2005—2007年大兴安岭林火释放碳量

根据野外火烧迹地调查,比较过火前后归一化植被指数的差异,计算2005—2007年大兴安岭林区各种可燃物类型的过火面积、火烧消耗的可燃物量,对森林火烧程度进行分级,并利用植物平均含碳率估算林火释放碳量.结果表明：2005—2007年大兴安岭林区总过火面积为436512.5 hm²,其中轻度、中度和重度火烧面积分别为207178.4、150159.2和79159.4 hm².这些火烧消耗可燃物量为3.9×10⁶ t,释放碳1.76×10⁶ t,其中落叶松林、针阔混交林、阔叶林和草地燃烧释放的碳量分别为0.34×10⁶、0.83×10⁶、0.27×10⁶和0.32×10⁶ t.     

1965–2010年大兴安岭森林火灾碳排放的估算研究

 火干扰是森林生态系统的重要干扰因子, 是导致植被和土壤碳储量发生变化的重要原因。火干扰所排放的含碳气体对气候变化具有重要的影响。科学有效地对森林火灾所排放的碳进行计量, 对了解区域和全球的碳平衡及碳循环具有重要的意义。根据大兴安岭森林资源调查数据和1965–2010年森林火灾统计资料, 利用地理信息系统GIS (geographic information system)技术, 通过野外火烧迹地调查与室内控制环境实验相结合的方法确定各种计量参数, 从林分水平上, 采用排放因子法, 估算了大兴安岭1965–2010年46年间森林火灾所排放的碳和含碳气体量。结果表明: 大兴安岭46年间森林火灾排放的碳为2.93 × 10⁷ t, 年平均排放量为6.38 × 10⁵ t, 约占全国年均森林火灾碳排放量的5.64%; 含碳气体CO₂、CO、CH₄和非甲烷烃(NMHC)的排放量分别为1.02 × 10⁸、9.41 × 10⁶、5.41 × 10⁵和2.11 × 10⁵ t, 含碳气体CO₂、CO、CH₄和NMHC的年均排放量分别为2.22 × 10⁶、2.05 × 10⁵、1.18 × 10⁴和4.59 × 10³ t, 分别占全国年均森林火灾各含碳气体排放量的5.46%、7.56%、10.54%和4.06%; 针阔混交林燃烧效率较低, 虽然火烧面积占总过火面积的21.23%, 但排放的碳只占总排放量的7.81%, 为此提出了相应的林火管理策略。     

大兴安岭呼中林区火烧迹地粗木质残体特征

对大兴安岭呼中林区不同年份火烧迹地的粗木质残体特征进行了研究.结果表明：呼中林区火烧迹地粗木质残体贮量在24.87～180.98 m³·hm^-2,其中倒木和枯立木分别为6.03～93.91 m³·hm^-2和15.29～138.37 m³·hm^-2,且不同年份火烧迹地之间差异显著;倒木、枯立木所占比例分别为24.26％～86.00％和14.01％～75.4％,且不同年份火烧迹地之间差异显著;倒木和枯立木的优势径级分别为2.50～20 cm和1.50～15 m, 优势长度分别为2.50～15 cm和5～20 m;随着火烧迹地的恢复,粗木质残体贮量的动态变化不明显.粗木质残体特征与火前林分条件和火烧强度密切相关.     

1985-2030年江西泰和县森林植被碳储量的时空动态

根据第6次森林清查小班数据,运用生物量转换因子法和平均生物量法估算了2003年江西省泰和县森林植被的生物量和碳储量,采用空间替代时间的方法,利用Logistic方程拟合了泰和主要森林类型年龄与碳密度的曲线关系,并结合小班轮伐信息,估算了全县1985—2003年的植被生物量和碳储量,分析了期间的时空动态特征,并以2003年为基准年,假定到2020、2030年泰和县森林植被面积保持稳定、且不考虑轮伐期,推算了此情景下2020、2030年泰和县植被碳储量.结果表明：2003年,泰和县森林林分总面积15.74×10⁴ hm²,总生物量6.71 Tg,植被碳储量4.14 Tg C,平均碳密度26.31 t C·hm^{- 2}. 1985、1994、2003、2020、2030年泰和县森林植被碳储量分别为1.06、2.83、4.14、5.65和6.35Tg C,森林植被碳密度的空间分布由东西部向中部递减.人工造林使泰和县林分面积大幅增加,全县森林植被的固碳能力明显增强.     

