六盘山森林植被碳密度空间分布特征及其成因

深入了解干旱缺水地区森林植被碳密度的空间分布特征是定量评价森林固碳能力、合理协调林水矛盾的重要基础。然而,目前有关干旱缺水地区的植被碳密度的研究仅限于典型样地上的碳储量、碳密度的比较,对区域尺度上森林植被碳密度的空间分布特征了解较少。为此,利用宁夏六盘山自然保护区2005年森林资源一类清查数据,计算了森林植被碳密度,并分析了其与林分结构特征和环境因子的关系。结果表明,六盘山的森林植被碳密度(t/hm2)平均为26.17(0.67—120.63),其中天然次生林为30.2(7.6—120.6),显著高于人工林的15.7(0.67—66.7)。森林植被碳密度随林龄增加而线性增大,天然林和人工林的平均增速分别为1.11和2.48 t hm-2a-1,而且,部分未成熟林的林分植被碳密度已接近甚至超过全国同类森林类型成熟林的植被碳密度平均值。随林分密度增加,森林植被碳密度增大,但在林分密度1000株/hm2后,森林植被碳密度不再增大,达到其最大值,其中,天然林为75.4 t/hm2,人工林为34.6 t/hm2;林冠郁闭度对森林植被碳密度的影响与林分密度相似,森林植被碳密度增长的郁闭度拐点为0.5。水分条件是影响六盘山森林植被碳密度的重要因素,森林植被碳密度(t/hm2)由700 mm以上地点的32.5(7.6—120.6)下降至年降水量500—600 mm地点的10.9(0.67—42.9),而且随年降水量减少,最大森林植被碳密度所对应的海拔高度呈增加趋势,如在年降水量为700、600—700和600 mm的地区,最大碳密度所在海拔高度分别为1900—2100、2100—2300和2300—2500 m。综上所述,研究区森林植被还有较大的固碳潜力,从提高森林固碳功能角度来看,林分郁闭度不宜超过0.5。     

飞播马尾松林碳密度分配特征及其影响因素

研究江西省赣州市飞播马尾松林碳密度的分配特征,选取有关立地、林分、林下植被及凋落物等方面的15个因子,建立林分碳密度与影响因子的关系模型,筛选出主要影响因子.结果表明: 林分平均碳密度为98.29 t·hm^-2,表现为土壤层(49.58 t·hm^-2)＞乔木层(45.25 t·hm^-2)＞林下植被层(2.23 t·hm^-2)＞凋落物层(1.23 t·hm^-2);乔木层、凋落物层、土壤层碳密度之间呈显著正相关,其他各层次碳密度之间的相关性均不显著.株数密度、平均胸径、土层厚度、坡位、林龄、郁闭度是影响飞播马尾松林林分碳密度的主要因子,各因子的偏相关系数为0.331～0.434,t 检验结果为显著;运用多元数量化模型I复相关系数为0.796,F 检验结果为显著(F=9.28).对于林分碳密度,株数密度以1500～2100株·hm^-2最好,而郁闭度以0.4～0.7最好,株数密度及郁闭度过高或过低对林分固碳能力均会产生不利影响;林龄及平均胸径越大、土层越厚,其林分碳密度越高,下坡位的林分碳密度高于其他坡位.     

三峡库区森林生态系统有机碳密度及碳储量

森林生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,在减缓全球气候变化过程中发挥重要作用.基于104块样地调查和森林资源二类清查数据,运用GIS平台,对三峡库区森林生态系统有机碳密度及储量进行研究,结果表明:(1)三峡库区森林优势树种各器官的含碳率为44.59%～54.45%,森林凋落物含碳率为30.61%～42.73%,平均为36.38%;(2)三峡库区森林生态系统平均碳密度为117.68t · hm-2,低于我国森林平均水平;植被层碳密度平均为24.15 t · hm-2,其中常绿阔叶林植被层碳密度最高,达42.80 t · hm-2;枯落物层平均碳密度为2.74 t · hm-2,土壤有机碳密度平均为9.09 kg · m-2;(3)三峡库区森林生态系统总有机碳储量为286.14×106t,其中植被层碳储量为58.72×106t,凋落物碳储量为6.67×106t,土壤碳储量为220.74×106t;(4)三峡库区马尾松林分布面积最大,其总有机碳储量为77.24×106t,占三峡库区森林有机碳总储量的26.99%;在各森林类型中,马尾松林植被层、凋落物层和土壤层有机碳储量均最高,分别达到20.70 × 106t、2.66×106t和53.89×106t;(5)三峡库区森林有机碳密度呈现"东高西低"分布格局,巴东-秭归、巫山-巫溪、石柱-武隆及江津南部有机碳密度较高.在三峡库区提高森林质量、扩大森林面积是增强森林生态系统碳汇功能的有效途径.     

