-1 和0.6022 Mgha ^{-1<,sup>, 而成 熟林碳密度却降低了0.7581Mgha -1, 可见中国森林植被的碳汇功能主要来自于人工林的贡献, 而 且随着幼龄林、中龄林碳储量和碳密度的增长, 中国森林植被的碳汇功能将进一步增强。我国森 林植被碳储量和碳密度空间差异显著, 森林植被碳库主要集中于东北和西南地区, 平均碳密度以 西南、东北以及西北地区为大, 中国森林植被碳储量和碳密度的这种空间分布规律与人类活动对 森林的干扰强度密切相关。}     

河南森林植被的碳储量研究

利用2003年河南省森林资源清查资料,建立不同优势树种生物量与蓄积量之间的回归方程,对河南省森林的碳储量进行了推算.结果表明:河南省森林的总碳储量为4673.43万tC;阔叶林碳储量占全省森林总碳储量的89.5%,栎类和杨树2个树种占全省阔叶林总碳储量的72.3%;幼、中龄林的碳储量占全省森林总碳储量的79.5%;全省森林平均碳密度为23.64tC/hm2.     

基于FORCCHN的未来东北森林生态系统碳储量模拟

以东北森林为研究对象,应用中国森林生态系统碳收支模型FORCCHN,模拟该区森林生态系统碳储量未来可能的时空变化。结果表明: 2003~2049年东北森林生态系统可能仍将具有明显碳汇功能,但强度呈下降趋势;土壤碳储量的变化趋势是从增长到饱和然后逐渐降低的过程,植被碳储量则基本上随时间变化呈逐渐增长趋势。空间上,该区土壤碳储量都有不同程度增加或降低,但植被碳储量都在不同程度的增加;土壤碳储量可能在植被碳储量之前得到饱和,因而东北森林生态系统碳吸收能力的降低主要是由土壤碳储量的减少造成的,而植被碳的增加将会在一定时间内减缓这一过程。     

省尺度森林植被碳储量空间分布模拟不确定性分析——以江西省为例（英文）

Forest vegetation carbon patterns are significant for evaluating carbon emission and accumulation. Many methods were used to simulate patterns of forest vegetation carbon stock in previous studies, however, uncertainty apparently existed between results of different methods, even estimates of same method in different studies. Three previous methods, including Atmosphere-vegetation interaction model 2(AVIM2), Kriging, Satellite-data Based Approach(SBA), and a new method, High Accuracy Surface Modeling(HASM), were used to simulate forest vegetation carbon stock patterns in Jiangxi Province in China. Cross-validation was used to evaluate methods. The uncertainty and applicability of the four methods on provincial scale were analyzed and discussed. The results showed that HASM had the highest accuracy, which improved by 50.66%, 33.37% and 28.58%, compared with AVIM2, Kriging and SBA, respectively. Uncertainty of simulation of forest biomass carbon stock was mainly derived from modeling error, sampling error and statistical error of forest area. Total forest carbon stock, carbon density and forest area of Jiangxi were 288.62 Tg, 3.06 kg/m~2 and 94.32×109 m~2 simulated by HASM, respectively.     

基于改进HASM方法的中国日照百分率的模拟

日照百分率作为研究日照时数及太阳辐射等的重要因素之一,其模拟结果的好坏,直接关系到相关领域的研究应用。而高精度曲面建模方法（HASM）是近几年发展起来的用于生态建模的高精度曲面模拟方法。首先对现有的HASM进行改进,给出建立在完整理论基础之上、精度更高的曲面建模方法,并记为HASM.MOD;以高斯合成曲面为数值试验对象,验证HASM与HASM.MOD的模拟精度;最后,根据全国1951-2010 年752 个气象站点的月平均日照百分率数据,运用HASM.MOD研究近60 年月平均日照百分率的分布状况,同时比较了HASM.MOD、HASM、Kriging 和IDW法的插值精度。数值试验和实例验证结果表明,HASM.MOD的模拟精度最高。用该方法所提供的日照百分率数据可作为基础地理数据供相关研究应用。     

