森林地下碳分配(TBCA)研究进展

森林地下碳分配(TBCA)是森林碳循环的重要通量,对森林碳吸存有十分重要作用.TBCA是森林生态系统GPP中一个最大的汇,可占GPP的21%～61%,土壤呼吸的2/3来自TBCA.目前国际上常用的TBCA测定方法为碳平衡法,在假定地下碳库处于稳定状态时,TB-CA可由土壤呼吸减去凋落物量获得,但该方法存在一系列问题.影响森林TBCA的因素有生产力、森林类型、树龄和森林演替阶段、土壤养分和水分有效性、林分密度和树种组成、气候变化因素等.TBCA中各个组成部分均较难以测定和量化,通常假定TBCA中根系呼吸与根系生产力各约占50%,而TBCA中菌根菌和根系分泌物的贡献则仍不清楚.有关TBCA各组分去向及影响机理的研究亦很少.TBCA未来的研究应致力于揭示TBCA的根本驱动因子和其对全球变化的响应机理,以及TBCA转化为土壤新碳的效率及控制因素;同时应提高TBCA测定方法的确定性,特别是应将碳同位素法、微根管法及碳平衡法三者相结合.     

全球森林固碳潜力巨大(英文)

森林是重要的陆地生态系统碳汇。1990–2007年间全球森林平均每年从大气中吸收固定2.4±0.4PgC,但对全球森林未来固碳量的评价多是基于气候因素的过程模型的模拟结果,很少有基于森林调查样地数据评价全球森林固碳潜力的研究。我们收集整理野外调查和已发表的成熟林生物量数据728条,建立全球成熟林生物量数据库。根据成熟林地上生物量碳储量空间插值,得到全球森林地上生物量碳容量,进而评估全球森林地上生物量的固碳潜力。结果显示:(1)全球成熟林地上生物量自赤道向两极整体呈递减趋势,但最大值出现在中纬度区;(2)气温和降水是影响成熟林地上生物量的重要因素;(3)全球森林地上生物量碳容量约为586.2±49.3PgC,其地上生物量固碳潜力为313.4PgC。因此,充分发挥现有森林的碳吸存能力,减少对现有森林碳库的干扰,是土地利用变化之外减缓温室气体排放的又一可选途径。     

福建南平35 a生楠木林生态系统碳库及分配

对福建省南平市安曹下35a生楠木林碳库及分配进行研究．结果表明,楠木林碳库为172．138t·hm^-2,其中乔木层碳库占楠木林碳库的40．14％,矿质土壤层碳库占55．99％,而林下植被层、枯枝落叶层、粗木质残体3个分室碳库所占比例之和不超过5％．楠木林的干材（干＋皮）碳库占乔木层碳库的71．14％,楠木林根系碳库占乔木层碳库21．93％,楠木林枝和叶碳库所占比例总和不超过5％．因此,楠木林碳库主要分配在乔木层和土壤层．     

福建南平35a生楠木林生态系统碳库及分配

对福建省南平市安曹下35a生楠木林碳库及分配进行研究．结果表明,楠木林碳库为172．138t·hm^-2,其中乔木层碳库占楠木林碳库的40．14％,矿质土壤层碳库占55．99％,而林下植被层、枯枝落叶层、粗木质残体3个分室碳库所占比例之和不超过5％．楠木林的干材（干＋皮）碳库占乔木层碳库的71．14％,楠木林根系碳库占乔木层碳库21．93％,楠木林枝和叶碳库所占比例总和不超过5％．因此,楠木林碳库主要分配在乔木层和土壤层．     

万木林青年和老龄常绿阔叶林乔木层碳贮量分配特征

了解森林生物量碳分配特征,对于森林碳贮量和碳汇估算、森林碳汇经营和生物多样性保护有重要意义.本课题选择福建省万木林自然保护区青年（约47 a生）和老龄（约120 a生）常绿阔叶林为研究对象,根据生物多样性调查结果和生物量异速方程,计算乔木层生物量碳贮量,并分析其高度级、径级和树种间的分配特征.结果表明：1）青年林碳贮量为115.03 t.hm-2,老龄林碳贮量为224.43 t.hm-2;2）青年林最大碳贮量出现在高度级Ⅶ级（15～17 m）,为23.17 t.hm-2,而老年林最大碳贮量出现在高度级Ⅷ级     

青藏高原草地生态系统生物量碳库研究进展

准确认识青藏高原草地生物量碳库及其变化规律对研究区域碳循环与合理利用草地资源具有重要意义。通过综述相关文献,将青藏高原草地生物量碳库的研究方法与结果概括如下:①当前草地生物量碳库的估算方法主要有4种:文献记录法、实地调查法、遥感—植被指数法和过程模型法等,而估算方法、采样标准与地下生物量估算是导致结果差异的主要因素;②文献结果显示,青藏高原草地生物量的平均碳密度为223 g/m2,碳库为277TgC(1Tg=1012g);③采用遥感的估算结果表明,近20年来青藏高原草地地上生物量碳库呈增加的趋势,总体处于碳汇状态;④影响青藏高原草地地上生物量的主要因子是降水量,温度对生物量的影响还存在不确定性,人为干扰也是影响草地生物量的重要因素。目前青藏高原草地生物量碳库的研究仍存在着一些问题,应从基础观测数据、遥感模型算法与碳—氮—水耦合过程模拟等方面开展更为深入的研究。     