西藏林芝地区森林碳储量、碳密度及其分布

利用林芝地区第六次二类森林资源清查数据,运用材积源生物量法和平均生物量法,结合不同树种的分子式含碳率,估算了林芝地区森林及其组分的碳储量、碳密度,并分析其分布特征.结果表明:2004年,林芝地区森林碳储量为2.43×1O8 t,森林平均碳密度为76.01 t·hm-2,其中,林分碳储量＞灌木林碳储量＞疏林碳储量＞散生木碳储量＞竹林碳储量＞四旁树碳储量,各林分类型碳储量在2.51×105～1.27×108 t,共计占总森林碳储量的92.0％,各林分类型的平均碳密度为103.16 t·hm-2,其中冷杉林的碳储量和碳密度均最高.在区域分布上,森林碳储量由西北向东南递增,森林平均碳密度由西南向东北递增.林分碳储量以成、过熟林碳储量为主,而过熟林的碳密度在各龄级中最高.随着过熟林的增加,林芝地区森林碳储量将增加;但随着过熟林的死亡和分解,林芝地区森林碳储量将有减小趋势.     

呼伦贝尔沙地樟子松人工林乔木层固碳速率及其对气象因子的响应

以呼伦贝尔沙地樟子松人工林为对象,利用树木年轮学方法和解析木法,推算过去41年的樟子松林生物量、碳密度和固碳速率,并分析固碳速率与月均气温、月均最低温、月均最高温、月降水量、月均大气相对湿度等气象因子的关系。结果表明:樟子松林碳密度随着林龄的增加而增加,碳密度从1977年的2.58 t·hm^-2增加到2017年的87.97 t·hm^-2;樟子松林固碳速率的年际差异较大,总体上呈现出先增加后减小,最终趋于稳定的趋势,多年固碳速率为1.37~3.21 t·hm^-2·a^-1,平均为2.13 t·hm^-2·a^-1;樟子松林固碳速率与上一年和当年生长季的降水呈正相关,与非生长季降水呈负相关,特别是与上一年12月和当年3月降水量呈显著相关;与上一年和当年8—9月的月均湿度显著正相关;与上一年及当年生长季的月平均气温、月均最低温和月均最高温呈显著或极显著负相关;樟子松林固碳能力同时受温度和降水的影响,但温度的影响大于降水的影响,在未来该地区气候暖干化的变化趋势下樟子松林固碳潜力可能会降低。     

城市森林群落结构特征的降温效应

通过野外样方实测,研究长春城市森林群落结构特征对城市森林降温作用的影响.结果表明:不同郁闭度等级城市森林温度随时间呈现相同的波动上升趋势;群落郁闭度越高,城市森林温度越低;城市森林群落结构特征影响城市森林降温效应的大小,其中,郁闭度、叶面积指数、树高对降温效应的影响最显著,而胸径、密度、树干基部断面积与城市森林降温作用关系不显著;郁闭度及树高与降温强度呈线性正相关,郁闭度每增加10%,降温效应增加0.5 ℃,树高每增加10 cm,降温效应增加0.05 ℃;叶面积指数与降温强度呈非线性正相关,叶面积指数对降温调节功能存在作用阈值,为0.23～2.3,叶面积指数位于该阈值内时,降温强度随叶面积的增加而迅速提高.     

