陆地植被的固碳功能与适用于碳贸易的生物固碳方式

碳贸易的核心问题是要有足够的碳封存量在抵消CO₂的排放之后还能有碳额度进入市场买卖。该文结合固碳概念,从固碳技术、减量成本、对生态系统碳汇功能的影响等多方面对目前存在的和有潜力的各种减排与固碳途径进行了比较分析,认为陆地植被对CO₂的吸收是最安全有效的固碳过程,它们能够在一定的浓度范围内吸收CO₂,从而节省分离、提纯等技术的费用。进而该文分别对森林、草地、农田等3种陆地植被的固碳功能与不同固碳策略对固碳效果的影响两个方面进行详细具体的比较分析,得出森林生态系统具有强大的碳吸收能力,草地与农田土壤有机碳库在固碳方面的作用也十分显著。最后结合我国实际,提出4项适用于碳贸易的生物固碳方式,即保护天然林,推广种植速生丰产人工林;保育天然草地、建设人工草地;建立规模化沼气产业链;注重利用边际土地种植生物质能源,促进生物质能源的开发。     

辽宁省森林植被碳储量和固碳速率变化

利用CBM-CFS3模型,结合森林资源相关数据,研究辽宁省森林植被碳储量和固碳速率;并基于是否造林的两种假设情境,预测了未来辽宁省森林植被碳储量、碳密度和固碳速率的时空变化趋势.结果表明： 2005年辽宁省森林植被碳储量为133.94 Tg,碳密度为25.08 t·hm^-2,其中,栎类的碳储量最大,刺槐碳储量最小;落叶松和阔叶林碳密度较大,油松、栎类和刺槐碳密度基本相当.全省森林植被碳密度呈东高西低的分布规律,辽东地区由于森林多为成熟林和过熟林,未来植被碳密度增加潜力不大,辽宁南部和北部的中幼龄林未来将成为植被碳密度增长的高值区.在假设未来不造林的情景下,辽宁省森林植被碳储量上升缓慢,固碳速率下降较快;在无林地造林情景下,全省森林植被碳储量、固碳速率将明显提高.说明造林在增加森林植被碳储量和碳密度、提高森林的固碳速率中起到了重要作用.     

福州市绿地景观土壤溶解性有机碳、微生物量碳及酶活性

以福州市建成区自然绿地和人工管理绿地为对象,研究不同绿地景观类型土壤溶解性有机碳、微生物量碳及土壤酶活性的差异和垂直结构。结果表明：与自然绿地景观土壤相比,人工管理绿地不同土层溶解性有机碳含量明显增加,且变异性较大,土壤微生物量碳含量平均值下降,各土层脲酶含量均低于自然绿地;土壤溶解性有机碳、微生物量碳和酶活性均随着土壤深度的增加而降低;土壤表层过氧化氢酶活性与溶解性有机碳含量呈显著正相关,10～20 cm土层脲酶活性与微生物量碳呈显著正相关。     

应用CITYGREEN模型评估深圳市绿地净化空气与固碳释氧效益

基于深圳市1990、1995、2000、2005年4a解译、分类的遥感影像,以ARCVIEW软件为平台,利用CITYGREEN模型中的净化空气和固碳释氧模块,计算深圳市1990、1995、2000、2005年4a的各景观生态功能区绿地系统的生态服务价值.研究表明:在净化空气方面,四年的生态服务价值依次为2039.42万元、3325.79万元、2025.2万元、2980.61万元,生态敏感型支持功能亚区的生态服务价值最高,依次为214.83万元、167.55万元、217.57万元、174.19万元,;在固碳释氧方面,4a的生态服务价值依次为446916万元、454994万元、447135万元、407771万元,生态协调区中的西部沿海农工协调亚区的生态服务价值最低,依次为556.85万元、951.59万元、535.21万元、690.53万元.反应出绿地系统是城市中重要的生态系统,具有显著的生态服务价值.深圳市各景观生态功能区绿地的生态服务价值的不平衡性与城市化进程相关.     

