中国森林碳动态及其对全球碳平衡的贡献

利用我国第一次（１９７３－１９７６年）至第四次（１９８９－１９９３年）森林资源清查资料,依据建立的不同森林类型生物量和蓄积量之间的回归方程,对我国近２０ａ来森林的碳储量进行了推算。结果表明：我国４次森林资源清查中森林的总碳储量分别是３．７５、４．１２、４．０６和４．２０ＰｇＣ,虽然存在一定的波动现象,但总体呈增加的趋势,自第１次森林资源清查末期至第４次清查结束的１７ａ间,我国森林共增加０．４５Ｐｇ     

生存篇

我国森林覆盖率仅为世界平均水平的2/3,居世界第139位,用占全球4.7%的森林支撑占全球23%的人口对生态和林产品的基本需求。我国人均有林地面积0.13公顷,仅为世界人均水平(0.6公顷)的22%;林地逆转日趋严重,第七次全国森林资源清查数据表明,清查5年间隔期     

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。     

基于森林清查资料的江西和浙江森林植被固碳潜力

以我国江西、浙江两省的森林植被为研究对象,基于1999-2003年间第六次全国森林清查数据及收集的1030个亚热带森林样地文献资料,依据林分生长的经验方程,估算了两个地区森林2004-2013年的固碳潜力,并基于455个样点的调查数据研究了不同森林管理措施(纯林间种、间伐、施肥)对森林未来固碳潜力的影响.结果表明:第六次森林清查以来的10年(2004-2013)间,江西森林植被年均自然固碳潜力约11.37 Tg C·a-1(1Tg=1012g),而浙江省森林植被年均自然固碳潜力约4.34 Tg C·a-1.纯林间种对江西、浙江两省森林植被固碳潜力影响最大,其次为间伐抚育,施肥的影响最小,纯林间种、间伐和施肥3种森林管理措施使江西省森林植被固碳潜力分别提高(6.54±3.9)、(3.81±2.02)和(2.35±0.6) Tg C·a-1,浙江省森林植被固碳潜力分别提高(2.64±1.28)、(1.42±0.69)和(1.15±0.29) Tg C·a-1.     

黑龙江省森林植被碳储量及其动态变化

黑龙江省的森林资源在全国森林资源中占有较为重要的位置.利用我国第一次(1973～1976年)至第六次(1999～2003年)森林资源清查资料,以及不同树种生物量和蓄积量之间的线性关系,对黑龙江省近30年来森林碳储量进行了求和推算.结果表明,黑龙江省6次森林资源清查中森林的总碳储量分别是7.916×10⁸ t、.413×10⁸ t、.661×10⁸ t、.880×10⁸ t、6.216×10⁸ t和6.011×10⁸ t,总体呈先下降后上升的趋势,说明30年间黑龙江省的森林是CO₂的"汇";特别是1977～1981年后,黑龙江省森林碳储量呈逐渐上升趋势,说明近20年来黑龙江省森林CO₂"汇"的作用在增强.如果对现有森林进行更好地抚育和管理,黑龙江省森林作为CO₂"汇"的潜力很大.     

中国森林生态系统服务功能价值评估

森林作为陆地生态系统的主体,在全球生态系统中发挥举足轻重的作用,其服务功能价值的评估是研究的一个热点。本研究根据全国第5次资源清查资料(1994~1998年)及Costanza等人的计算方法估算了我国森林生态系统八项服务功能的总价值为30601.20×108yuan/a,其中间接价值是直接经济价值的14.94倍;在我国森林生态系统中,单位面积的各种森林生态系统所提供的年平均价值为23095.25yuan/(hm2·a)。在森林涵养水源、固碳释氧、营养物质循环、净化空气和保护土壤五项服务功能中,热带雨林、季雨林单位面积所提供的价值量最大为32417.45yuan/(hm2·a),温带荒漠单位面积所提供的价值最小为12507.90yuan/(hm2·a);在森林生态系统各项服务功能价值的贡献之当中,其大小顺序依次为:固碳释氧>净化空气>土壤保持>涵养水源>养分循环>林木、林副产品〉维持生物多样性〉森林游憩。该研究的目的在于尽快将自然资源和环境因素纳入国民经济核算体系而最终为实现绿色GDP提供基础,为我国可持续发展的政策与生态环境保护提供科学依据。     