东莞主要森林群落凋落物碳储量及其空间分布

基于2 km×2 km的UTM网格对东莞市不同的森林群落类型进行了详细调查,以研究森林凋落物的碳储量及其空间分布.研究结果表明,天然林凋落物碳储量显著高于人工林;不同森林类型的凋落物碳储量之间差异极显著,其碳密度大小依次为:湿地松-阔叶混交林>相思林>马尾松-杉木林>荷木林>桉树林>杉木-阔叶混交林>马尾松-阔叶混交林>荔枝-龙眼林>青皮竹林.针叶林的单位凋落物碳含量最大,占59%,大于阔叶林;相思林和荷木林单位凋落物碳含量仅次于马尾松-杉木针叶林.不同的经营措施对森林凋落物碳储量有显著的影响,经封山育林的林分凋落物碳储量最大.坡位对凋落物碳储量也有显著的影响,随着坡位的降低,森林凋落物现存量和碳密度随之降低.东莞市森林凋落物碳密度为4.25±0.15 t/hm2,凋落物碳储量总量为0.23±0.008 Mt.凋落物的碳储量动态直接关系到土壤碳储库,采取合适的经营措施,减少人为干扰造成的凋落物的流失,最终对于提高本地区森林生态系统碳库会有积极作用.     

中国陆地自然植被碳量空间分布特征探讨

陆地生态系统在全球碳循环动力学中的作用受到越来越多的注意。目前中国森林覆盖率为1392% , 到本世纪末全国森林覆盖率将达到15% , 对全球碳平衡具有重要作用。但是,由于我国碳循环的基础研究比较落后,致使我国陆地生态系统的碳储量和净第一性生产力 （NPP） 碳量还没有被准确确定, 而且陆地生态系统的碳通量估计存在较大差异。     

海南岛土壤有机碳空间分布特征及储量

利用2005年海南岛生态地球化学调查获得的8713件表层土壤和2197件深层土壤样品,计算分析海南岛土壤有机碳的空间分布特征,结果显示:0～20 cm、0～100 cm、0～180 cm 3个深度的土壤有机碳密度分别为2.86、9.48、13.72 kg/m2,与国内其他典型地区相比,几乎处于最低水平.区域土壤有机碳密度图显示,海南岛土壤有机碳的分布与地貌类型关系密切,高值区分布在山地、丘陵、火山岩台地等地区,其次是平原区,最低为滨海地区.统计显示,土地利用类型、土类不同,土壤有机碳密度差异明显,不同地类土壤有机碳密度:园地＞林地＞其他土地＞耕地,土壤有机碳主要贮存在林地和耕地中;不同土类土壤有机碳密度:黄壤＞赤红壤＞砖红壤＞水稻土＞燥红土,土壤有机碳主要贮存在砖红壤、赤红壤和水稻土中;0～180 cm土壤有机碳库储量为478.13 Mt.     

北京森林碳储量海拔梯度上的变化趋势(英文)

像北京这样的中国城市化地区的快速人口和GDP增长已经导致了来自化石燃料的大量CO2排放。森林被认为是最重要的碳汇,可以中和碳排放。本研究基于2009年森林清查数据和森林植被碳含量,采用生物量扩展因子(BEFs)方法评价了北京森林植被碳储量,利用森林凋落物与森林生物量的比例以及凋落物碳含量计算了凋落物碳储量,利用土壤厚度、容重和SOM含量计算了土壤碳储量。我们总结得出,阔叶林是北京森林主要碳库,森林碳储量主要分布在海拔60m的平原地区和60-600m的低山地区。北京森林碳密度几乎随着海拔增加而增加,但是在海拔200-400m地区略有下降,其中植被碳密度在60m的平原地区相对较高,这主要是由于碳密度较高的杨树和落叶松人工林的比例较高以及灌溉、施肥等促进植物碳累积的人工管理措施较多;森林土壤碳密度几乎随着海拔增加而增加,这主要是由于土壤碳输出随着海拔增加而逐渐下降,因为林下种植、灌溉和施肥加速了低海拔地区的土壤异氧呼吸但随着海拔增加而下降,同时海拔200-800m的低山地区常见的土壤侵蚀也会随着林下种植等干扰措施的减少而下降。本研究可以为区域森林生态系统管理者提供保护森林生态系统和改善森林碳储量提供科学知识。     

