吉林省森林生态系统的碳储量、碳密度及其分布

利用森林资源二类调查汇总数据和标准地实测数据,研究吉林省森林生态系统的碳密度、碳储量及其组分和分布特征.结果表明:吉林省森林生态系统碳储量为1827.293TgC,其中乔木层、灌草层、枯落物层和土壤层的碳储量分别为439.152、5.195、45.600和1330.466TgC,分别占总碳量的24.1%、0.3%、2.5%和73.1%.吉林省森林生态系统碳密度为225.304MgC.hm-2,各层碳密度的大小顺序为土壤层(164.666MgC.hm-2)>乔木层(54.352MgC.hm-2)>枯落物层(5.644MgC.hm-2)>灌草层(0.643MgC.hm-2).不同类型森林生态系统碳储量在9.357～959.716TgC,碳密度在180.648～254.627MgC.hm-2之间,各林型分配特征表现为土壤层最大、灌草层最小.全省森林生态系统碳储量和碳密度的空间分布总体上为东部山区高、中西部平原地区低.吉林省森林中中龄林分比重大,若对现有森林加以更好的管理,可以增加其碳吸存潜力.     

青海省森林土壤有机碳氮储量及其垂直分布特征

森林土壤在调节森林生态系统碳、氮循环和减缓全球气候变化中起着关键的作用。但是,由于林型、林龄以及环境因子(海拔)的差异,至今对于森林土壤碳、氮储量的估算依然存在极大的不确定性。因此,利用森林土壤实测数据估算了青海森林土壤有机碳、氮密度和碳、氮储量,分析了土壤有机碳、氮密度的垂直分布格局。结果表明:1)土壤有机碳密度随海拔的增加呈单峰曲线变化,在海拔3100—3400 m达到最大34.33 kg/m~2;氮密度随海拔的增加而增加,范围为1.39—2.93 kg/m~2。2)在0—30 cm土层,土壤有机碳、氮密度均随土层的增加而降低,范围分别为3.84—4.63 kg/m~2、0.22—0.27 kg/m~2。3)青海省森林土壤碳储量为1098.70 Tg,氮储量为61.78 Tg。4)海拔与氮含量和密度之间存在极显著正相关关系(P0.01,P0.01)。土层深度与有机碳含量存在极显著负相关关系(P0.01);与有机碳密度、氮密度存在极显著正相关关系(P0.01,P0.01)。说明海拔和土层是影响青海省森林土壤有机碳、氮分布的关键因子。     

甘肃省森林碳储量现状与固碳速率北大核心CSCD

针对森林碳平衡再评估的重要性和区域尺度森林生态系统碳库量化分配的不确定性,该研究依据全国森林资源连续清查结果中甘肃省各森林类型分布的面积与蓄积比重以及林龄和起源等要素,在甘肃省布设212个样地,经野外调查与采样、室内分析,并对典型样地信息按照面积权重进行尺度扩展,估算了甘肃省森林生态系统碳储量及其分布特征。结果表明:甘肃省森林生态系统总碳储量为612.43 TgC,其中植被生物量碳为179.04 TgC,土壤碳为433.39 TgC。天然林是甘肃省碳储量的主要贡献者,其值为501.42 TgC,是人工林的4.52倍。天然林和人工林的植被碳密度均表现为随林龄的增加而增加的趋势,同一龄组天然林植被碳密度高于人工林。天然林土壤碳密度从幼龄林到过熟林逐渐增加,但人工林土壤碳密度最大值主要为近熟林。全省森林植被碳密度均值为72.43 Mg C·hm–2,天然林和人工林分别为90.52和33.79 Mg C·hm–2。基于森林清查资料和标准样地实测数据,估算出全省天然林和人工林在1996年的植被碳储量为132.47和12.81 TgC,2011年分别为152.41和26.63 TgC,平均固碳速率分别为1.33和0.92 TgC·a–1。甘肃省幼、中龄林面积比重较大,占全省的62.28%,根据碳密度随林龄的动态变化特征,预测这些低龄林将发挥巨大的碳汇潜力。     

四川省森林植被碳储量的空间分异特征

森林植被碳储量的空间分异特征研究可为以减排增汇为目标的森林生态系统碳库管理提供重要的基础数据.根据实测的林分含碳量和区域生物量-蓄积量回归模型计算了四川省森林植被碳储量,使用ArcGIS软件绘制和分析了四川森林植被碳储量的空间分异特征.结果表明,四川省森林植被的平均碳密度为38.04 MgC·hm-2(12.15～59.51 MgC·hm-2).受青藏高原隆升和人类活动干扰及其叠加效应的影响,四川森林植被碳密度空间分异明显,总体上表现出随纬度、海拔高度和坡度的增加而增加,随经度的增加而减小,高海拔地区和陡坡地带具有较高的碳密度.减少人类活动对森林的破坏及采取森林分区经营管理是稳定和增强四川森林碳汇功能的有效途径.     