2004-2013年山东省森林碳储量及其碳汇经济价值

森林作为陆地生态系统的主体,其林分碳储量及其碳汇经济价值的估算是全球碳循环研究的热点和重要内容。基于2004-2008年和2009-2013年山东省森林资源清查数据以及实测样地数据改进的生物量蓄积量转换参数,利用生物量转换因子连续函数法,估算2004-2013年山东省森林碳储量及其碳汇经济价值动态。研究结果表明,2004-2013年山东省森林面积、碳储量和碳密度分别从2004-2008年的156.12×10⁴hm²、34.75Tg C和22.26Mg C/hm²增加到2009-2013年161.44×10⁴hm²、43.98Tg C和27.24Mg C/hm²。人工林是森林面积、碳储量和碳密度增加的主要贡献者,人工林和天然林对森林生物量碳汇的贡献分别为97.3%和2.7%。两次森林清查期间,杨树和硬阔软阔类森林的碳储量之和分别占全省总量的70.2%和69.6%,杨树的碳储量和碳密度增加最为显著。各龄组森林碳储量由大到小依次为：幼龄林 > 中龄林 > 成熟林 > 近熟林 > 过熟林。森林碳汇经济价值从2004-2008年的243.37亿元增长到2009-2013年的253.42亿元,年均增长2.01亿元,杨树的碳汇经济价值占全省所有森林类型的60%,赤松单位面积碳汇经济价值最强为2.08万元/ha。     

基于森林清查资料的河南省森林植被碳储量动态变化

利用1994—1998年、1999—2003年、2004—2008年、2009—2013年河南省4期森林资源清查数据,运用生物量转换因子连续函数法和平均生物量法,估算了1998—2013年河南省森林植被的碳储量和碳密度变化。研究结果表明,河南省森林植被碳储量由1998年的45.57 Tg增加到2013年的107.98 Tg,年均碳汇量为4.16 Tg/a。乔木林碳储量和碳密度分别由1998年的33.54 Tg和22.39 Mg/hm~2增加到2013年的97.11 Tg和31.80 Mg/hm~2。乔木林碳储量在所有植被类型中占主体,4个森林清查时期乔木林碳储量占森林植被总碳储量的比例分别为73.60%、79.22%、85.63%和89.93%。2013年森林清查时,乔木林中杨树和栎类碳储量最大,分别占总碳储量的37.61%和25.22%,各龄组乔木林碳密度大小顺序依次为成熟林近熟林中龄林过熟林幼龄林。阔叶林面积、碳储量、碳密度均高于针叶林,阔叶林是河南省森林碳汇的主要贡献者。人工林面积、碳储量、碳密度增加幅度都要高于天然林,人工林碳储量由1998年的9.62 Tg增加到2013年的55.67 Tg,占乔木林碳储量总增量的77.15%,人工林碳密度由1998年的17.86 Mg/hm~2提高到2013年的32.01 Mg/hm~2,人工林在河南省森林碳汇中逐步发挥重要的作用,逐渐成为河南省森林碳汇的主体,随着人工林生长为具有较高碳密度的成熟林,河南省乔木林将具有较大的碳汇潜力。     

中国灌木林-经济林-竹林的生态系统服务功能评估

基于森林生态系统的长期连续定位观测数据和全国第五次、第六次、第七次森林资源清查数据,应用中华人民共和国林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》（LY/T 1721-2008）对灌木林、经济林、竹林的物质量与价值量进行了评估。结果表明：灌木林、经济林、竹林提供的服务功能价值分别为17953.56亿元?a-1、7569.35亿元?a-1、2659.01亿元?a-1,在全国森林生态服务功能总价值中占有重要的地位。涵养水源和生物多样性保护及固碳释氧是主要的生态服务功能。数量化统计分析得出灌木林生态服务功能价值在华中、华南地区较大,而由于气候等因素,在西北等干旱地区灌木林所占比例较大;经济林生态服务功能价值在西南地区较大;竹林生态服务功能价值在华中、华南地区较大。从第五次森林资源清查到第七次森林资源清查期间近20a来,灌木林、经济林、竹林森林生态服务功能价值变化不大,生态功能稳定。应清醒地认识到灌木林、经济林、竹林在维系和促进当地社会经济持续发展和环境保护中的巨大作用。     

陕西省森林生态效益动态预估

森林资源作为森林生态效益的载体,决定着其价值量的高低和服务功能的发挥。本文以第6次和第7次国家森林资源连续清查期间全国各省森林面积和蓄积及其森林生态效益的物质量和价值量为基础数据,构建并筛选出最优预估模型,并估算了第2～9次国家森林资源连续清查期间陕西省森林生态效益物质量和价值量动态变化。结果表明:y=a S+bV+c为物质量和价值量最优预估模型,陕西省森林生态效益各项功能的物质量均呈明显的上升趋势,其中积累营养物质和净化大气环境方面物质量增长尤为显著,第5次连续清查期间增长率较大,介于9.45%～30.35%;第2～9次连续清查期间森林生态效益总价值量依次为1979.66×10~8、2061.41×10~8、2064.46×10~8、2324.02×10~8、3085.11×10~8、2394.08×10~8(第6次连续清查实际值)、3510.69×10~8、3896.77×10~8、4069.95×10~8元·a~(-1),呈现逐年增加的趋势;陕西省各项森林生态功能中涵养水源和生物多样性保护所占总价值比重较大,分别介于40.52%～40.70%和23.08%～26.50%,其次是固碳释氧、保育土壤和净化大气环境,积累营养物质所占比重最小。该最优预估模型体现了森林资源本身特征与森林生态效益之间的协同关系,为有效估算陕西省森林生态效益物质量和价值量动态变化提供了简便可行途径,为促进生态GDP和生态补偿制度的实施提供了支撑。     

