区域碳源碳汇的时空格局——以长三角地区为例

长三角地区是世界第六大也是我国综合实力最强的城市群地区,其快速而大规模的城市化也产生了一系列的生态环境问题.本文核算了1995-2010年长三角地区的碳源碳汇并分析了其时空格局演变特征.结果表明： 研究期间,长三角地区的碳汇增长943×10⁴ t,其中,浙江省森林净生态系统生产量的增加是主要贡献,这主要得益于国家2003年起实施的“退耕还林”政策.该地区的碳排放增加3.27×10⁸ t,其中,能源消费和工业过程排放所占比重在2010年达96%.江苏省的排放量与增长速度都位居长三角第一,其以重工业和制造业等高能耗和高碳排的产业结构是造成其碳排放居高不下的主要原因.由于建设用地的净碳排放量增速大于建设用地扩张速度,导致该地区单位面积建设用地的净碳排放强度明显增大,江苏省的建设用地净碳排放强度增速最快.
     

CO_2失汇与北半球中高纬度陆地生态系统的碳汇

化石燃料消耗及热带林破坏导致约 7.0 Pg C· a- 1 (1Pg=10 9t)的 CO2 向大气排放 ,其中 3.0～ 3.4Pg C·a- 1 的 CO2 被用于大气 CO2 浓度的升高 ,约 2 .0 Pg C· a- 1 的 CO2 被海洋吸收 ,而陆地生物圈被认为是 CO2 净吸收与净排放基本达到平衡。因此 ,在人工源 CO2 中 ,尚有 1.6～ 2 .0 Pg C· a- 1的 CO2 去向不明。这就是著名的 CO2 失汇之谜。大气成分监测、CO2 通量测定以及模型模拟等方面的研究都表明 ,北半球陆地生态系统是一个重要的碳汇 ,但其值存在很大的不确定性 ,且具有较大的时空变化。全球温暖化、CO2 施肥效应 ,氮和磷沉降的增加以及人工植被的扩大是形成碳汇的主要因素。为减少碳汇估计值的不确定性 ,除加强长期定位监测、改良现有估测模型外 ,重视研究土壤圈在碳循环中的作用至关重要     

人工林经营与全球变化减缓

以全球变暖和大气CO2浓度增加为主要特征的全球气候变化正在改变着陆地生态系统的结构和功能,威胁着人类的生存与健康,因而受到世界各国政府和科学家的普遍关注。森林,特别是森林土壤在全球碳循环中扮演着碳源、汇、库的角色,但其受到气候、森林类型和土地利用与覆被变化等自然和人为因素的综合调控。人工林的碳汇作用被认为是减缓全球变化的一种可能机制和最有希望的选择而成为全球变化减缓研究的核心内容。人工林土壤的碳汇功能受到经营水平的调控,同时还受到全球变暖的反馈作用。因此,人工林土壤碳汇形成机制及调控技术、基于增强土壤碳汇功能增强的人工林经营与管理技术、人工林生态系统的碳通量以及人工林碳汇与碳贸易等是未来全球变化和林业生态工程研究的重点内容。     

2000~2050年中国森林生物量碳库: 基于生物量密度与林龄关系的预测

中国森林具有林龄小、平均碳密度低、人工林面积大的特点, 因而具有很高的固碳潜力. 本文根据1994~1998和1999~2003年两期森林资源清查资料中各主要森林类型的林龄组、以及各林龄组的面积和蓄积数据, 分别为36种森林类型建立生物量密度与林龄之间的关系. 在此基础上, 结合中国林业发展规划, 预测到2050年中国森林(不包括经济林和竹林)的生物量碳汇潜力. 结果显示, 在自然生长状况下, 到2050年, 中国现有森林生物量碳库将由1999~2003年的5.86 Pg C增加到10.23 Pg C, 碳汇量为4.37 Pg C; 新造森林将增加碳汇2.86 Pg C; 2000~2050年中国现有森林与新造森林的生物量碳汇合计为7.23 Pg C, 平均年碳汇量为0.14 Pg C/a, 表明中国森林具有较大的碳汇潜力.     