辽东山区典型森林生态系统碳密度

以辽东山区典型森林生态系统为研究对象,通过系统的样地调查并结合辽宁省2009年森林资源二类调查资料,利用异速生长方程和植被类型法对典型森林生态系统不同组分碳密度及碳储量进行估算.结果显示,辽东山区森林生态系统碳密度为300.050Mg· hm-2,各层碳密度的大小顺序为:土壤层(232.452 Mg·hm-2)＞乔木层( 63.237Mg · hm-2)＞凋落物层(3.529 Mg·hm-2)＞灌木层(0.558 Mg · hm-2)＞草本层(0.274Mg·hm-2).乔木层碳密度随着林龄的增加而增大,灌木层碳密度随着林龄的增加而减小,土壤、草本和凋落物层碳密度在不同龄组间的变化没有明显的规律性.辽东山区305.852×104 hm2的生态系统碳储量为917.709 Tg C,其中生物量碳储量为206.751Tg C,土壤碳储量为710.959 Tg C,土壤碳储量是生物量碳储量的3.44倍.通过比较本次调查结果与以往研究结果发现,利用森林清查资料,由于低估了幼龄林的乔木碳密度,导致辽东山区的乔木碳储量低估,且以往研究中用简单的换算系数高估了林下植被碳密度,但远低估了土壤碳密度.     

深圳市森林植被碳储量特征及其空间分布

基于2005年深圳市森林资源二类调查资料数据,采用材积源生物量法,计测深圳市森林植被碳储量和碳密度,分析了深圳市森林植被碳储量空间分布格局。结果表明,2005年深圳市森林植被总碳储量为225.04×104Mg,平均碳密度为25.63Mg C.hm-2。深圳市各区的森林植被碳储量空间分布上有显著差异。表现为龙岗区(123.13×104Mg)>宝安区(46.70×104Mg)>盐田区(20.49×104Mg)>罗湖区(14.75×104Mg)>南山区(12.79×104Mg)>福田区(5.63×104Mg)>保护区(1.57×104Mg)。各区碳密度分布为盐田区(46.18Mg C.hm-2)>福田区(37.63 Mg C.hm-2)>罗湖区(36.78Mg C.hm-2)>龙岗区(26.60Mg C.hm-2)>保护区>(24.19 Mg C.hm-2)>宝安区(19.53 Mg C.hm-2),与碳储量大小分布无明显相关。深圳市乔木林碳储量为146.11×104Mg,以中幼龄林为主,占73.2%,平均碳密度为30.76Mg C.hm-2。根据森林植被碳储量与碳密度的空间差异性对深圳市森林进行了区划,并分区提出了提高深圳市森林碳吸存能力的有效措施。     

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.     

四川森林植被碳储量的时空变化

利用平均木法建立森林生物量与蓄积量模型,结合四川森林资源二类调查数据,研究了森林碳密度和碳储量的时空变化.结果表明 四川森林碳储量从1974年的300.02 Tg增加到2004年的469.96 Tg,年均增长率1.51%,表明其是CO2的"汇".由于人工林面积的增加,森林植被的平均碳密度从49.91 Mg·hm-2减少到37.39 Mg·hm-2.四川森林碳储量存在空间差异性,表现为川西北高山峡谷区＞川西南山区＞盆周低山区＞盆地丘陵区＞川西平原区.森林碳密度由东南向西北呈现逐渐增加趋势,即盆地丘陵区＜川西平原区＜川西南山区＜盆周低山区＜川西北高山峡谷区.通过分区森林经营与管理将提高四川森林的碳吸存能力.     

广东省桉树人工林土壤有机碳密度及其影响因子

研究了广东省粤北、粤东、粤西和珠江三角洲4个地区桉树人工林土壤有机碳含量和有机碳密度,以及土壤有机碳密度的主要影响因子.结果表明:土壤A层和B层有机碳含量分别为(23.94±2.97)g·kg-1和(9.68±1.05)g·kg-1,二者差异显著;A层和B层有机碳密度分别为(27.64±7.72)t·hm-2和(108.36±9.37)t·hm-2,有显著差异;0～50 cm土层有机碳密度为(66.72±6.53)t·hm-2,略高于同一地区马尾松和杉木人工林.有机碳密度与海拔、A层和B层土壤总孔隙度、毛管孔隙度、毛管持水量和全氮含量呈显著正相关;土壤毛管孔隙度、毛管持水量和pH值是影响有机碳密度的主导因子.     