大兴安岭小尺度草甸火燃烧效率研究

燃烧效率是进行生物质燃烧温室气体释放量计算的关键因子,以大兴安岭典型草甸区为研究区域,通过样地调查和采样,应用GIS和地统计学的方法对燃烧格局和燃烧效率进行计算。结果表明:研究区域内草甸可燃物的平均载量为37.3t/hm²,草本层、枯落物层和腐殖层载量平均所占比例分别为18.50%,28.95%和52.55%。样地的块金系数分别在80.84%-97.88%之间变化,过火迹地的燃烧深度具有弱的空间相关性。研究区域内平均燃烧效率为64.51%,根据不同的火烧强度,研究区域的燃烧效率在44.35%-90.6%之间变化。     

基于林业清查资料的桂西北植被碳空间分布及其变化特征

基于2005-2010年林业资源清查数据,采用材积源生物量法,运用地理信息系统技术,估算和分析了桂西北植被碳密度及其储量的空间分布及其变化。结果显示:(1) 研究区域从2005年到2010年呈现碳汇变化趋势,植被碳储量由4.19×10⁴t增加到4.27×10⁴t(增幅为1.84%),植被碳密度从29.04t/hm²增加到29.57 t/hm²。(2) 从治理措施、林种起源方式及林种类型来看,自然保护区的植被碳密度最大,超过40 t/hm²。2005-2010年,人工植苗、直播、飞播和萌生方式植被碳密度增加,退耕还林工程的植被碳密度均呈明显增长(增加3.00 t/hm²),所有林种碳密度都呈不同程度的增长。 (3)植被碳密度空间分布上,大致表现为西部高、中东部低,北部高、南部低。西部区植被碳密度均值超过40 t/hm²,中东部区植被碳密度均值低于25 t/hm²。植被碳密度变化在空间分布上表现为无论是非喀斯特区还是喀斯特区的植被碳密度都有增长趋势,其中有7个县市植被碳密度升级为更高等级。研究表明,随着退耕还林、生态移民等治理措施的实施,区域植被碳密度显著增加,生态环境好转。     

基于NBR指数分析大兴安岭呼中森林过火区的林火烈度

基于TM影像和3S技术手段,利用NBR指数对1986—2010年大兴安岭呼中林区森林过火区林火烈度进行了定量评价,分析了林火烈度与植被类型、海拔、坡度和坡向等环境因子的关系.结果表明:呼中林区的林火发生次数和面积年际变化明显,每年6—8月是林火的高发期,重度火烧区占总过火面积的84.2%.过火区中,兴安落叶松林占89.9%;海拔1000～1500m区域占68.8%;东、南、西、北4个坡向的过火面积占62.5%,阴、阳坡过火面积差异不明显;坡度15～25°的斜坡区域过火面积占38.4%.不同程度林火烈度的过火面积由大到小依次为重度火>中度火>轻度火>未过火,其中,重度火过火面积>70%,中度火过火面积在10%左右,轻度火和未过火的过火面积<5%.呼中林区林火烈度以重度火为主,对森林资源的破坏程度极大.在大兴安岭林区的林火管理中,应尽早开展森林可燃物处理工作,以降低林火烈度,保障森林生态系统的安全.     

贵州省退耕还林还草潜在碳汇效益评估

作为我国的一项重要生态工程,退耕还林不仅有利于生态保护,对提升森林碳汇功能、实现碳中和目标也具有重要意义。以退耕还林的碳汇效益为目标,对贵州省退耕还林的潜在碳汇效益进行评估,在对耕地条件及退耕还林还草目标进行分析的基础上,根据坡度、石漠化程度和土壤重金属污染等退耕要求确定出需要退耕的区域;采用随机森林分类算法对地形、气候、土壤等影响植被生长的关键因子进行分类,进而对退耕地的宜林宜草宜灌适宜性进行评价,根据评价结果对贵州省的主要植被类型碳汇因子进行修正,得到不同植被的固碳率并据此对退耕还林工程的碳汇潜力进行评估。结果显示：（1）贵州省现有25°以上陡坡耕地82.5万hm²,重要水源地15-25°坡耕地7.9万hm²,严重石漠化耕地25.1万hm²,受重金属镉、铅、锌严重污染的耕地分别为9.3万hm²、21.7万hm²和6.9万hm²;（2）降雨量、海拔和≥10℃积温是影响植被生长的3个重要自然因子,131.9万hm²待退耕地中,宜林、宜草和宜灌地的面积分别为63.5万hm²、38.7万hm²和29.7万hm²;（3）贵州省新一轮退耕还林还草工程的碳汇潜力巨大并以林地碳汇最大,林地、灌木、草地碳汇增量分别为1779万t、293万t和45万t,碳汇总收益可达2117万t,对实现碳中和目标具有积极作用。     