不同蔬菜种植方式对土壤固碳速率的影响

近年来蔬菜地面积快速增加已成为我国农田土壤碳库变化的重要驱动因素,研究蔬菜种植方式对农田土壤固碳影响,对于揭示我国农田土壤碳库变化具有重要意义。通过实地调查与采样分析,研究了山东省苍山县3种蔬菜种植方式(大田种植、季节性大棚和长年性大棚种植)对农田土壤固碳速率影响及其随种植时间的变化规律。结果表明,3种种植方式下蔬菜地土壤有机碳含量均随种植时间的增加而增加;长年性大棚、季节性大棚和大田种植方式下0—100 cm土层土壤平均固碳速率分别达到1.44、2.73、1.60 Mg.hm-2.a-1;表层土壤(0—20 cm)平均固碳速率依次为0.64 Mg.hm-2.a-1、0.36 Mg.hm-2.a-1、0.20Mg.hm-2.a-1,3种蔬菜种植方式的土壤固碳速率存在显著差异。同样为蔬菜地,选择合理种植方式是提高农田土壤固碳速率的重要途径。     

陕西省退耕还林固碳释氧价值分析

利用基于EOS/MODIS的遥感生物地球化学模式(BIOME-BGC)NPP产品(MOD17A3),分析了2000—2010年陕西省退耕还林生态建设工程区植被固碳量时空变化,在此基础上根据林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721—2008),估算了退耕还林植被固碳释氧服务价值。结果表明:(1)2000—2010年陕西省退耕还林区平均植被固碳密度为299g·m-2·a-1。与2000年相比,2010年陕省退耕还林区固碳量增加了5.37×106t·a-1,合固碳价值14.01亿元·a-1,占全省固碳价值增量的50.4%,而退耕还林区面积仅占全省总面积38.5%。退耕还林区释氧量增加了1.43×107t·a-1,合释氧价值50.53亿元·a-1。(2)研究期间,陕西省退耕还林区固碳密度在波动中逐年缓慢增加,退耕还林区植被固碳密度变化增加趋势比其周边区域显著,固碳密度增加量比其周边高。陕北退耕还林区固碳密度增加的面积占其总面积的99.8%,固碳密度减少的面积仅占0.2%。退耕还林区低固碳密度所占的面积比例逐年减少,中、高固碳密度所占的面积比例逐年增加。(3)退耕还林区主要土地利用类型固碳密度均呈较明显的增长;不同坡度耕地固碳密度均具有不同程度的上升,退耕还林区>25°坡耕地固碳密度极显著(P<0.01)增加。说明随着退耕还林工程的实施,植被覆盖逐步得到改善,同时获得了显著的植被固碳释氧效益。     

城市郊区小尺度森林生态系统服务功能评估

该研究以沙塘林场为例,筛选出沙塘林场森林生态系统服务功能评估指标体系,包括7项功能13个指标,并制定具体评价方法。利用广西柳州市沙塘林场2009年森林资源二类调查数据、连续观测数据和社会公共数据,采用?森林生态系统服务功能评估规范?( LY/T1721-2008),评估柳州市郊区小尺度森林生态系统服务功能的总物质量及其价值量。结果表明：沙塘林场每年每公顷涵养水源量为5051.04 m3,固土29.30 t,林分年保肥量1.09 t,固碳5.27 t,释氧11.49 t。沙塘林场森林生态系统服务功能的总价值为78077001元.a-1,每公顷提供的生态服务价值为79630元. hm-2. a-1,沙塘林场各功能项价值量从大到小顺序为涵养水源(52.02％)>固碳释氧(22.36％)>生物多样性保护(12.61％)>净化大气环境(5.06％)>保育土壤(3.84％)>森林游憩(3.09％)>积累营养物质(1.03％)。不同林分类型单位面积生态系统服务功能价值由大到小的顺序为桉类(104673.43元.hm-2.a-1)>其他阔叶林(95538.66元.hm-2.a-1)>经济林(69537.58元.hm-2.a-1)>松类(69433.52元.hm-2.a-1)>杉木类(58820.11元.hm-2.a-1)。沙塘林场单位面积涵养水源量(5051.04 m3.hm-2.a-1)大于广西区单位面积涵养水源量(3368.32m3.hm-2.a-1);沙塘林场的固碳量(5.27 t.hm-2. a-1)大于广西森林的平均固碳量(3.52 t.hm-2.a-1),森林游憩的单位面积价值量也大于广西全区的平均价值量。这说明城市郊区小尺度森林在涵养水源、固碳释氧、森林游憩等方面的生态功能价值在当地生态系统服务功能中起到关键作用。该研究结果可为城市郊区小尺度森林生态功能的评估提供理论参考,为柳州市生态文明建设提供科学依据。     