1997-2006年中国城市建成区有机碳储量的估算

随着城市区域碳排放的增加,城市碳循环在全球碳循环中的地位越来越重要,而城市碳排放和碳储量的估算是城市碳循环研究的基础.本研究利用统计资料,参考国内外相关研究成果,对1997-2006年中国城市建成区有机碳储量进行估算.结果表明:1997-2006年,中国城市建成区总有机碳储量呈上升趋势,由0.13 ～0.19 Pg C(平均值为0.16 Pg C)增加到0.28 ～0.41 Pg C(平均值为0.34 Pg C);建成区有机碳密度由9.86 ～ 14.03 kg C·m-2 (平均值为11.95 kg C·m-2)增加到10.54～15.54 kg C·m-2(平均值为13.04 kg C·m-2).建成区的有机碳主要储存在土壤中,其次是建筑物和绿地,居民有机体的碳储量可忽略不计.1997和2006年,土壤、建筑物、绿地和居民有机体在总碳库中的比例分别为78％、12％、9％、1％和73％、16％、10％、1％.     

中国森林生态系统碳汇现状与潜力

巩固和提升森林碳汇，是实现中国“碳中和”目标的重要路径之一。研究总结梳理了近10年来有关中国森林碳储量及其变化的研究文献，一方面在于探明中国森林碳汇现状和潜力以及对实现“碳中和”的贡献，同时分析当前森林碳汇计量与模拟预测研究的差距与不足，更好地支撑国家碳中和实施路径与行动方案。通过整合分析，1999—2018年间中国森林生态系统碳储量年均增长量约(208.0±44.5)TgC/a或(762.0±163.2)TgCO₂-eq/a,其中生物质、死有机质和土壤有机碳库的年均增长量分别约为(168.8±42.4)TgC/a、(12.5±8.1)TgC/a和(26.7±10.9)TgC/a。此外，木质林产品和森林之外的其它林木碳储量分别增长(49.0±15.1)TgC/a和(12.0±11.1)TgC/a。预计中国乔木林生物质碳储量年变化量将从1999—2018年间的(145.9±38.3)TgC/a增长至2030—2039年间的(171.9±60.5)TgC/a,到2050—2059年间逐渐下降至(146.9±57.7)TgC/a。2050—2059年间中国森林生态系统碳...     

川西亚高山5种森林生态系统的碳格局

 采用样方法研究了川西亚高山白桦(Betula platyphylla)林(BF)、针阔混交林(MF)、岷江冷杉(Abies faxoniana)林(FF)、紫果云杉(Picea purpurea)林(SF)和方枝柏(Sabina saltuaria)林(CF)的碳贮量、组成及其分布格局。结果表明: 1)在5种森林生态系统中, 土壤碳含量和碳贮量都随土壤深度的增加而极显著地降低, 且与土壤深度之间有较好的线性关系; 2)地被物碳贮量分别为SF(23.97±1.77) > FF(21.35±3.64) > MF(11.78±1.21)>CF(9.09±0.91) >BF(8.16±1.34 10³ kg C·hm^–2), 对生态系统总碳贮量的贡献率差异不显著, 约占3%~4%; 3)乔木层对植物碳贮量贡献最多, 根系碳贮量占植物碳贮量的比例在13%~19%之间; 4)SF和FF的碳贮存以植物为主, MF、BF和CF的碳贮存则以土壤为主; 5)整个生态系统的碳贮量依次为SF(729.92±43.49)>FF(618.86±53.97)>MF(353.88±21.76)>BF(247.79± 17.15)>CF(244.52±18.70 10³ kg C·hm^–2), 差异显著, 对应的短期碳固定能力则依次为2.97、3.80、5.15、3.33和4.84 10³ kg C·hm^–2·a^–1。在没有破坏性干扰前提下, 川西亚高山次生林恢复是大气中碳沉降的潜在碳汇。合适的树种及其搭配比例、造林模式和森林生态系统管理对策, 是促进该区域植被快速恢复和增加碳贮存的关键。     