滇中高原云南松林枯落物输入对土壤碳氮储量及其分布格局的影响

为了更好地理解土壤碳氮对枯落物输入变化的响应,通过枯落物添加与去除实验（DIRT）对滇中高原云南松林枯落物输入变化对土壤碳氮储量及其分布格局的影响进行了研究。2018年3月至2019年2月分别设置6种枯落物输处理,分别为对照（CO）、去除枯落物（NL）、双倍枯落物（DL）、去除根系（NR）、无输入（NI）以及去除有机层与A层（O/A-Less）,研究了不同处理条件下土壤剖面上碳氮储量的分布规律。研究结果表明：（1）不同处理全碳储量为134.49-170.92 t/hm²,全碳储量在不同处理间表现为：S_C（NL）=170.92 t/hm² > S_C（CO）=168.10 t/hm² > S_C（NR）=153.26 t/hm² > S_C（NI）=147.20 t/hm² > S_{C（O/A-Less）}=143.54 t/hm² > S_C（DL）=134.49 t/hm²,不同处理0-20 cm土层全碳储量占0-60 cm土层全碳储量的40.86%-53.56%;不同处理全氮储量表现为：S_N（CO）=11.83 t/hm² > S_N（NL）=9.70 t/hm² > S_N（DL）=8.70 t/hm² > S_N（NR）=8.35 t/hm² > S_{N（O/A-Less）}=8.21 t/hm² > S_N（NI）=8.09 t/hm²。不同处理0-20 cm土层的全氮储量占0-60 cm土层全氮储量的39.28%-46.04%。云南松林地枯落物添加去除实验发现去除枯落物短期内可以增加土壤碳储量,其他处理均在一定程度上减少了土壤碳氮储量。（2）地上枯落物输入对表层（0-20 cm）土壤碳氮影响显著,根系输入对深层（20-40 cm）土壤碳氮影响显著;（3）土壤C、N存在耦合关系,不同处理土壤全碳含量与全氮含量极显著正相关,并且土壤全碳含量与土壤各化学计量比均呈极显著正相关关系;土壤容重与土壤碳氮含量具有极显著负相关关系。     

亚热带4种森林凋落物量及其动态特征

通过对枫香林、樟树林、马尾松林、樟树—马尾松混交林4种森林生态系统的凋落物数量及组成进行为期1a的定位研究。结果表明,樟树—马尾松混交林的年凋落总量(4.30 t.hm^-2)＞枫香林(3.66 t.hm^-2)＞马尾松林(3.41 t.hm^-2)＞樟树林(3.26 t.hm^-2)。各组分凋落物中,凋落叶占绝对优势(70%以上),表现为樟树—马尾松混交林(3.09 t.hm^-2)＞枫香林(2.78 t.hm^-2)＞马尾松林(2.46 t.hm^-2)＞樟树林(2.32 t.hm^-2);凋落枝表现为樟树—马尾松混交林(0.73 t.hm^-2)＞樟树林(0.53 t.hm^-2)＞马尾松林(0.30 t.hm^-2)＞枫香林(0.22 t.hm^-2);凋落果表现为马尾松林(0.37 t.hm^-2)＞樟树—马尾松混交林(0.17 t.hm^-2)＞枫香林(0.12 t.hm^-2)＞樟树林(0.09 t.hm^-2);碎屑表现为枫香林(0.55 t.hm^-2)＞樟树林(0.33 t.hm^-2)＞樟树—马尾松混交林(0.31 t.hm^-2)＞马尾松林(0.27 t.hm^-2)。枫香和樟树林年凋落量的最大值分别在10月(1.22 t.hm^-2)和8月(0.58 t.hm^-2),而马尾松林和混交林年凋落量的最大值都在11月(分别为0.77 t.hm^-2和1.23 t.hm^-2)。     

