广东省森林死木碳库特征

基于广东省第8次国家森林资源清查的固定样地调查数据和2016年典型抽样的死木调查数据,利用分树种、分腐朽程度的各个组分相兼容的生物量模型以及相对应的地上、地下部分含碳系数,对广东省森林死木碳库动态进行估算,分析死木种类、林分类型和龄组对死木碳库的影响,量化林分生长特性和自然灾害对死木碳库的贡献。结果表明:2007—2012年间广东省乔木林死木碳库新增碳储量5811.86 Pg,占同期乔木林活立木碳库的2.94%,其中枯倒木多于枯立木;阔叶混交林和马尾松林贡献了近70%的死木碳储量;马尾松、其他软阔、湿地松、阔叶混交林和其他硬阔的死木碳储量占同类森林总活立木碳储量的比例较大,均超过4.00%,桉树和杉木比例最小,均不足1.00%;从龄组看,发生在中龄林的死木碳储量占总死木碳储量比例最大,过熟林最小。与同龄组林分的现存碳储量相比,从幼龄林(2.03%)到过熟林(4.56%)基本呈上升趋势。全省新增死木库碳密度为(0.7612±3.3988)Mg/hm~2。竞争和衰老引起的枯死在林分中普遍存在,占发生死木林分面积的60%以上,但增加到死木碳库的储量不足总量的四分之一,而自然灾害只占发生死木林分面积的10%,对死木碳库的贡献却超过40%。到2016年,2007—2012年间增加到死木库的碳储量下降到785.57 Pg,减少约85%,枯倒木的腐朽程度重于枯立木,不同树种间腐朽程度不一,杉木腐朽程度最低。清林等人为经营活动和死木的腐朽是存量减少的主要原因。     

基于树木起源、立地分级和龄组的单木生物量模型

以马尾松(Pinus massoniana)和落叶松(Larix)的大样本实测资料为建模样本,以独立抽取的样本为验证样本,把样本按起源、立地和龄组进行分级,采用与材积相容的两种相对生长方程,分普通最小二乘和两种加权最小二乘,对地上部分总生物量、地上各部分生物量和地下生物量进行模型拟合和验证,使用决定系数、均方根误差、总相对误差和估计精度等8项统计量对结果进行分析。结果表明:两个树种地上部分总生物量,立地分类方法,模型的拟合结果和适用性都最优;马尾松VAR模型较优,而落叶松CAR模型较好;两种加权最小二乘方法,在建模样本和验证样本中表现得不一致。在建模样本中,加权回归2(权重函数1/f^0.5)略优于加权回归1(权重函数1/y^0.5),但在验证样本中,加权回归1却明显优于加权回归2。而同时满足建模样本拟合结果最优和验证样本检验结果最优的组合中,只有加权回归1。两个树种地上部分各分量生物量,模型拟合结果和适用性,均为干材最优,树叶最差、树枝和树皮居中,样本分类、模型类型和加权最小二乘方法对干材生物量的影响,规律和地上部分总生物量相同;样本分类、模型类型和加权最小二乘方法的最优组合,用验证样本检验的结果,总相对误差树枝不超过±10.0%,树皮不超过±5.0%,树叶马尾松不超过±30.0%,落叶松不超过±20.0%。两个树种地下部分(根)生物量,样本按龄组分类方法,模型拟合结果最优,与材积相容的模型总体上优于与地上部分总生物量相容模型。     

两种相容性生物量模型的比较——以广东省3个阔叶树种为例

基于广东省樟树、木荷和枫香3个阔叶树种共270株样木的生物量实测数据,采用多元非线性联合估计,按分量相加和总量控制两种方法,分别构建了一元(胸径)和二元(胸径、树高和胸径、冠幅)的相容性生物量模型,比较分析了这两种相容性生物量模型的拟合效果和预估精度。结果表明:(1)分量相加和总量控制构建相容性模型对3个树种拟合效果均较好,预估精度均较高,二者之间差别不大,但总体上分量相加模型拟合效果较优。(2)二元模型拟合效果和预估精度普遍优于一元模型,但加入第二个变量的异同,在各个分量中的表现不一。加入树高因子,显著改进树干和树皮的拟合效果;加入冠幅因子,显著改进树枝、树叶和地上部分的拟合效果。选择胸径和冠幅因子建立二元生物量模型可以获得较高的拟合精度。(3)基于最优独立模型构建的相容性模型拟合和预估效果最优,地上部分总量甚至优于最优独立模型。因此,各分量相加构建的相容性模型略优于总量控制。对于阔叶树种自变量的选取,二元模型加入冠幅因子的精度高于加入树高因子。     

天然林保护工程区近20年森林植被碳储量动态及碳汇(源)特征

分析近20年来天保工程区森林植被碳储量的动态变化及碳汇（源）特征，以期为我国天然林保护的政策制订和措施实施提供数据支撑。利用天然林资源保护工程区6-9次森林资源连续清查数据，把森林植被划分乔木林、灌木林、竹林、疏林地、散生木、四旁树，基于行业标准的生物量模型和碳计量参数、采用生物量加权平均法等方法，估算整个工程区和各省的森林植被总碳储量；对乔木林分起源、龄组、优势树种（组）估算碳储量和碳密度；量化森林植被总碳储量和乔木林碳储量随时间变化的消长，明确其碳汇/源特征。研究结果表明：6-9次清查，天保工程区森林植被总碳储量分别为2999 TgC、3254 TgC、3585 TgC和4097 TgC，年均增长率为1.65%、1.96%和2.70%；碳储量集中分布于我国东北和西南区域，其中四川碳储量最高，4期碳储量均占天保工程区总量20%以上；乔木林碳储量是森林植被碳储量的主体，每期占比均稳定在80%以上，其中天然林比例由94.67%下降至90.28%，人工林比例稳步上升，但到9次清查时其碳密度仍低于天然林50%；不同龄组间，中龄林碳储量最高，近熟林碳储量增长最快，碳密度从幼龄林到过熟林逐渐上升，4期趋势一致；乔木林中纯林碳储量占60%以上，大部分树种（组）碳储量和碳密度随时间推移而增加。7-9次清查，天保工程区森林植被总固碳量（当期相对于前期）分别为255.33 TgC、331.46 TgC和511.53 TgC，对全国森林植被总碳汇量的贡献由8次连清的53.78%上升到9次的67.46%，其中，乔木林对全国乔木林碳汇的贡献为68.71%；天保工程区内天然林对乔木林碳汇的贡献为75.90%；不同清查期，乔木林各龄组的碳汇变化较大，幼龄林和中龄林碳汇占比明显上升，近熟林和过熟林下降，9次清查时各龄组碳汇量大小顺序为：中龄林 > 近熟林 > 幼龄林 > 成熟林 > 过熟林；不同清查期，各个优势树种的碳汇/源表现不一，总体上，混交林的碳汇比例最大，到9次清查时，阔叶混交林和针阔混交林对乔木林碳汇的贡献分别为62.59%和17.23%，纯林中柏木碳汇贡献最大，为5.43%。天保工程区森林植被总碳储量随时间稳步增长，乔木林是总碳储量的主体，天然林是碳汇的主要来源，天然林保护增强了我国天然林碳汇的碳汇功能，促进了人工林碳汇作用提升，未来天保工程区碳汇潜力很大。