中国泥炭地有机碳储量分区

在全国泥炭资源调查的基础上(1983～1985年),结合中国科学院东北地理与农业生态研究所与有关单位多年来在全国各地泥炭调查的成果,根据泥炭的蕴藏形式、泥炭地有机碳的丰富度、泥炭地有机碳集中分布区的地貌单元和区域位置,将泥炭地有机碳按照埋藏类型和储量划分成3类(埋藏类、裸露类和裸露与埋藏兼有类)、5型(极丰富型、丰富型、较丰富型、贫乏型和极贫乏型)和31个分布区。中国泥炭地的蕴藏类型主要为裸露类,主要分布在青藏高原东部的若尔盖高原以及东北地区的山地丘陵,包括5型12个分布区;其次是埋藏类,主要分布在长江中下游平原以及沿海平原,包括4型14个分布区;裸露与埋藏兼有类泥炭地主要分布在云贵高原、晋北张北地区,仅包括4型5个分布区。     

Combining LPJ-GUESS and HASM to simulate the spatial distribution of forest vegetation carbon stock in China简

It is very important in accurately estimating the forests＇ carbon stock and spatial distribution in the regional scale because they possess a great rate in the carbon stock of the terrestrial ecosystem. Yet the current estimation of forest carbon stock in the regional scale mainly depends on the forest inventory data, and the whole process consumes too much labor, money and time. And meanwhile it has many negative influences on the forest carbon storage updating. In order to figure out these problems, this paper, based on High Accuracy Surface Modeling （HASM）, proposes a forest vegetation carbon storage simulation method. This new method employs the output of LPJ-GUESS model as initial values of HASM and uses the inventory data as sample points of HASM to simulate the distribution of forest carbon storage in China. This study also adopts the seventh forest resources statistics of China as the data source to generate sample points, and it also works as the simulation accuracy test. The HASM simulation shows that the total forest carbon storage of China is 9.2405 Pg, while the calculated value based on forest resources statistics are 7.8115 Pg. The forest resources statistics is taken based on a forest canopy closure, and the result of HASM is much more suitable to the real forest carbon storage. The simulation result also indicates that the southwestern mountain region and the northeastern forests are the important forest carbon reservoirs in China, and they account for 39.82% and 20.46% of the country＇s total forest vegetation carbon stock respectively. Compared with the former value （1975-1995）, it mani- fests that the carbon storage of the two regions do increase clearly. The results of this re- search show that the large-scale reforestation in the last decades in China attains a signifi- cant carbon sink.     

中国农田土壤有机碳贮量变化预测

基于遥感反演的1988年与2000年土地利用数据、土地动态模拟系统(DLS)模拟的2012年与2020年全国栅格尺度的耕地分布数据及我国农业综合区划结果,应用CENTURY模型估算了中国1988~2020年农田土壤有机碳贮量时空变化规律,分析了1988~2000年、2000~2012年与2012~2020年三个时段中国农田土壤有机碳贮量变化情况。研究结果表明,1988~2000年全国大部分地区的农田土壤有机碳贮量呈增长态势;而2000~2012年全国农田土壤有机碳贮量将出现一定幅度的下降;2012~2020年间,虽然全国范围内的农田土壤有机碳贮量仍表现为下降趋势,但下降幅度较2000~2012年间显著减少。研究结果还表明,我国九大农业生态区的农田土壤有机碳贮量变化具有显著的时空分异特征。     

Spatial distribution and carbon stock of the Saxaul vegetation of the winter-cold deserts of Middle Asia

Carbon stocks and carbon accumulation in the earth's drylands have gained increasing attention. The winter-cold deserts of Middle Asia, i.e. in Kazakhstan, Uzbekistan, and Turkmenistan, cover an area of 2.5 million km². Within these deserts, the two Saxaul species White Saxaul (Haloxylon persicum Bunge ex Boiss. & Buhse) and Black Saxaul (Haloxylon aphyllum (Minkw.) Iljin) are dominant woody species with a potential distribution area of about 500,000 km². From the 1950s until today, the Saxaul vegetation has been degraded through logging and over-grazing. In this paper, we estimate the current and potential living above ground and below ground biomass of the Saxaul vegetation and its carbon stock. The living above ground biomass ranges between 1.5 t/ha and 3 t/ha. The potential carbon stocks above ground and below ground amount to 29.4–52.1 million t and 22–81.4 million t, respectively. Today, only 11%–28% of the potential biomass and carbon stock have remained. The carbon stock of the Saxaul vegetation is low compared to other ecosystems of the earth, but restoration and conservation of Saxaul vegetation is one way to sequester carbon through vegetation for Uzbekistan and Turkmenistan, which do not have much other woody vegetation.     