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。     

1953-2011年小兴安岭森林火灾含碳气体排放的估算

根据1953-2011年小兴安岭森林调查数据和森林火灾统计资料,结合野外火烧迹地调查与室内控制试验数据,估算了小兴安岭1953-2011年森林火灾的碳排放量和含碳气体排放量.结果表明: 1953-2011年小兴安岭森林火灾的总碳排放量为1.12×10⁷ t,年均排放量为1.90×10⁵ t,约占全国年均森林火灾碳排放量的1.7%;其中,含碳气体CO₂、CO、CH₄和非甲烷烃(NMHC)的排放量分别为3.39×10⁷、1.94×10₅、1.09×10⁵和7.46×10⁴ t,相应年均排放量5.74×10⁵、3.29×10⁴、1.85×10³、1.27×10³ t分别占全国年均森林火灾含碳气体排放量的1.4%、1.2%、1.7%和1.1%.不同林型的燃烧效率和单位过火面积的碳排放量均为针叶林＞阔叶林＞针阔混交林.最后提出了合理的林火管理措施.     

Controls on carbon consumption during Alaskan wildland fires

A method was developed to estimate carbon consumed during wildland fires in interior Alaska based on medium‐spatial scale data (60 m cell size) generated on a daily basis. Carbon consumption estimates were developed for 41 fire events in the large fire year of 2004 and 34 fire events from the small fire years of 2006–2008. Total carbon consumed during the large fire year (2.72 × 10⁶ ha burned) was 64.7 Tg C, and the average carbon consumption during the small fire years (0.09 × 10⁶ ha burned) was 1.3 Tg C. Uncertainties for the annual carbon emissions ranged from 13% to 21%. Carbon consumed from burning of black spruce forests represented 76% of the total during large fire years and 57% during small fire years. This was the result of the widespread distribution of black spruce forests across the landscape and the deep burning of the surface organic layers common to these ecosystems. Average carbon consumed was 3.01 kg m^?2 during the large fire year and 1.69 kg m^?2 during the small fire years. Most of the carbon consumption was from burning of ground layer fuels (85% in the large fire year and 78% in small fire years). Most of the difference in average carbon consumption between large and small fire years was in the consumption of ground layer fuels (2.60 vs. 1.31 kg m^?2 during large and small fire years, respectively). There was great variation in average fuel consumption between individual fire events (0.56–5.06 kg m^?2) controlled by variations in fuel types and topography, timing of the fires during the fire season, and variations in fuel moisture at the time of burning.     

黑龙江省温带森林火灾碳排放的计量估算

森林火灾干扰作为森林生态系统重要的干扰因子,剧烈地改变着森林生态系统的结构、功能、格局与过程,对区域乃至全球的碳循环与碳平衡产生重要影响。随着全球气候变暖,森林火灾干扰的频率和强度进一步加剧,其排放的含碳气体对大气中温室气体浓度的贡献率更大,进而加快气候变暖的速率。科学有效地对森林火灾碳排放及含碳气体排放量进行计量估算,对了解区域乃至全球的碳循环及碳平衡具有重要的理论价值和实践意义。根据黑龙江省温带森林1953—2012年火灾统计资料和森林调查数据,结合地理信息系统GIS技术,通过野外火烧迹地调查以及实验室的控制环境实验来确定森林火灾碳排放计量中的各种参数,在林分水平上,利用排放因子的方法,估算了黑龙江省温带森林60年间火灾碳排放量和含碳气体排放量。结果表明:黑龙江省温带森林60年间火灾碳排放量为5.88×107t,年均排放量为9.80×105t,约占全国年均森林火灾碳排放量的8.66%;含碳气体CO2、CO、CH4和非甲烷烃(nonmethane hydrocarbons,NMHC)的排放量分别为1.89×108、1.06×107、6.33×105和4.43×105t,含碳气体CO2、CO、CH4和NMHC的年均排放量分别为3.15×106、1.77×105、1.05×104和7.38×103t,分别占全国年均森林火灾各含碳气体排放量的7.74%、6.52%、9.42%和6.53%。研究发现针阔混交林型的森林火灾面积占总过火林地面积的57.54%,由于其燃烧效率较低,在森林火灾中的碳排放量仅占排放总量的38.57%;尤其是针阔混交林森林火灾面积占总过火林地面积的20.71%,而碳排放量仅占总排放量的9.67%;且CO2的排放因子较低,其CO2排放量仅占总排放量的8.95%。同时研究表明,黑龙江省温带森林年均的碳排放对该区域的碳循环与碳平衡产生重要影响,并针对研究结果提出了应对气候变化的森林经营可持续管理策略,亦提出了科学的林火管理策略及其合理化的林火管理路径。     

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.     