鄱阳湖生态经济区植被固碳研究

对鄱阳湖生态经济区的植被固碳研究表明,该区森林碳储量364.3×10⁶ t,草地植被固碳量90.65×10⁴ t,水稻固碳量18.51×10⁶ t,其他农作物固碳量20.64×10⁶ t;鄱阳湖湿地固定CO₂量为609 120 t/a。因此,建议对现有森林进行科学抚育与合理采伐,进而形成合理的树种结构、林龄结构与林层结构,提高森林生态系统的稳定性与碳汇能力;运用保护性耕作、灌溉节水和合理施肥技术,培育新型氮素高效利用的农作物新品种,提高光合作用率,从而提高该区农作物的固碳能力;进行合理放牧和草地资源生态监测,严格控制养殖数量和规模,实现草地生态系统减少与固定CO₂的重要功能;严禁围湖造田,健全水域环境监测网络,保护湿地生态功能。     

基于森林清查资料的江西和浙江森林植被固碳潜力

以我国江西、浙江两省的森林植被为研究对象,基于1999-2003年间第六次全国森林清查数据及收集的1030个亚热带森林样地文献资料,依据林分生长的经验方程,估算了两个地区森林2004-2013年的固碳潜力,并基于455个样点的调查数据研究了不同森林管理措施(纯林间种、间伐、施肥)对森林未来固碳潜力的影响.结果表明:第六次森林清查以来的10年(2004-2013)间,江西森林植被年均自然固碳潜力约11.37 Tg C·a-1(1Tg=1012g),而浙江省森林植被年均自然固碳潜力约4.34 Tg C·a-1.纯林间种对江西、浙江两省森林植被固碳潜力影响最大,其次为间伐抚育,施肥的影响最小,纯林间种、间伐和施肥3种森林管理措施使江西省森林植被固碳潜力分别提高(6.54±3.9)、(3.81±2.02)和(2.35±0.6) Tg C·a-1,浙江省森林植被固碳潜力分别提高(2.64±1.28)、(1.42±0.69)和(1.15±0.29) Tg C·a-1.     

碳中和目标下中国森林固碳量跨期分配及成本

我国实现碳中和路线图的“碳排放达峰”、“快速降低碳排放”、“深度脱碳实现碳中和”3阶段具有复杂且差异的减排形势。森林固碳作为我国实现碳中和目标的重要手段,其跨期分配是平衡产业减排与森林固碳关系、降低我国实现碳中和的成本代价、以最优成本分步实现碳中和目标的重要途径。本研究从成本优化分配理论出发,引入森林边际固碳成本理论,结合国内现有产业边际减排理论,对我国实现碳中和3个阶段的成本变化过程进行模拟。结果表明: 我国在“碳排放达峰”、“快速降低碳排放”、“深度脱碳实现碳中和”3个阶段,实现成本最优的森林年固碳量分别为0.20、7.75、19.82亿t,分别占当期总减排量的1.8%、17.5%、37.6%。相较于仅依赖产业减排,在成本最优设计下发挥森林固碳成本优势,使得碳中和3个阶段的总成本分别降低0.48、791.36、9092.53亿美元。在“碳排放达峰”阶段,森林固碳的成本优势十分有限,应当主要依靠产业减排;在“快速降低碳排放”阶段,森林固碳的成本优势逐渐凸显;在“深度脱碳实现碳中和”阶段,应当充分发挥森林固碳的成本优势实现“零碳”目标,否则将会面临十分高昂的成本代价,尤其对于脱碳成本十分高昂或永远无法完全脱碳的产业。最优成本设计下森林固碳可以节约9884.37亿美元的碳中和成本。     