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。     

万木林青年和老龄常绿阔叶林乔木层碳贮量分配特征

了解森林生物量碳分配特征,对于森林碳贮量和碳汇估算、森林碳汇经营和生物多样性保护有重要意义.本课题选择福建省万木林自然保护区青年(约47 a生)和老龄(约120 a生)常绿阔叶林为研究对象,根据生物多样性调查结果和生物量异速方程,计算乔木层生物量碳贮量,并分析其高度级、径级和树种间的分配特征.结果表明:1)青年林碳贮量为115.03 t.hm-2,老龄林碳贮量为224.43 t.hm-2;2)青年林最大碳贮量出现在高度级Ⅶ级(15～17 m),为23.17 t.hm-2,而老年林最大碳贮量出现在高度级Ⅷ级(17～19 m),为62.96 t.hm-2;3)青年林中Ⅵ级(15 cm≤DBH<17 cm)的碳贮量最高,为34.25 t.hm-2,占总碳贮量的29.77%;在老龄林中最高碳贮量集中在XIX级(DBH≥41 cm),为60.03t.hm-2,占总碳贮量的26.78%;4)2个林分绝大部分碳贮量都集中在少数树种,大多数物种对碳贮量的贡献很微小.     

国外湿地生态系统碳循环研究进展

在全球变化背景下,面对湿地生态系统是否能维持其碳汇功能等问题,在以下几方面进行了讨论:当前湿地生态系统碳源与碳汇评估中存在的问题;湿地碳源与碳汇功能时空格局变异最新研究进展;影响湿地甲烷排放的因素;湿地碳循环过程对全球变暖的响应模式;湿地生态系统碳循环模拟。认为当前对湿地生态系统碳循环认识的局限性,是导致碳循环成为全球变暖互馈机制中不确定性的主要原因之一。针对中国当前湿地生态系统碳循环研究的特点,提出了中国未来湿地生态系统碳循环研究的焦点问题,即如何在气候变化及人类活动双重影响下,维持中国湿地生态系统现有碳储存库的功能,以及如何提高已退化湿地的固碳功能及潜力。     

干旱半干旱地区草地碳循环关键过程对降雨变化的响应

未来全球气候变化背景下,全球或局部地区的降雨量及降雨时间分布将发生一定的变化.草地生态系统在全球碳收支中作用显著,对气候变化的反馈起着重要的作用.但由于草地多处于干旱半干旱地区,受到水分条件的限制,对降雨变化响应敏感,其碳源汇功能表现出很大的不确定性.为了更好地预测未来全球气候变化背景下草地的碳源汇功能及其对气候变化的进一步反馈,有必要深入研究决定草地碳源汇功能的两大碳循环关键过程--净初级生产力和土壤呼吸对降雨变化的响应特征及机制.本文对国内外有关草地生产力和土壤呼吸如何对降雨量、降雨强度、降雨频率和间隔时间进行响应的相关研究成果进行了综述,在此基础上指出了目前研究存在的不足,并对未来相关的重点研究方向进行了探讨和展望.     

Ecosystem Carbon Allocation of a Temperate Mixed Forest and a Subtropical Evergreen Forest in China

Ecosystem carbon allocation can indicate ecosystem carbon cycling visually through its quantification within different carbon pools and carbon exchange. Using the ecological inventory and eddy covariance measurement applied to both a mature temperate mixed forest in Changbai Mountain (CBM) and a mature subtropical evergreen forest in Dinghu Mountain (DHM), we partitioned the ecosystem carbon pool and carbon exchange into different components, determined the allocation and analyzed relationships within those components. Generally, the total carbon stock of CBM was slightly higher than that of DHM due to a higher carbon stock in the arbor layer at CBM. It was interesting that the proportions of carbon stock in vegetation, soil and litter were similar for the two mature forests. The ratio of vegetation carbon pool to soil carbon stock was 1.5 at CBM and 1.3 at DHM. However, more carbon was allocated to the trunk and root from the vegetation carbon pool at CBM, while more carbon was allocated to foliage and branches at DHM. Moreover, 77% of soil carbon storage was limited to the surface soil layer (0-20 cm), while there was still plentiful carbon stored in the deeper soil layers at DHM. The root/shoot ratios were 0.30 and 0.25 for CBM and DHM, respectively. The rates of net ecosystem productivity (NPP) to gross ecosystem productivity (GPP) were 0.76 and 0.58, and the ratios of ecosystem respiration (Re) to GPP were 0.98 and 0.87 for CBM and DHM, respectively. The net ecosystem carbon exchange/productivity (NEP) was 0.24 t C ha^-1 yr^-1 for CBM and 3.38 t C ha^-1 yr^-1 for DHM. Due to the common seasonal and inter-annual variations of ecosystem carbon exchange resulting from the influence of environmental factors, it was necessary to use the long record dataset to evaluate the ecosystem sink capacity.     