Effects of experimental fuel additions on fire intensity and severity: unexpected carbon resilience of a neotropical forest

Global changes and associated droughts, heat waves, logging activities, and forest fragmentation may intensify fires in Amazonia by altering forest microclimate and fuel dynamics. To isolate the effects of fuel loads on fire behavior and fire‐induced changes in forest carbon cycling, we manipulated fine fuel loads in a fire experiment located in southeast Amazonia. We predicted that a 50% increase in fine fuel loads would disproportionally increase fire intensity and severity (i.e., tree mortality and losses in carbon stocks) due to multiplicative effects of fine fuel loads on the rate of fire spread, fuel consumption, and burned area. The experiment followed a fully replicated randomized block design (N = 6) comprised of unburned control plots and burned plots that were treated with and without fine fuel additions. The fuel addition treatment significantly increased burned area (+22%) and consequently canopy openness (+10%), fine fuel combustion (+5%), and mortality of individuals ≥5 cm in diameter at breast height (dbh; +37%). Surprisingly, we observed nonsignificant effects of the fuel addition treatment on fireline intensity, and no significant differences among the three treatments for (i) mortality of large trees (≥30 cm dbh), (ii) aboveground forest carbon stocks, and (iii) soil respiration. It was also surprising that postfire tree growth and wood increment were higher in the burned plots treated with fuels than in the unburned control. These results suggest that (i) fine fuel load accumulation increases the likelihood of larger understory fires and (ii) single, low‐intensity fires weakly influence carbon cycling of this primary neotropical forest, although delayed postfire mortality of large trees may lower carbon stocks over the long term. Overall, our findings indicate that increased fine fuel loads alone are unlikely to create threshold conditions for high‐intensity, catastrophic fires during nondrought years.     

川西亚高山云杉人工林恢复过程中表层土壤碳动态变化

对川西亚高山云杉原始林及其皆伐迹地上云杉人工林不同演替阶段（22、47和65年）表层（0～30 cm）土壤碳储量及活性有机碳含量进行了分析.结果表明：在0～10、10～20和20～30 cm土层中,土壤总有机碳（TOC）储量分别由22年生云杉人工林的9587、7908和71.55 t·hm^-2减少到65年生云杉人工林的56.12、34.75和31.06 t·hm^-2,且47和65年生云杉人工林各层土壤TOC储量小于原始林（88.08、71.16和64.81 t·hm^-2）;各层土壤易氧化有机碳（EOC）含量分别由原始林的3589、26.91和26.00 g·kg^-1 减少到65年生云杉人工林的20.25、14.50和12.36 g·kg^-1,土壤微生物生物量碳（MBC）含量由原始林的524.44、273.26和257.97 mg·kg^-1减少到65年生云杉人工林的 312.41、186.95和152.18 mg·kg^-1,颗粒态有机碳（POC）含量由原始林的40.23、27.10和19.55 g·kg^-1减少到65年生云杉人工林的12.33、7.31和5.32 g·kg^-1.川西亚高山云杉原始林在转变为人工林后相当长的时间内,土壤有机碳及活性碳一直处于净消耗状态.     

浙江省1991—2006森林火灾直接碳释放量的估算

森林火灾是自然生态系统重要的干扰因子,在燃烧过程中释放大量的温室气体.随着全球温度持续升高,林火有更频发的趋势.根据1991—2006年浙江省森林火灾统计资料和浙江省各种森林类型地上生物量数据,采用排放因子法和排放比法,分析浙江省年均森林火灾温室气体排放量.结果表明:浙江省森林火灾平均每年释放CO₂、CO、甲烷(CH₄)和非甲烷烃(NMHC)分别为127930、7672.8、3098.7和1475.5 t;年均消耗生物量和碳损失量分别为86148.1和38766.7 t,对区域碳平衡有一定影响.