山西油松人工林生态系统生物量、碳积累及其分布

油松是我国北方主要的造林树种之一,准确估计油松人工林生态系统的生物量及碳储存对研究区域人工林的碳储功能具有重要意义。本研究采用固定样地方法对38年生油松人工林的生物量、碳贮量及其空间分布进行测定,并估算了其净生产力与年净碳固定量。结果表明:(1)油松单木生物量与胸径和树高之间均存在着紧密的相关关系。林分平均生物量为145.35t.hm-2,其中乔木层为123.98t.hm-2,占林分生物量的85.30%。(2)油松人工林生态系统各组分碳含量为:树干0.5032gC.g-1,树皮0.4887gC.g-1,树枝0.5414gC.g-1,树叶0.4774gC.g-1,树根0.4862gC.g-1;灌木层0.4468gC.g-1;草本层0.4417gC.g-1;枯落物层0.4112gC.g-1;土壤层(0～100cm)0.0090gC.g-1,随土层深度增加各层次土壤碳含量逐渐减少。(3)油松人工林生态系统总碳贮量为172.95t.hm-2,各层碳贮量的大小顺序为土壤(0～100cm)(102.07t.hm-2)>乔木层(62.08t.hm-2)>枯落物层(7.75t.hm-2)>灌木层(0.58t.hm-2)>草本层(0.47t.hm-2)。油松各器官的碳贮量与其生物量呈正比,树干的生物量最大,其碳贮量也最大,占乔木层碳贮量的58.80%。(4)油松人工林年净生产力为10.19t.hm-2.a-1,有机碳年固定量为5.03tC.hm-2.a-1。     

中国国家森林公园碳储量及固碳速率的时空动态

森林生态系统在调节气候变化和维持碳平衡中具有重要作用。国家森林公园是森林保护的主要载体,探明其碳储量和固碳速率的变化对于森林生态系统的固碳能力评估和可持续经营管理具有重要意义。本研究采用生态系统过程模型CEVSA2模型,模拟了1982—2017年中国881处国家森林公园的碳密度、碳储量和固碳速率的空间分布特征。结果表明: 国家森林公园平均碳密度为255.18 t C·hm^-2,高于中国森林生态系统平均碳密度。2017年,国家森林公园总碳储量为3.56 Pg C,占全国森林生态系统总碳储量的11.0%~12.2%。1982—2017年国家森林公园平均固碳速率达到0.45 t C·hm^-2·a^-1,各地区国家森林公园固碳速率都在0.30 t C·hm^-2·a^-1以上。东北和西南地区国家森林公园的总碳储量最高。东北地区国家森林公园的土壤有机碳固碳速率最高,而华东和中南地区国家森林公园的植被碳固碳速率最高。国家森林公园面积占中国森林总面积的5.8%,在森林碳汇管理中占据着重要地位。准确评估国家森林公园的森林生长状况、固碳潜力和碳吸收特征,可为我国森林公园生态系统服务功能的总体评估提供借鉴和参考。     

基于QuickBird和CITYgreen的沈阳城市森林效益评价

利用2006年沈阳QuickBird遥感影像解译数据,以CITYgreen模型为基础,采取抽样技术,研究了沈阳市不同类型各郁闭度等级城市森林的固碳和污染物净化效益.结果表明：沈阳城区总碳储量0.51 Tg,价值1.26亿元;年固碳率6.85820 Mg,价值172.41万元;年净化污染物556.04 Mg,价值0.22亿元.其中生态公益林固碳和净化效益的贡献率最高,碳密度由大到小依次为附属林、风景游憩林、生产经营林、生态公益林和道路林;固碳率由大到小依次为生产经营林、风景游憩林、生态公益林、附属林和道路林;净化污染物能力由大到小依次为生产经营林、风景游憩林、附属林、生态公益林和道路林.不同城市森林类型的碳密度与其结构密切相关,高郁闭度下固碳和污染物净化能力皆高,低郁闭度下固碳和污染物净化能力取决于其结构的复杂程度.     