青藏高原草地生态系统碳收支研究进展

陆地生态系统碳收支仍然是当前全球气候变化研究的重要内容,青藏高原作为全球气候变化的敏感区,使青藏高原草地生态系统在区域碳收支平衡中占有主导地位,但研究方法等不同使得碳收支估算结果存在很大的不确定性。气候变暖在一定程度上提高了高寒草地生态系统的植被初级生产力和生物量,由此补偿了气候变暖导致的土壤有机碳分解释量,使青藏高原草地植被仍然发挥着碳汇的功能。而人类放牧活动对草地生态系统的影响较为复杂。因此,如何区分气候变化和人类活动对生态系统的影响机制,定量评价未来气候变化和人类活动影响下,青藏高原生态系统碳源/汇格局的可能变化,是一个非常重要的研究方向,也是一个极大的挑战。     

湿地生态系统碳通量研究进展

湿地碳循环在全球气候变化中起着重要作用,而湿地碳通量研究是湿地碳循环研究的关键问题。由于湿地独特的土壤、植被以及水文过程,使得湿地碳通量有别于其他类型的生态系统。湿地温室气体特别是CO2和CH2的释放水平具有明显的时空变化特征,其通量变化与许多外部因素相关,包括土壤状况、水文条件、植被类型、外源氮等。对近年来湿地生态系统碳汇功能变化以及影响碳通量相关因子的研究成果进行了系统的分析和综述。现有的研究表明,土壤状况对湿地碳通量影响较复杂,在一定范围内,表层土壤温度与气体排放密切相关,甚至呈正相关关系;土地利用／覆盖也影响湿地碳通量变化,导致湿地温室气体排放增加;水文条件特别是水位高度对湿地CO2和CH2排放的影响不同,高水位不利于CO2排出,CH2则与之相反;植被对湿地碳排放也起到正、负两方面作用,并且物种各异。还讨论了湿地碳通量研究进展的瓶颈问题,特别对植被演替较快的潮滩湿地碳通量研究做了展望。     

评价我国鄱阳湖流域森林生态系统碳动态对植树造林与未来气候变化的响应

20世纪80年代我国鄱阳湖流域实施造林再造林工程,该区域森林面积大幅增加。大规模植物造林可能极大地影响该区域森林碳库与碳收支的变化。因此,气候变化背景下鄱阳湖流域碳平衡对中国碳循环有重要的作用。但是我们对于该地区长时间尺度的碳平衡,特别是在未来气候变化和CO2浓度上升的条件下森林生态系统碳源／汇趋势的了解不多。本研究利用过程模型InTEC模型结合区域气候模式（RIEMS2．0）模拟的未来气候资料估算了鄱阳湖流域1981—2050年碳收支情况。1981—2000年,年NPP的快速增加主要归因于大规模的植树造林;森林土壤有机碳（0-30cm）在植树造林初期每年降低1％。同时该地区森林在过去20年期间从碳源转化为碳汇。2040—2050年森林总碳库相比较2001—2010年增加0．78PgC。基于气候变化和CO2浓度增加（A1B）背景下,鄱阳湖流域NEP趋向于稳定（20—30Tgcy^-1）,除了少数年份因为干旱引发了大的碳汇损失。模拟结果同样表明水分是控制该地区NEP年际变化的主要因子而NPP的年际波动主要受到温度的影响。     

草地生态系统碳循环研究评述

本文就目前草地生态系统碳循环研究的主要问题进行了综述,重点阐述了四个方面的内容：1、草地生态系统碳贮量,包括植被及土壤碳贮量,草地NPP及生物量的分布特征和测定;2、草地土壤呼吸,认为其是草地碳循环中最主要的环节,是目前研究的重点;3、气候及人类活动（开垦和放牧等）对草地生态系统碳循环的影响;4、二氧化碳增加对草地碳循环的可能影响,并对研究工作中的难点做了简要评述。     

自然恢复和人工促进恢复对侵蚀退化生态系统碳贮量的影响比较

本研究以严重侵蚀退化马尾松林为研究对象,采取自然恢复和人工促进恢复2种措施对退化地进行修复,监测恢复前后生态系统碳贮量变化。结果表明:自然恢复和人工促进恢复后生态系统总碳贮量分别是恢复前的2.78和4.87倍,其中,植被层碳贮量分别是恢复前的14.30和30.87倍,土壤层碳贮量分别是恢复前的1.85和2.78倍。生态系统内土壤碳的恢复速率落后于植被。2种不同恢复措施相比,人工促进恢复的生态系统碳吸存速率显著快于自然恢复(P0.01),人工促进恢复后生态系统碳吸存速率是自然恢复的2.17倍,其中植被和土壤的吸存速率也分别是自然恢复的2.26倍和2.09倍。而且人工促进恢复后的退化系统,碳库在乔木层各器官的分配方式更符合健康生态系统的分配方式,系统功能和结构更加稳定,有利于系统后期恢复。因此,从退化生态系统恢复的紧迫性和长期性考虑,采取积极的人工促进恢复措施能维持退化系统快速、持续恢复。