小兴安岭7种典型林型林分生物量碳密度与固碳能力

森林生物碳储量作为森林生态系统碳库的重要组成部分, 在全球碳循环中发挥着重要作用。以小兴安岭7种典型林型为研究对象, 通过外业样地调查与室内实验分析相结合的方法, 从林分尺度对林分生物量与碳密度进行计量, 分析了林分生物碳储量的空间分配格局, 并对林分年固碳能力与碳汇潜力进行了探讨。结果表明: 小兴安岭不同林型从幼龄林到成熟林的乔木层碳密度增长速率为: 蒙古栎(Quercus mongolica)林>兴安落叶松(Larix gmelinii)林>云冷杉(Picea-Abies)林>樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)林>山杨(Populus davidiana)林>红松(Pinus koraiensis)林>白桦(Betula platyphylla)林。7种典型林型不同龄组(幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)林分生物量碳密度分别为: 红松林31.4、74.7、118.4和130.2 t·hm^-2; 兴安落叶松林28.9、44.3、74.2和113.3 t·hm^-2; 樟子松林22.8、52.0、71.1和92.6 t·hm^-2; 云冷杉林23.1、44.1、77.6和130.3 t·hm^-2; 白桦林18.8、35.3、66.6和88.5 t·hm^-2; 蒙古栎林25.0、20.0、47.5和68.9 t·hm^-2; 山杨林19.8、28.7、43.7和76.6 t·hm^-2。红松林、兴安落叶松林、樟子松林和蒙古栎林在幼龄林时林分年固碳量较高, 其他林型在成熟林时林分年固碳量较高。7种典型林型不同龄组的林分生物量碳密度均随林龄增长而增加, 但不同林型的碳汇功能存在差异, 同一林型不同林龄的生物量碳密度增幅差异也较大。林分年固碳量在0.4-2.8 t·hm^-2之间, 碳汇能力较强、碳汇潜力较大。尤其是小兴安岭目前林分质量较差, 幼龄林和中龄林所占的比重较大, 具有较大的碳汇潜力。研究结果可为森林经营管理及碳汇功能评价提供参考。     

青藏高原高寒区阔叶林植被固碳现状、速率和潜力

为明晰青藏高原高寒区阔叶林植被碳储量现状及其动态变化特征, 利用森林资源清查数据和标准样地实测数据, 估算了青藏高原高寒区(青海和西藏两省区)阔叶林植被的碳储量、固碳速率和固碳潜力。结果表明: 2011年青藏高原高寒区阔叶林植被碳储量为310.70 Tg, 碳密度为89.04 Mg·hm^-2。六类阔叶林型(栎(Quercus)林、桦木(Betula)林、杨树(Populus)林、其他硬阔林、其他软阔林和阔叶混交林)中, 阔叶混交林的碳储量最大, 杨树林碳储量最小; 其他硬阔林碳密度最大, 其他软阔林碳密度最小。空间分配上碳储量和碳密度表现为: 乔木层>灌木层>凋落物层>草本层>枯死木层。不同龄级碳储量和碳密度总体表现为随林龄增加逐渐增大的趋势。阔叶林碳储量从2001年的304.26 Tg增加到2011年的310.70 Tg, 平均年固碳量为0.64 Tg·a^-1, 固碳速率为0.19 Mg·hm^-2·a^-1。不同林型固碳速率表现为其他软阔林最大, 其他硬阔林最小; 不同龄级表现为成熟林最大, 幼龄林最小。阔叶林乔木层固碳潜力为19.09 Mg·hm^-2, 且不同林型固碳潜力表现为栎林最大, 桦树林最小。三次调查期间阔叶林碳储量逐渐增加, 主要原因是近年来森林保护工程的开展使阔叶林生长健康良好。     

基于GGE双标图的不同绿地植物固碳降温效益比较

为了了解常见园林植物在不同环境中的生态适应能力,以街道绿地和校园绿地为研究区,筛选17种常见园林植物作为对象,对比分析两种绿地类型同胸径（草本为株高）植物的微环境特征、固碳释氧量和降温增湿量变化,利用基因型主效应及其与环境互作双标图和皮尔逊分析法解析两种绿地上植物与环境的互作关系。结果表明：国槐、银杏、碧桃、七叶树、金叶女贞、紫叶小檗、小蜡和龙柏的固碳降温效益在两种绿地间存在显著差异。单位土地面积上,校园绿地固碳降温最强的植物是龙柏,固碳量和降温值分别为33.79 g·m^-2·d^-1和2.30℃,街道绿地上最强的植物是红叶石楠,固碳量和降温值分别为31.47 g·m^-2·d^-1和0.84℃;17种植物在校园绿地的平均固碳降温能力大于街道绿地,而乔木在街道绿地的降温增湿效果更好。夏季校园绿地的小气候条件比街道绿地更稳定,更接近植物生长的理想自然环境。对于中小城镇,在进行景观植物配置时,应选用固碳降温效益较好的乔灌草植物,包括国槐、栾树、女贞、紫叶李、七叶树、白皮松、龙柏、小蜡、金叶女贞、红叶石楠和麦冬等,来提升绿地的生态功能。     

