城市森林分类探讨

介绍了城市森林的含义 ,城市森林的分类现状 ,阐明城市森林分类的必要性和紧迫性 ,在此基础上提出城市森林分类的原则和依据 ,确定了城市森林的 4级分类单位 :城市森林类、城市森林亚类、城市森林组和城市森林型 ,最终将城市森林分为附属庭院林、道路林、风景游憩林、生态公益林和生产经营林 5个城市森林类 ,共 16个城市森林亚类。并就有关城市森林分类提出几点建议。     

济南城市森林景观生态格局

城市森林景观生态格局研究不仅是城市森林系统规划与城市生态建设的基础和前提,而且是优化城市空间结构、充分发挥城市森林生态功能以及创建生态宜居环境的重要途径和手段.本研究以RS和GIS技术为支撑,通过总体景观生态格局定量分析和梯度分析等研究方法,采用10个景观指数从斑块水平和景观水平两方面,对济南市建成区城市森林景观生态格局进行定量分析,并提出优化对策.结果表明: 济南市建成区城市森林覆盖率为15.8%;城市森林总体景观生态格局在景观水平上表现为城市森林景观斑块类型较齐全、景观破碎化程度较大、各类型城市森林所占面积存在差异、以大斑块为主且同种斑块高度连接,在斑块类型水平上表现为生态公益林以大斑块为主且占优势地位、风景游憩林形状较规则且以大中型斑块为主、道路林及附属林形状复杂且以小斑块为主、生产经营林缺乏;在斑块类型水平上,以风景游憩林为主导类型、生态公益林斑块面积最大、道路林及附属林破碎度大,在景观水平上,城市中心森林景观破碎度大、人为干扰严重、景观形状复杂;在城市森林景观生态格局分析基础上,提出“一环二网、三片四轴、多点棋布”的济南市城市森林生态网络构建方案,从而加强各类型城市森林的连接度,发挥大尺度生态系统的整体生态效益.     

沈阳城市森林绿量测算

借助ARC/GIS地理信息系统,以“平面量推算平面量”的方法,测算了沈阳市城市森林的绿量.结果表明:沈阳市城市森林不同类型单位面积绿量以风景游憩林最高,为3·86m2·m-2;生态公益林最低,为2·27m2·m-2;城市森林分布区单位面积绿量为2·99m2·m-2;城区单位面积绿量为0·25m2·m-2.沈阳城市森林总体绿量约为1·13×108m2·其中,附属林为4·15×107m2,占36·64%;生态公益林2·72×107m2,占23·99%;风景游憩林2·20×107m2,占19·38%;道路林1·84×107m2,占16·20%;生产经营林0·43×107m2,占3·79%.经检验,平面量推算平面量方法测算精度达到91·81%(α=0·05).     

海南省公益林生态系统服务功能及其价值评估研究

构建了海南省公益林生态系统服务功能的评价指标体系,依据2009年国家森林资源清查数据、尖峰岭生态定位站连续观测数据、社会公共数据等数据资料,利用影子工程法、替代工程法等方法,首次对海南全省公益林生态服务功能价值(2010年)进行评估。结果显示,海南省公益林生态系统服务功能2010年总价值为1113.60亿元,相当于当年全省生产总值(GDP)2050亿元的54%,单位面积森林提供的服务功能的价值为14.09万元/hm2。由于考虑森林提供负氧离子的功能,8项森林生态系统服务功能价值贡献值之中,净化大气环境>固碳释氧>生物多样性>水源涵养>森林保护>森林游憩>保育土壤>积累营养物质。     

哈尔滨城市森林遮荫和降温增湿效应差异及其影响因素

在哈尔滨市内选取4种不同林型(单位附属林、道路林、风景游憩林和生态公益林)共183块样地,通过实地测量样地内主要树种的测树因子和样地内外环境因子,定量研究了不同林型在遮荫、降温、增湿效应的差异及其与外界环境、树木生长特征之间的关系。结果表明:城市森林遮荫、增湿效应程度分别为77%~90%、3%~6%;水平降温约3℃、土壤降温1~2℃;而垂直降温多表现为冠层温度低于林内温度1℃以内;4种不同林型遮荫、降温、增湿效应差异显著,总效益综合得分显示风景游憩林比其他3种林分平均高19%;城市森林遮荫、降温、增湿等生态服务功能在高温、晴朗和低湿环境下更强;树高、枝下高、冠幅和胸径对树木遮荫、降温增湿效果有显著影响,且多表现为高大树木具有更明显的生态服务功能;不同城市森林类型具有明显的微气候调节相关生态服务功能差异,对于风景游憩林应继续维持其高生态服务功能,对于环境调节能力较低的森林类型应加强管理。     