四川省及重庆地区森林植被碳储量动态

四川省及重庆市地区森林植被是我国第二大林区-西南林区的主体,位于"世界第三极"--青藏高原东缘.在建立森林乔木层生物量与蓄积量回归模型的基础上,按林分类型测定含碳量,结合四川4次森林资源清查数据,估算了不同时段的碳储量.各林分类型含碳量在46.75%～54.89%之间,平均含碳量为51.09%,针叶林平均含碳量(52.82%)大于阔叶林(49.37%);四川森林植被碳储量从1988年的383.04TgC增加到2003年的523.57TgC,增加了140.53TgC,年均增长率2.11%,比全国年均增长率高出0.22%,表明四川森林植被是CO2的一个汇.4次调查的森林植被平均碳密度分别为38.93、38.68、39.17、41.66MgC/hm2,呈现增加趋势,表明森林植被的碳汇功能不断加强;成熟林碳储量占同期的64.15%、63.89%、65.33%、60.82%,但所占比重呈下降的趋势,幼中林碳储量的比重不断上升,表明森林植被的碳吸存潜力大;森林植被碳储量主要分布在天然林中,占同期碳储量的90%以上,但人工林的碳储能力正在逐步提高,人工林碳年均增长率(7.17%)明显大于天然林(1.83%),表明人工林将在研究区域森林植被碳汇功能中扮演重要的角色.研究区森林植被碳储量占同期全国碳储量的比例呈增加趋势,可见,研究区森林植被在全国森林碳汇中具有重要的作用和地位.     

森林碳库特征及驱动因子分析研究进展

森林碳库作为全球碳库的重要组成部分,在区域以及全球碳循环中发挥重要作用。森林生态系统有机碳库主要由3部分组成:活植物碳库、土壤有机质碳库和死植物体碳库。各碳库时空差异很大,使研究森林碳储存机制存在很大的不确定性。在全球或者区域尺度上,森林生物量(与森林碳储量密切相关)呈现出清晰的分布格局,但对于这些格局的驱动因子与地上生物量的相关关系和尺度外推程度尚有很大的争议。分别讨论了气候、土壤、地形和生物因子对地上生物量的影响;而后,从各生态因子与地上生物量之间的直接或者间接关系入手,分析了各因子与生物量之间的交互作用,认为目前运用相同的处理方式来研究环境因子和生物因子对森林生物量的影响是不合适的。文章最后介绍两种新的研究方法:层次模型和生境分类,以期用来重新评估生态因子对森林生物量的影响,有助于更准确的了解森林碳储存机制。     

瓦屋山扁刺栲-中华木荷常绿阔叶次生林土壤有机碳组分特征

次生林在全球碳循环中占有重要地位,为了研究中国中亚热带次生林土壤有机碳组分特征,以四川瓦屋山中山段扁刺栲-中华木荷常绿阔叶次生林为对象,通过挖取土壤剖面分层(0—10、10—40、40—70 cm和70—100 cm)取样方式,研究土壤各有机碳组分特征。结果表明:土壤有机碳、微生物生物量碳、可浸提溶解性有机碳和易氧化碳含量均随土层深度增加而减小,0—10 cm土层有机碳含量为121.89 g/kg,高于已报道的亚热带其他常绿阔叶林和四川各类森林;0—10 cm层微生物生物量碳含量为1931.82 mg/kg,可浸提溶解性有机碳含量为697.42 mg/kg,易氧化碳含量为20.98 g/kg,高于已报道的许多相似天然林和人工林活性碳含量。土壤有机碳储量为154.87 t/hm2,在四川省各类森林中处于中等水平。研究表明瓦屋山扁刺栲-中华木荷常绿阔叶次生林活性碳含量较大,微生物活动和养分流动较为活跃,凋落物层转化为土壤碳的潜力较大,这类生态系统可能会在区域碳循环过程中扮演更为重要的角色。     

Changes in soil carbon with stand age – an evaluation of a modelling method with empirical data