广州市十种森林生态系统的碳循环

为了探讨南亚热带森林生态系统碳循环的规律,在广泛收集资料和试验数据的基础上,对广州10种森林生态系统的碳循环进行研究.结果表明：10种森林生态系统的碳密度在108.35～151.85 t C·hm^-2,其中乔木层碳密度在10.85～48.86 t C·hm^-2,0～60 cm土壤层在87.74～99.01 t C·hm^-2,均低于全国平均水平;从大气流向植被层的碳流量为4.41～9.15 t C·hm^-2·a^-1,植被层流向土壤层的碳流量为0.74～2.06 t C·hm^-2·a^-1,土壤层流向大气层的碳流量为3.94～5.42 t C·hm^-2·a^-1,即系统从大气净吸收碳在0.47～4.97 t C·hm^-2·a^-1之间.各种林分的净系统生产力不同,阔叶林大于针叶林,混交林大于纯林,天然次生林大于人工林.     

南宁市几个功能区的植被群落结构特征分析

借助数量分析技术分析了广西南宁市植被结构特征。结果表明:(1)主要的绿化乔木有45种,灌木24种。这些植物基本上代表了南宁市绿化植物的主体,但在生物量比重等方面,还是少数种类占主要优势,亟待调整。(2)绿地植被群落的平均胸径与密度成极显著负相关,显示城市植被与自然植被的相似性,而总冠幅盖度与总密度和综合重要值之间成极显著正相关,则显示了城市人工植被的特殊性;(3)绿地面积与胸径成显著正相关,而与密度、冠幅盖度成极显著与近显著的负相关,与重要值成负相关,则显示空间资源对群落特征的影响与自然植被是相似的;(4)聚类分析与主分量分析反映了人工绿地的群体特征,分类结果与功能区划分基本一致,个别样地则不一致;无论格局多样化,还是格调较为均一的绿色景观,均反映了人文美学价值取向对绿地建设的影响;(5)整体上看,南宁市植被结构还存在较大的优化空间。     

豫东平原农区杨树-农作物复合生态系统的碳贮量

将豫东平原农区5a、9a、11 a和13a 4个林龄阶段的杨树-农作物复合系统分为林木、农作物、凋落物和土壤4个子系统,分别研究其碳贮量.结果表明：5a、9a、11a和13a杨树-农作物复合生态系统林木及凋落物的碳贮量分别为7.86、42.07、44.31和60.71 t·hm^-2;间作作物平均每年可吸收CO₂ 6.8 t·hm^-2;农田土壤碳贮量分别为45.55、51.06、55.94和60.49 t·hm^-2;杨树-农作物间作系统的总碳贮量分别达60.81、100.09、106.76和127.34 t·hm^-2,远高于单作农田（49.36 t·hm^-2).各年龄阶段杨树和土壤碳贮量占总碳贮量的比例最大,在87.1%～93.1%,而农作物和凋落物碳贮量比例较小,占总贮量的6.9%～12.9%.说明农林复合生态系统具有很强的吸收和固定碳的能力.     