2010—2021年中国森林生态系统服务功能价值评估研究进展

科学评估森林生态系统服务功能价值有利于实现森林资源资产化、优化森林资源保护和管理模式。通过对2010—2021年相关文献进行梳理,总结了中国森林生态系统服务功能价值评估研究进展。中国森林生态系统不同服务功能的价值量存在显著差异,从大到小依次为涵养水源、保育土壤、固碳释氧、生物多样性保护、净化空气、森林游憩、林木产品供给、森林防护和林木养分固持。山地森林生态系统和城市森林生态系统的服务功能具有异质性,山地森林的主要贡献为涵养水源(36.94%)、保育土壤(18.68%)、生物多样性保护(17.67%)和固碳释氧(12.44%),而城市森林的主要贡献为固碳释氧(29.37%)、涵养水源(22.49%)、净化空气(16.93%)和保育土壤(11.68%)。不同类型森林的生态系统服务功能价值从大到小依次为常绿阔叶林、落叶阔叶林、针阔混交林和针叶林。2010—2021年,中国森林生态系统服务价值评估的方法体系和评估指标在不断充实和完善,但仍然存在很多不足,尤其是在指标体系一致性构建方面。未来,需进一步优化计量方法和技术手段,提高数据获取能力,提升生态系统服务功能评估的完整性和科学性,从而为森林生...     

上海城市森林群落结构对固碳能力的影响

基于上海市区航片数字化、代表性样地群落调查、优势树种生理参数测定和CITYgreen模型软件,对上海城市森林固碳能力进行评估,并探讨群落结构对固碳能力的影响。结果表明:上海城市森林总碳贮量为478472t,年碳固定量为6256t.a-1,平均碳密度为47.80t.hm-2,平均固碳率为0.625t.hm-2.a-1;城市森林的固碳率与郁闭度及群落密度均呈极显著正相关,而与平均胸径负相关;碳密度与郁闭度及平均胸径均呈极显著正相关,而与群落密度无显著相关;低密度高胸径群落比中、高密度群落具有更高的碳密度;混交林碳密度高于纯林,复层林碳密度和固碳率都高于单层林,且固碳能力的差异在一定程度上受平均胸径、群落密度等因子影响。     

我国东北天然林保护工程区森林植被的碳储量

以东北天然林保护工程区森林生态系统为对象,通过对其主要森林类型进行调查,探讨天保工程经营区划对森林植被固碳现状的影响,并结合已有的东北林区生物量与蓄积量数据库,建立了东北林区主要树种组的生物量-蓄积量回归模型,然后以第7次森林资源清查为基础,对东北天保工程区森林植被碳储量进行估算,以期为全国森林生物量的估算和天保工程的评估提供参考。结果表明,不同经营区之间(重点公益林、一般公益林和商品林)森林植被碳密度的差异并不显著,这可能与天然林保护工程实施初期经营区划的标准、样地的选择以及天保工程实施过程中粗放的管理方式有关。东北天保工程区森林植被碳储量为1045 Tg C,占东北、内蒙古三省森林植被总碳储量的68%;工程区以天然林为主,占工程区总植被碳储量的97%。工程区森林植被平均碳密度为41 Mg/hm2,较东北、内蒙古三省平均植被碳密度高14%;工程区植被碳密度随林龄的增加逐渐增大,由幼龄林的13 Mg/hm2到过熟林的63 Mg/hm2。因此,继续加强天然林保护工程的实施,提高其林分质量,这对未来我国森林碳汇潜力的增加和森林的可持续发展都具有重要的意义。     