绿量快速测算模式

着重讨论绿量快速测算方法中的原始数据自动采集问题。这里以原LVV基本测算模型的分树种径-高方程（D-HEqs）为基础,通过加权归纳和系统误差调整,给出了测算精度较好的模糊径-高相关方程（G_D_HEq）,LVV测算误差与原基本模型相比仅低7．6％;通过树冠信息提取、噪声去除和边界跟踪等技术,给出了树冠边界周长面积比与冠径的相关方程（P／A_DEq）,并由实验证明了树冠的周长面积比（P／A）对冠径变化敏感。冠径自动提取和计算误差约为10％。该研究不仅改变了原来LVV遥感测算模式中多数原始数据必须通过人工判读量算的现状,也实现了LVV数据更新的自动化。     

中国西北干旱区植被碳汇估算及其时空格局

通过修正的CASA模型估算2001—2012年间西北干旱区陆地生态系统的净第一性生产力(NPP),并结合土壤微生物呼吸方程,计算出12a的净生态系统生产力(NEP),分析了植被碳汇的时空变化规律。结果表明:研究区的NPP表现出很强的随季节变化的规律,全年7月份NPP为最高值,12月为最低值,12年间NPP的年均值变化不大。2001—2012年研究区的植被碳汇在波动变化中有所增加,其中2006年的碳汇平均值最小,为609.04 g C m~(-2)a~(-1),2012年最大,为648.02 g C m~(-2)a~(-1);年内碳汇的最大值主要出现在5—7月;碳汇能力由大到小的植被类型为针叶林农田灌丛阔叶林草原荒漠草原。研究区多年平均碳汇量呈现自西向东逐渐增加的规律,西辽河流域草原区的NPP和碳汇平均值最大,塔里木盆地暖温带荒漠区最小。     

基于带宽优选地理加权回归模型的深圳市植被碳储量反演

植被碳储量估测是自然资源监测的重要内容,遥感技术结合地面样地进行反演可以获得区域范围内植被碳储量的空间连续分布,弥补了传统人工抽样调查估测的不足。然而,现有的参数和非参数遥感估测模型大多忽略了样地数据的变异与空间自相关关系。研究以Landsat 8 OLI影像为数据源提取遥感变量,结合植被碳储量实测调查数据,利用最小信息准则(AICc)、最大空间自相关距离(MSAD)和交叉验证(CV)分别确定最优带宽,组合Gaussian、Bi-square和Exponential核函数构建地理加权回归(GWR)模型估算深圳市植被碳储量,并与多元线性回归(MLR)进行比较,选择最优模型绘制深圳市植被碳储量空间分布图。研究结果表明,GWR模型整体精度优于MLR模型,GWR模型的决定系数(R~2)均高于MLR模型,且均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)显著降低。带宽和核函数的选择对GWR模型估测结果产生了显著影响。以CV确定带宽、Exponential为核函数组合构建的GWR模型效果最佳,其R~2为0.697,RMSE为10.437 Mg C/hm~2,相比其它模型精度上升了13.87%—32....     

广州市核心区城市绿地降温效应研究

城市化在快速推进社会和经济发展的同时,也造成了严重的城市热环境问题,绿地被认为是降低城市温度的有效途径.以广州市核心城区为研究区域,基于2011年6月份和9月份的Landsat-5遥感影像提取城市地表温度信息,以高分辨率影像获得城市绿地信息,运用GIS空间分析和建模方法综合分析城市绿地景观格局的降温效应.结果表明,研究...     