百山祖国家公园公益林碳储量及分配特征

探讨区域尺度的碳储量及其空间分布特征,评估优势树种(组)的固碳能力,可为生态系统保护措施的制定提供数据参考。百山祖国家公园保存了我国东南沿海最为典型完整的中亚热带森林生态系统,但百山祖公园碳密度和碳储量的特征还不清楚。本研究以百山祖国家公园公益林为对象,利用森林资源一类清查数据,基于浙江省各优势树种(组)的相容性生物量方程,研究了不同优势树种(组)的碳密度、碳储量及其在不同区域的空间分布特征。结果表明:百山祖国家公园公益林乔木层的平均碳密度为58.12 t·hm^-2,碳储量为2088250.4 t;在优势树种(组)中,黄山松林、阔叶混交林和针阔混交林的碳密度分别为65.36、60.64和67.27 t·hm^-2,而软阔叶林和竹林的碳密度仅为29.23和16.12 t·hm^-2;幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林的碳储量占总碳储量的比例分别为17. 42%、16.10%、19.41%、39. 10%和7. 97%;就碳密度分布特征而言,庆元县的碳密度为62. 16t·hm-2,比龙泉市和景宁县的碳密度高7.02%和125.87%;在空间上表现为北部、中部和西南部较高,而东部相对较低;总体来看,在百山祖公国家公园中,中幼林的碳储量占总碳储量的33.52%,在生态系统保护措施中应加强中幼林抚育,提高森林固碳能力。     

广东韶关市公益林乔木层碳密度和碳储量研究

对韶关市公益林乔木层的优势树种和龄组的碳储量、碳密度和碳汇量进行分析。结果表明,韶关公益林乔木林碳储量为190.06 Tg,固碳总量优势树种以阔叶林为主,龄组以中幼林为主;平均碳密度为34.73 t·hm–2,随着龄组增加,树种的碳密度普遍呈增加趋势;公益林乔木林碳汇量为 23.90 万t·a–1,以中幼林的碳汇为主。提高阔叶林和中幼龄树种的单位面积蓄积量,是增加公益林有机碳储量和碳汇功能的主要途径。     

1999—2003年陕西省森林生态系统固碳释氧服务功能价值评估

基于陕西省森林生态系统的长期、连续定位观测,采用陕西省第6次森林资源清查数据,根据陕西省南北部气候差异显著的情况,采用森林在陕西南、北不同气候带下的实际生产力计算了森林生态系统固碳释氧的实物量。并采用市场价值法、费用代替法、替代工程法、Volume-derived biomass等方法估算森林生态系统固碳释氧服务功能的经济价值。结果表明:19992003年间,(1)陕西省北部森林生态系统年固碳量524.6×104t,年释氧量1404.6×104t,单位面积年固碳量1.364t/(hm.2a),单位面积年释氧量3.652t/(hm.2a)。(2)南部森林生态系统年固碳量1797×104t,年释氧量5918.9×104t,单位面积年固碳量3.459t/(hm.2a);南部单位面积年释氧量9.260t/(hm.2a)。陕西省南部森林生态功能明显优于北部森林。(3)从森林类型来看,林分单位面积生态功能最强,经济价值最大,疏林地的功能和价值则最小。(4)陕西省森林生态系统年固碳经济价值是328.27×108元,年释氧经济价值为732.35×108元,总价值1060.62×108元。(5)文中对陕西省优势树种固碳释氧功能的计算由于未能按照不同林龄分别计算,存在一定误差,需要进行更为深入、细致的研究。     

城市森林碳汇及其抵消能源碳排放效果——以广州为例

城市森林及其管理相关政策作为减少CO₂排放的有效策略得到了较为广泛的关注。采用材积源生物量方程与净初级生产力方法来定量分析了广州市城市森林碳储量和碳固定量,根据化石能源使用量及其碳排放因子核算了广州城市能源碳排放,最后评估了城市森林碳抵消效果。结果显示广州市城市森林碳储量为654.42×10⁴t,平均碳密度为28.81 t/hm²,而森林碳固定量为658732 t/a,平均固碳率为2.90 t·hm^-2·a^-1。2005-2010年广州市年均能源碳排放则达到2907.41×10⁴t。广州城市森林碳储量约为城市年均能源碳排放的22.51%,其通过碳固定年均能够抵消年均碳排放的2.27%,不过从城市森林综合效益来看其仍是城市低碳发展重要举措之一。分析了林型组成和林龄结构对于广州森林碳储量和碳固定量的影响,并从森林管理角度为城市森林碳汇提升提出建议。这些结果和讨论有助于评估城市森林碳汇在抵消碳排放中所起的效果。