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。     

秦岭宁陕县森林植被碳储量与碳密度特征

以秦岭南坡中段宁陕县林区2003年二类森林调查资料为基础,采用政府间气候变化委员会(IPCC)推荐使用的森林碳储量估算方法,从森林类型、林种、年龄和林分起源的角度,对该林区森林植被碳储量和碳密度进行估算。结果显示:(1)宁陕县森林植被碳储量为12.31Tg(1Tg=1×1012 g),平均碳密度为66.36Mg/hm2(1Mg=1×106 g),其各乡镇森林植被碳储量和碳密度在空间上的分布不平衡。(2)各森林类型中针叶林总碳储量为0.71Tg,平均碳密度为64.11 Mg/hm2,阔叶林总碳储量为11.61Tg,占宁陕县总碳储量的94.3%,碳密度为67.65Mg/hm2。(3)各林种中防护林碳储量最大(8.13Tg),占宁陕县总碳储量的66%,特种用途林碳密度最大(81.43Mg/hm2)。(4)不同林分起源中,天然林碳储量为12.231Tg,占宁陕县总碳储量的99.3%,人工林碳储量较小。(5)不同年龄森林中未成熟森林(包括幼龄林、中龄林和近熟林)碳储量为12.13Tg,占总碳储量的98.5%,近熟林碳密度最大(80.14Mg/hm2),幼龄林碳密度最小(39.85Mg/hm2)。研究表明,宁陕县森林具有较大的固碳能力和固碳潜力,其森林面积和蓄积是决定森林碳储量大小的重要因子,而森林碳密度的大小与森林类型、年龄组成和林分起源方式密切相关。     

城市土地利用是否会降低区域碳吸收能力?——台州市案例研究

城市土地利用显著改变了原有生态系统的结构和功能,特别是建成区植被的碳吸收和碳储存能力。该研究通过实地调查和测量,估算城市建成区内乔木、灌木、草坪的生物量和净初级生产力(net primary productivity,NPP),该方法考虑了园林管理(如修剪或割草)对建成区碳吸收和碳储存的影响。结果表明,台州城市树木个体生物量年增量是野外森林中同类树木的近2倍;乔木修剪量占乔木NPP的1/3。目前台州市建成区的植被碳吸收能力为2.1×103kgC.hm–2.a–1(其中乔木的贡献为64%,灌木为9%,草坪为27%),低于本地野外森林同面积的碳吸收能力;通过与野外常绿阔叶林比较发现,增加台州建成区的绿化覆盖率(从23%提高到46%)即可补偿因城市扩张引起的植被碳吸收能力的损失。     

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。     

Nutrient Addition Differentially Affects Soil Carbon Sequestration in Secondary Tropical Dry Forests: Early‐ versus Late‐Succession Stages

There is considerable interest in the potential use of soils to sequester carbon for climate change mitigation. As such, there is a need to evaluate the potential for carbon accumulation in tropical regions. We compared the effects of three annual additions of nitrogen and/or phosphorus on soil carbon and nitrogen contents and pools (bulk soil, macro‐, meso‐, and microaggregates) of two regenerating secondary tropical dry forest differing in nutrient status and succession stage (10‐year‐old early‐succession stage and approximately 60‐year‐old late‐succession stage). The selected forest sites were located on a shallow calcareous soil in the Yucatán Peninsula (Mexico). The primary production is limited by nitrogen and phosphorus in early‐succession stage and by phosphorus in late‐succession stage. In each forest site, four independent plots (12 × 12 m²) were established, the treatments being: controls and plots fertilized during three consecutive years with nitrogen, phosphorus, or nitrogen plus phosphorus. In both forests, soil carbon and nitrogen contents were consistently high, with soil carbon:nitrogen ratios generally greater than 10. Results indicate that usually there are no significant increases of soil carbon stock associated to late succession but can be increased to 3.7 Mg·ha^?1·yr^?1 with adoption of fertilizer practices. The potential soil carbon sequestration in early‐succession forest was estimated to be 2.7 Mg·ha^?1·yr^?1, and there is no indication that fertilization improves carbon sequestration. In short, results suggest that the soil potential for carbon sequestration in these ecosystems is high and depends on the specific nutrient status of the site.     