Imbalance of inter-provincial forest carbon sequestration rate from 2010 to 2060 in China and its regulation strategy

Forest ecosystem, as a predominant component of terrestrial ecosystems in view of carbon sinks, has a high potential for carbon sequestration. Accurately estimating the carbon sequestration rate in forest ecosystems at provincial level, is a prerequisite and basis for scientifically formulating the technical approaches of carbon neutrality and the associated regulatory policies in China. However, few researches on future carbon sequestration rates(CSRs) for Chinese forest ecosystems for provinci...     

2010—2060年中国森林生态系统固碳速率省际不平衡性及调控策略

森林生态系统具有很高的固碳潜力,是陆地碳汇的主体。准确估算各省（自治区）森林生态系统固碳速率,是科学制定碳中和技术路线及相应调控政策的重要依据。然而,目前有关中国不同省份森林生态系统未来固碳潜力的研究非常罕见。利用中国森林生态系统固碳模型（FCS）并结合3种未来气候情景（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）,定量评估了2010—2060年间各省现存森林生态系统的固碳速率。研究发现：中国区域内各省的森林生态系统固碳速率介于0.01~36.74 Tg C/a,平均值为(10.09±0.43) Tg C/a。省际间森林固碳速率存在非常大的差异,其中东部地区各省的单位面积固碳速率大于西部地区;但考虑到单位GDP固碳速率和人均固碳速率后则表现为西部地区明显更大。此外,各省人均碳固存速率与其人均GDP之间存在显著负相关关系。因此,省际间森林生态系统固碳速率存在明显的区域不均衡性,要真正地持续实现其碳汇潜力需要在技术和政策层面做出重大调整。结合中国贫困区与高生态碳汇区的重叠,不能仅仅依靠传统碳贸易,亟需研究制定符合中国特色的“区域碳补偿”措施,在保障区域协调发展的基础上使西部或不发达地区民众能自愿/自觉加强对森林的保护、保持甚至提升森林碳汇,使森林在实现碳中和战略中发挥更大作用。     

基于森林详查与遥感数据降尺度技术估算中国林龄的空间分布

森林的林龄结构及空间分布是评估区域尺度森林生态系统碳汇潜力的重要参数.以第五次全国森林详查获取的省级优势树种的平均林龄及分布面积为基础,以同期生长季节的NOAA/AVHRR NDVI遥感数据为辅助,在空间降尺度统计技术的支持下,得出了全国8km分辨率下的森林林龄的定量分布.结果表明:中国林龄在空间分布具有很大异质性.东...     

中国森林生态系统能值与服务功能价值的关系

本研究利用1901-2009 年全球温度和降水数据以及全国1266 块森林样地主要森林类型数据作为基础数据,应用能值理论和生态系统服务功能理论,建立了中国森林能值与服务功能价值之间的函数关系,并且研究了1990 年和2009 年中国森林服务功能价值密度的变化。结果表明：应用函数关系模拟1994 年中国森林生态系统服务功能价值的结果与Costanza 评估结果在空间分布上具有较高的一致性。2009 年全国有林地栅格数目比1990 年增长14.02%,其平均森林生态系统服务功能价值密度增加了54.46 USD/hm²。北京、上海、江苏、天津、河北平均森林生态系统服务功能价值密度分别降低了86.87%、85.45%、81.99%、46.48%和23.07%。河南、湖南、吉林、江西、黑龙江和浙江平均森林生态系统服务功能价值密度分别下降了71.35%、58.65%、52.70%、34.56%、23.36%和22.03%。广西、西藏、甘肃、内蒙古、四川、云南、宁夏森林破坏也比较明显,这些省份的平均森林生态系统服务功能价值密度下降了2.89%~22.36%。根据全国第四次和第七次森林清查报告显示,近年来我国森林面积持续增加。但研究结果显示很多省份的森林生态系统服务功能价值密度仍然降低,这说明森林生态系统仍然没有完全恢复。中国森林生态系统服务功能普遍低于全球森林生态系统服务功能值的平均水平,说明我国森林生态环境并不理想,人类活动对生态系统产生巨大的负面影响。