Forest soils store a substantial amount of carbon, often more than the forest vegetation does. Estimates of the amount of soil carbon, and in particular estimates of changes in these amounts are still inaccurate. Measuring soil carbon is laborious, and measurements taken at a few statistically unrepresentative sites are difficult to scale to larger areas. We combined a simple dynamic model of soil carbon with litter production estimated on the basis of stand parameters, models of tree allometry and biomass turnover rates of different biomass components. This integrated method was used to simulate soil carbon as forest stands develop. The results were compared with measurements of soil carbon from 64 forest sites in southern Finland. Measured carbon stocks in the organic soil layer increased by an average of 4.7±1.4 g m^?2 a^?1 with increasing stand age and no significant changes were measured in the amount of carbon in mineral soil. Our integrated method indicated that soil carbon stocks declined to a minimum 20 years after clear‐cutting and the subsequent increase in the soil carbon stock (F/H ? 1 m) was 5.8±1.0 g m^?2 a^?1 averaged over the period to next harvesting (～125 years). Simulated soil carbon accumulation slowed down considerably in stands older than 50 years. The carbon stock measured (F/H ? 1 m) for the study area averaged 6.8±2.5 kg m^?2. The simulated carbon stock in soil was 7.0±0.6 kg m^?2 on average. These tests of the validity of the integrated model suggest that this method is suitable for estimating the amount of carbon in soil and its changes on regional scales.     

Organic carbon stocks and sequestration rates of forest soils in Germany

The National Forest Soil Inventory (NFSI) provides the Greenhouse Gas Reporting in Germany with a quantitative assessment of organic carbon (C) stocks and changes in forest soils. Carbon stocks of the organic layer and the mineral topsoil (30 cm) were estimated on the basis of ca. 1.800 plots sampled from 1987 to 1992 and resampled from 2006 to 2008 on a nationwide grid of 8 × 8 km. Organic layer C stock estimates were attributed to surveyed forest stands and CORINE land cover data. Mineral soil C stock estimates were linked with the distribution of dominant soil types according to the Soil Map of Germany (1 : 1 000 000) and subsequently related to the forest area. It appears that the C pool of the organic layer was largely depending on tree species and parent material, whereas the C pool of the mineral soil varied among soil groups. We identified the organic layer C pool as stable although C was significantly sequestered under coniferous forest at lowland sites. The mineral soils, however, sequestered 0.41 Mg C ha^?1 yr^?1. Carbon pool changes were supposed to depend on stand age and forest transformation as well as an enhanced biomass input. Carbon stock changes were clearly attributed to parent material and soil groups as sandy soils sequestered higher amounts of C, whereas clayey and calcareous soils showed small gains and in some cases even losses of soil C. We further showed that the largest part of the overall sample variance was not explained by fine‐earth stock variances, rather by the C concentrations variance. The applied uncertainty analyses in this study link the variability of strata with measurement errors. In accordance to other studies for Central Europe, the results showed that the applied method enabled a reliable nationwide quantification of the soil C pool development for a certain period.     

林火干扰对广东木荷林生态系统碳库的影响

森林碳库在调节CO₂浓度及减缓温室效应中发挥重要作用。选择广东木荷林为研究对象,通过相邻样地法,进行植被生物量、凋落物生物量和土壤样品的采样与分析,研究不同林火干扰强度对生态系统各碳库(植被、凋落物和土壤有机碳)及生态系统碳库产生的变化规律和空间分布格局及其影响因素。结果表明:(1)植被碳密度随着林火干扰强度增强而减少,但不同组分的植被碳密度表现不同,乔木碳密度在不同林火干扰强度下变化与植被碳密度变化一致,而草本碳密度则呈现相反的变化趋势。相同林火干扰强度下,植被各组分碳密度均以乔木层降低幅度最大。林火干扰均显著降低了凋落物碳密度(P<0.05),并随林火干扰强度的增加其降低幅度增大,但不同林火干扰强度对凋落物碳密度的影响有所差异。林火干扰降低了土壤有机碳密度,且降低幅度随土层深度增加而逐渐变小。(2)林火干扰有效改变了生态系统碳库的空间分布格局。对照样地木荷林土壤有机碳库占比为61.59%,重度林火干扰后,土壤有机碳库占比为70.96%呈上升趋势,占生态系统碳库的优势地位,而植被和凋落物碳库占比呈下降趋势,处于生态系统碳库的次要地位。(3)双因素方差分析表明,林火干扰强度和土层深度及其交互作用均对土壤有机碳密度有显著影响。林火干扰强度解释了土壤有机碳密度变异的8.78%,土层深度解释了土壤有机碳密度变异的70.29%,林火干扰强度和土层深度之间的交互作用解释了土壤有机碳密度变异的8.16%。研究发现:林火干扰降低了生态系统碳库,且随林火干扰强度增加,生态系统碳库减少幅度增大。轻度林火干扰对森林生态系统碳库的影响差异不显著,而中度和重度林火干扰对森林生态系统碳库的影响差异显著。研究结果对深化亚热带森林固碳效应的影响机制提供理论支撑。