京津冀城市群生态空间固碳服务功能及其与景观格局的关系特征

在全球气候变暖、城市群快速发展导致景观格局破坏与生态系统服务功能受损的背景下,研究城市群生态系统服务功能与景观格局的关系具有重要的意义。基于以上背景与前人研究,选取在中国经济社会发展中最具代表性的城市群京津冀城市群,通过遥感解译、ArcGIS 10.6制图分析及SPSS软件相关性分析等,从土地利用的角度研究其生态空间固碳服务功能及其与景观格局的关系特征,并提出相关探讨。结果表明：1)京津冀生态空间中耕地、林地、草地均为碳汇用地,2000—2018年期间用地面积排序为：耕地>林地>草地,用地面积减少量排序为：林地>耕地>草地。耕地为研究区东南半部的主导类型,林地作为区域西北半部的主导类型,草地分布呈与林地相间状态。2018年北京市内西北部大面积的林地转化为耕地。2)2000—2018年期间生态空间三种用地的年固碳量排序为：耕地>林地>草地,用地年固碳量增长量排序为耕地>林地>草地。从平均单位固碳量来说,四个时间点均表现为：林地>耕地>草地。单位固碳量区域分布差异明显且随时间变化量大。3)不同生态空间用地的固碳量与不同景观指数的相...     

四川西北部亚高山云杉天然林生态系统碳密度、净生产量和碳贮量的初步研究

该文利用野外实际调查数据对四川西北部亚高山云杉(Picea asperata)天然林碳密度、净生产量、碳贮量及其分布进行了分析,结果表明,在调查区域,云杉天然林分平均生物量为230.37×10³ kg·hm^-2,其中乔木层为212.77×10³ kg·hm^-2,占林分生物量的92.30%。云杉天然林生态系统各组分的平均碳密度为树干57.85%,树皮47.12%,树枝51.22%,树叶48.27%和树根52.39%,灌木层平均碳密度49.91%,草本层平均碳密度46.34%,地被层平均碳密度43.21%,枯落物层平均碳密度39.44%,土壤碳密度平均值为1.41%,随土层深度增加各层次土壤碳密度逐渐减少。云杉林平均生态系统总碳贮量为273.79×10³ kg·hm^-2,其中乔木层109.30×10³ kg·hm^-2,占云杉林生态系统总碳贮量的39.92%,灌木层5.69×10³ kg·hm^-2,占2.08%,草本层1.26×10³ kg·hm^-2,占0.46%,地被物层0.60×10³ kg·hm^-2,占0.22%,枯落物层0.83×10³ kg·hm^-2,占0.30%,林内土壤(0~100 cm)碳贮量为156.11×10³ kg·hm^-2,占57.01%。云杉林的碳库分布序列为土壤(0~100 cm)>乔木层>灌木层>草本层>枯落物层>地被物层。云杉天然林分平均净生产总量为6 838.5 kg·hm^-2·a^-1,碳素年总净固量平均为3 584.98 kg·hm^-2·a^-1,其中乔木层净生产量为4 676 kg·hm^-2·a^-1,占林分总量的68.38%,碳素年平均固定量2 552.99 kg·hm^-2·a^-1,占林分总量的71.21%。     

13C content of ecosystem respiration is linked to precipitation and vapor pressure deficit

Variation in the carbon isotopic composition of ecosystem respiration ('¹³C_R) was studied for 3 years along a precipitation gradient in western Oregon, USA, using the Keeling plot approach. Study sites included six coniferous forests, dominated by Picea sitchensis, Tsuga heterophylla, Pseudotsuga menziesii, Pinus ponderosa, and Juniperus occidentalis, and ranged in location from the Pacific coast to the eastern side of the Cascade Mountains (a 250-km transect). Mean annual precipitation across these sites ranged from 227 to 2,760 mm. Overall '¹³C_R varied from -23.1 to -33.1‰, and within a single forest, it varied in magnitude by 3.5-8.5‰. Mean annual '¹³C_R differed significantly in the forests and was strongly correlated with mean annual precipitation. The carbon isotope ratio of carbon stocks (leaves, fine roots, litter, and soil organic matter) varied similarly with mean precipitation (more positive at the drier sites). There was a strong link between '¹³C_R and the vapor saturation deficit of air (vpd) 5-10 days earlier, both across and within sites. This relationship is consistent with stomatal regulation of gas exchange and associated changes in photosynthetic carbon isotope discrimination. Recent freeze events caused significant deviation from the '¹³C_R versus vpd relationship, resulting in higher than expected '¹³C_R values.     