基于地面调查与遥感调查协同的城市绿地规模和分布研究——以青岛市为例

城市绿地调查作为园林绿化规划建设管理的基础工作,其数据准确程度直接影响着城市园林绿化的科学发展。提出了基于遥感调查与地面调查协同的城市绿地调查的技术方法,通过该方法获得数据与单独使用遥感调查或地面调查技术获得数据相比提升了城市绿地,尤其是公园绿地和附属绿地调查的时效性和准确性,为城市绿地调查提供了可操作的技术方法。     

三维激光雷达空地一体化城市森林林分因子遥感提取

林分因子的精确遥感测量和批量提取是森林资源调查的发展趋势。本研究采用无人机和地面手持激光雷达对上海市浦江郊野公园香樟林进行遥感;结合林地实地调查数据;探究激光雷达空地一体化技术在城市人工纯林中的林分因子提取方法和精度评价。结果表明:（1）激光雷达空地一体化技术在森林资源林分因子遥感测量中具有较高测量精度和应用价值;其提取树高的偏差为-0.13 m（-1.17%）;R²为0.95（P<0.001）;提取胸径的偏差为-2 cm（5.59%）;R²为0.98（P<0.001）;通过公式DBH=0.9670×DBH_p-0.0057可对胸径提取中的系统误差进行有效校正。（2）无人机和地面手持激光雷达在森林资源林分因子遥感测量中各具优势;无人机激光雷达在测量树高和冠幅上具有优势;地面激光雷达在测量胸径和树冠体积上精度更高。因此;激光雷达空地融合技术在森林碳汇评估和森林资源调查中具有广阔的应用空间;同时也为大范围森林资源调查的自动化和智能化提供技术支撑。     

桔小实蝇抗高效氯氰菊酯品系种群生命参数与相对适合度

系统观察了桔小实蝇抗高效氯氰菊酯品系和敏感品系试验种群在（28±2）℃下的生长发育和生殖情况,组建了两品系的实验种群生命表,分析了抗性种群与敏感种群的生态适合度差异.结果表明：抗高效氯氰菊酯品系(AlR₉₀)不同虫态的发育历期、平均世代历期、产卵前期均显著延长.与敏感品系相比,产卵高峰期抗性品系日产卵量不稳定,单雌产卵量、卵孵化率、成虫羽化率均显著下降,敏感品系平均每雌产卵量为324.0 粒、抗性品系仅为240.7粒.对实验种群生命表进行研究表明：抗高效氯氰菊酯品系的种群趋势指数(I=79.10)显著低于敏感品系(I=116.97);净生殖率R₀和内禀增长率r_m分别为1414.00和7.9463,均显著低于敏感品系(R₀=2184.00、r_m=8.3809).抗性品系的相对适合度仅为0.6474,研究结果表明桔小实蝇抗高效氯氰菊酯品系在繁殖和生长发育上存在明显的生存劣势.     

惠州城市植被的滞尘效应

城市植被对城市环境质量的改善发挥了巨大作用.研究了广东省惠州市不同功能区4种主要绿化乔木(大叶榕、小叶榕、高山榕、紫荆)的滞尘能力,比较了不同功能区叶面降尘的重金属和S含量差异,并利用遥感影像技术估算了惠州城市植被的地面总生物量及叶总生物量,推算了惠州市的总滞尘量.结果表明:在达到饱和之前,4种绿化乔木叶面滞尘量随时间延长而增长,大叶榕、高山榕与紫荆、小叶榕两组植物的滞尘能力存在显著性差异 (p<0.05),滞尘能力差异为1.2～2.44 倍,不同植物滞尘量由大到小排列为:高山榕>大叶榕>小叶榕>紫荆;不同植物滞尘能力的差异尤其与植株的叶面积、叶倾角、枝条硬度、枝条伸展角度等相关.不同功能区植物滞尘量差异显著(p<0.01),4种植物在不同功能区的滞尘总量排序为:工业区>商业交通区>居住区>清洁区.不同功能区植物叶面降尘的重金属和硫含量存在显著性差异(p<0.05),降尘综合污染指数由大到小为:工业区(包括电厂)、商业交通区、居住区、清洁对照区;降尘中重金属含量高负荷.惠州建成区植被的地面生物量为3.2×105 t,叶面积总量为808.4 km2,全年滞尘量达4430.7 t,可去除大气中Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、S的量分别为1.63,2.70,5.54,0.04,1.84,19.52 t.     