植物功能性状与湿地生态系统土壤碳汇功能

湿地生态系统碳平衡对气候变化极为敏感,是陆地生态系统碳循环响应全球变化的重要环节。然而,湿地生态系统碳汇调节机制仍不十分清楚,并且对影响因子的研究多集中在非生物因子上。综述了植物功能性状和功能性状多样性对湿地生态系统土壤碳汇功能的影响,阐明了生物因子对生态系统碳循环响应全球变化的重要性,介绍了植物功能性状对生态系统碳输入和输出过程的影响,简述了植物功能性状多样性的研究现状及其在指示生态系统碳汇功能现状和预测未来趋势等方面的应用。从优势植物、植物种间关系和植物-微生物种间关系3方面总结了植物功能性状多样性直接和间接影响生态系统碳循环的途径。展望了植物功能性状和功能性状多样性与湿地生态系统土壤碳汇功能的研究前景。     

浙江省生态公益林碳储量和固碳现状及潜力

生态公益林是为保护和改善人类生存环境,维持生态平衡而建立的。以浙江省的生态公益林为研究对象,共调查和估算了全省21个县149个样地(年龄从5a到50a),包括常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松林和杉木林4种主要林型的碳储量和碳平衡。结果说明:浙江省生态公益林生态系统碳密度的加权平均值为164.43tC.hm-2;其中常绿阔叶林生态系统碳储量最高,达216.18tC.hm-2;针阔混交林其次,达181.36tC.hm-2;针叶林最低。浙江省森林以幼龄林(小于30a的占87.5%)和马尾松林(大于55%)为主离成熟状态还相差很远,尤其是针叶林远低于全国平均水平和中高纬度地区碳密度。全省生态公益林净生态系统生产力加权平均得0.08tC.hm-.2a-1,在碳积累上还有很大的潜力。通过封育改造、择伐补阔或以灌促阔等森林管理措施,加快针叶林向针阔混交林直至常绿阔叶林演替,将最大化中国亚热带地区的幼林或受干扰森林的未来碳储量(最高增长31.44%),并成为较大的碳汇。     

2000—2015年青海高原植被碳源/汇时空格局及变化

陆地生态系统碳循环能够综合反映全球气候变化及区域响应,是全球及区域气候变化及人类活动影响研究的重要内容。青海高原作为青藏高原的重要组成部分,在全球及区域气候与环境变化中具有极其重要的作用。因此,研究青海高原植被碳源/汇时空变化及气候因子的影响具有重要意义。采用土壤呼吸模型和改进的CASA模型,结合MODIS、气象数据估算了青海高原2000-2015年植被净生态系统生产力（NEP）,分析了植被NEP、碳汇的年际时空分布、年际动态变化、多年累积空间分布与植被NEP变异系数,定量分析了降水量、气温对植被NEP的影响。结果表明：1）2000-2015年,青海高原植被年NEP空间分布特点呈东高西低、南高北低,由西北向东南逐步增加趋势,年NEP多年平均值为128.40 gC m^-2a^-1;2）青海高原不同生态区植被NEP与碳汇量空间分异显著,碳汇区约占植被分布区面积的73.11%,其中,祁连山生态区和三江源生态区为主要的碳汇区;3）2000-2015年,青海高原植被碳汇功能逐步增强,年固碳量为-3.2-64.42 TgC,年际变化呈平稳上升;4）受自然与人为因素的协同影响,青海高原年NEP呈现逐步好转的趋势,平均趋势系数为1.52,NEP增加的区域占植被总面积的25.72%;5）青海高原植被NEP变异系数空间分布以较低、中等波动为主,稳定性颇高;6）降水量对植被NEP以促进作用为主,气温以抑制作用为主,气温对青海高原植被NEP的影响占主导地位。     

林业碳汇基础理论

本文主要谈林业碳汇基础理论。     

区域碳排放量的计算——以广东省为例

采用IPCC 2006年版碳排放计算公式、经济-碳排放的动力学模型和水泥碳排放模型,提出了区域碳排量计算框架和研究方法,并以广东省为例,基于广东省社会经济统计数据、能源消费数据、水泥产量数据和森林碳汇数据,预测了广东省2008-2050年能源消费碳排放量、水泥消费量和碳排放量、森林碳汇值.结果表明：2008-2050年,广东省水泥产量及其生产过程中的碳排放量基本稳定,年碳排放量在10～15 Mt C;广东省能源消费碳排放和总的碳排放趋势均呈倒U型曲线,其峰值年份分别在2035和2036年;2008-2050年,广东省碳排放强度将持续下降,森林碳汇量呈波动式下降趋势.本文提出的区域碳排放计算框架在广东省具有可行性和合理性.     

在我国开展林业碳汇项目的利弊分析

因为CO2等温室气体的增加导致的全球气候变暖严重影响了世界各国社会和经济的发展,而森林具有吸收大气中的CO2,减缓气候变暖的作用,因此2001年的《波恩政治协议》和《马拉喀什协定》同意将造林、再造林等林业碳汇项目作为第一承诺期合格的清洁发展机制(CDM)项目。目前,国际上此类活动已相继展开,而我国还未展开此类活动。为了给我国是否可以开展林业碳汇项目提供参考,文章对我国开展林业碳汇项目的利与弊进行了比较详细的分析和比较,认为可以在我国适当开展林业碳汇项目,以促进我国经济和社会的可持续发展,并进一步加强我国在国际上的地位。