岷江冷杉林林窗小气候及其对不同龄级岷江冷杉幼苗生长的影响

对川西亚高山原始岷江冷杉(Abies faxoniana)林林窗内和林冠下小气候及岷江冷杉幼苗生长和生物量进行了两个生长季的连续观测。结果表明:6月林窗内与林冠下太阳辐射的日积累量没有显著性差异,而7~8月的日积累量则有显著性差异。整个生长季节,林窗内太阳辐射的平均积累量为8.10×MJ·m^-2,而林冠下太阳辐射的平均积累量为5.02×MJ·m^-2,两个位点太阳辐射积累量的显著差异主要来自7~8月日积累量的不同;林窗内5和15 cm层土壤的日平均温度比林冠下相应深度分别高2.1和2.7℃,差异显著。林窗内和林冠下3~8年岷江冷杉幼苗高增长率分别为1.2±0.3 cm·a^-1和1.1±0.3 cm·a^-1,差异不显著;9~20年岷江冷杉幼苗高增长率分别为6.2±2.4 cm·a^-1和3.0±0.9 cm·a^-1,差异显著。林窗内岷江冷杉幼苗根、主茎和总生物量与林冠下幼苗根、主茎和总生物量没有显著差异。不同年龄的岷江冷杉幼苗叶和侧枝生物量积累对林窗微环境的响应不同。     

四川人工林生态系统碳储量特征

利用森林资源清查资料和标准地实测数据估算了四川人工林生态系统的碳密度、碳储量及分配特征.结果表明:四川人工林生态系统平均碳密度为161.16 Mg C·hm^-2,各层碳密度从大到小排序为土壤层(141.64 Mg C·hm^-2)＞乔木层(17.95 Mg C·hm^-2)＞枯落物层(1.06 Mg C·hm^-2)＞灌草层(0.52 Mg C·hm^-2).四川人工林生态系统总碳储量为573.57 Tg C,其中乔木层、灌草层、枯落物层和土壤层分别为63.88、1.836、3.764和504.09 Tg C,分别占总碳量的11.14%、0.32%、0.66%和87.88%.不同人工林生态系统的碳储量和碳密度差异较大,分别介于1.21～99.44 Tg C和75.50～251.74 Mg C·hm^-2之间,其空间分配也表现为土壤层最大、灌草层最小.但四川省人工林生态系统乔木层碳密度较低,幼、中龄林分比重大,如果对现有人工林加以更好的管理,碳吸存潜力较大.从生态系统水平监测人工林生态系统的碳储量有助于提高森林碳吸存估算的精度.     

Coarse Woody Debris Stimulates Soil Enzymatic Activity and Litter Decomposition in an Old-Growth Temperate Forest of Patagonia, Argentina

In most temperate forest ecosystems, tree mortality over time generates downed logs that accumulate as coarse woody debris (CWD) on the forest floor. These downed logs and trunks have important recognized ecosystem functions including habitat for different organisms and long-term organic C storage. Due to its recalcitrant chemical composition and slow decomposition, CWD can also have direct effects on ecosystem carbon and nutrient turnover. CWD could also cause changes indirectly through the physical and chemical alterations that it generates, although it is not well-understood how important these indirect effects could be for ecosystem processes and soil biogeochemistry. We hypothesized that in an old-growth mature forest, CWD affects carbon and nutrient cycles through its “proximity effects”, meaning that the forest floor near CWD would have altered soil biotic activity due to the environmental and biogeochemical effects of the presence of CWD. We conducted our study in an old-growth southern beech temperate forest in Patagonia, Argentina, where we estimated and classified the distribution and mass, nutrient pools and decay stage of CWD on the forest floor, and evaluated its impact on litter decomposition, soil mites and soil enzymatic activity of carbon and phosphorus-degrading enzymes. We demonstrate here that CWD in this ecosystem represents an important organic carbon reservoir (85 Mg ha^?1) and nitrogen pool (0.42 Mg ha^?1), similar in magnitude to other old-growth forests of the Northern Hemisphere. In addition, we found significant proximity effects of CWD, with increased C-degrading soil enzyme activity, decreased mite abundance, and more rapid litter decomposition beneath highly decayed CWD. Considered at the ecosystem scale in this forest, the removal of CWD could cause a decrease of 6% in soil enzyme activity, particularly in the summer dry season, and nearly 15% in annual litter decomposition. We conclude that beyond the established importance of CWD as a long-term carbon reservoir and habitat, CWD contributes functionally to the forest floor by influencing the spatial heterogeneity of microbial activity and carbon and nutrient turnover. These proximity effects demonstrate the importance of maintenance of this ecosystem component and should be taken into consideration for management decisions pertaining to carbon sequestration and functional diversity in natural forest ecosystems.