北京市主城区城市森林景观格局特征分析

城市森林是城市生态文明建设的重要组成部分。该文以北京市五环内城市森林为研究对象,以2016年9月16日的GF-2遥感影像为数据源,依据景观和生态服务功能将城市森林划分为附属庭院美化林、道路河流防护林、城区公园休闲林和城市郊野游憩林四个类型,并运用面向对象法提取不同类型的城市森林数据信息,制作生成专题图,同时运用Fragstats 4.2软件对景观斑块数量和构成、破碎度指数、分维数、辛普森多样性指数、辛普森均匀度指数、聚合指数等指标进行计算。结果表明:高分影像在城市森林信息提取上具有优势,分类总体精度高达90.36%,Kappa系数达0.88;北京主城区城市森林总面积为22 514.79 hm 2 ,林木覆盖率为32.35%;城市森林斑块分布不均,大型、特大型斑块数量占总数比例13.62%,但面积占比高达73.20%,中小斑块的生态价值有待挖掘;不同城市森林类型特征存在差异,附属庭院美化林和道路河流防护林为优势景观类型,但两者破碎度高,聚合度差,分布零散,城区公园休闲林和城市郊野游憩林面积占比相对较小,南部城区公园建设薄弱;城市森林景观指数随城市拓展呈规律性变化,景观破碎度自市中心向外逐渐减小,二环内破碎度高达183.50。基于研究结果,建议北京市在城市森林建设中加强对中小斑块的资源整合,增建口袋公园;加强道路河流防护林建设,用以连接城区公园休闲林和城市郊野游憩林等大型斑块,同时加强南部城区公园建设;加强城市森林整体空间调控,对三环内老城区进行补植,对三环以外城市森林优化经营技术,提高整体城市森林覆盖度和质量。     

2000-2017年秦岭山地植被物候变化特征及其南北差异

气候变化背景下开展山地过渡带植被物候变化规律及区域差异研究对于揭示过渡带对气候变化的响应方式具有重要意义。基于2000-2017年MODIS EVI₂数据,反演了秦岭山地植被物候参数并建立了遥感物候数据集,分析了近18年来秦岭山地植被物候变化的时空特征及其南北差异。结果表明：①秦岭山地植被物候变化表现出明显的地形和气候地域分异规律,尤以高海拔区的变化最为显著,全区GSS （物候始期）主要发生于70-130DOY （Day of Year）,83.29%的区域呈提前趋势,提前主要集中在0-5d/10a （44.46%）与5-10d/10a （28.60%）;GSE （物候末期）主要发生于270-310DOY,50.17%的区域呈推迟趋势,变化趋势不明显;GSL （生长期）集中在150-210d,65.34%的区域呈延长趋势,延长在0-5d/10a （19.28%）、5-10d/10a （20.71%）及10-15d/10a （14.12%）均有分布。②秦岭山地GSS对气候变化的响应程度显著大于GSE,南北坡植被物候变化不仅存在区域差异且存在季节差异,GSS北坡较南坡平均约早6.2d且南坡提前趋势较北坡显著,GSE南坡较北坡平均约晚5.8d且北坡推迟趋势较南坡显著,GSL北坡较南坡约长18.7-23.2d。③GSS、GSS及GSS变化表现出显著的海拔敏感性,随着海拔上升,GSS逐渐推迟,GSE逐渐提前,GSL逐渐缩短,三者在海拔≤600m及≥2700m地区随海拔变化的波动幅度较大,南北坡三者随海拔的变化亦存在明显的差异,海拔每上升100m,北坡GSS推迟1.76d,GSE提前0.25d,GSL缩短2.01d;南坡GSS推迟1.50d,GSE提前0.44d,GSL缩短1.94d。④不同植被垂直带上GSS、GSE及GSL的变化存在明显差异,尤以≤600m植被带上及高山灌丛草甸带上的差异最为明显,且三者在高山灌丛草甸带的发生时间及时长北坡与南坡发生转换,表现为GSS、GSE、GSL北坡较南坡分别平均早3.5d、晚2.9d、长6.4d。