三峡库区森林生产力和固碳能力估算

基于第六次、第七次和第八次三期森林资源清查数据,采用森林蓄积(生长量)扩展方法,估测三峡库区森林生产力和碳储量及碳密度变化,并利用2012 年三峡库区林地“一张图”更新调查数据,制作森林碳密度等级分布图。同时采用气候潜力模型估测潜在生产力,对比现实生产力,研究三峡库区森林生产力和固碳能力状况。结果表明:1)三峡库区森林总生物量1.33×108 t,总碳储量0.68×108 t,其中马尾松和栎类碳储量所占比例较大(分别为42.1%和12.1%),碳密度呈“东高西低”的分布格局, 平均为37.36 t⋅hm–2; 2)2002-2012 年, 三峡库区森林碳储量从2002 年的40.51 Tg C 增加到2012 年的68.88 Tg C, 年均净增长2.84 Tg C, 森林的碳汇作用显著, 尤其是在2007-2012 年间的碳汇作用最强。3)三峡库区森林潜在生产力应在13.52 - 21.77 t⋅hm–2⋅a–1 之间, 现在库区林分生产力介于2.85 - 6.19 t⋅hm–2⋅a–1, 平均为4.75t⋅hm–2⋅a–1,仅为潜在生产力的21.8%-35.1%。显然,三峡库区森林碳储总量以及森林生产力和固碳能力明显提高,只要进一步加强森林经营管理,加大保护力度, 提高森林生产能力和固碳能力仍然具有非常巨大的潜力。     

1950—2008年江西省森林火灾的碳损失估算

1950—2008年间江西省年均发生森林火灾762次、年均过火面积1.578×104hm2.本文利用江西省森林火灾统计数据,结合气象、森林分布和历次森林清查数据,分析了该省林火的特征,估算历年的林火碳释放量和碳转移量.结果表明:1950—2008年江西省森林火灾导致的森林生物量总损失约61.155 Tg,活生物量碳库损失约30.993 Tg C,占全省植被碳库的15.92%.20世纪70年代以前林火生物量碳损失率约占1950—2008年生物量总碳损失的74.3%;90年代以后,年均林火生物量碳损失小于0.097 Tg C.森林火灾释放的CO2、CH4和CO气体分别为5.408 Tg、0.047 Tg和0.486 Tg,有22.436 Tg C活生物量碳进入土壤碳库.2008年初雨雪冰冻灾害引发的高频率次生林火灾害导致森林活生物量碳损失(0.463 Tg C)是前5年平均值(0.181 Tg C)的2.56倍.     

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。     

长白山森林景观边界动态变化研究

通过野外调查、遥感和地理信息系统相结合的方法来研究长白山森林景观边界的动态变化规律,并通过相关性分析,探讨了长白山森林景观破碎化过程和景观边界指数变化的关系。首先对遥感影像进行计算机分类,其次,构建了描述景观边界的指标体系,再次,从景观边界的长度、密度、对比度、形状和多样性5个方面,对长白山森林景观边界的动态在景观类型尺度和景观尺度上进行分析。结果表明,在20多年的时问内,苔原面积减少了3694．8hm^2,云冷杉林的面积减少了130482．03hm^2,阔叶红松林面积增加了41610．4hm^2,岳桦林面积增加了66978hm^2．由于森林砍伐和毁林造田以及其它人类活动(如旅游)的影响,长白山森林景观的破碎化程度趋于增加,景观边界形状趋于复杂景观破碎化过程和景观边界指数变化的相关性分析证实了可以用景观形状指数(LSI)、对比度加权边界密度(CWEI))、边界加权总长度(TEGT)、加权景观形状指数(LSI-WGT)的变化来指示森林景观的破碎化程度。景观边界形状指数的大小还可以用来反映人类活动对景观的影响程度。最后,针对目前长白山森林景观破碎化程度趋于增大的情况,建议采取积极措施,防止长白山森林景观的进一步破碎化,以便更好地保护天然林。     

1950—2008年江西省森林火灾的碳损失估算

1950—2008年间江西省年均发生森林火灾762次、年均过火面积1.578×10.4 hm².本文利用江西省森林火灾统计数据,结合气象、森林分布和历次森林清查数据,分析了该省林火的特征,估算历年的林火碳释放量和碳转移量.结果表明： 1950—2008年江西省森林火灾导致的森林生物量总损失约61.155 Tg,活生物量碳库损失约30.993 Tg C,占全省植被碳库的15.92%.20世纪70年代以前林火生物量碳损失率约占1950—2008年生物量总碳损失的74.3%;90年代以后,年均林火生物量碳损失小于0.097 Tg C.森林火灾释放的CO₂、CH₄和CO气体分别为5.408 Tg、0.047 Tg和0.486 Tg,有22.436 Tg C活生物量碳进入土壤碳库.2008年初雨雪冰冻灾害引发的高频率次生林火灾害导致森林活生物量碳损失(0.463 Tg C)是前5年平均值(0.181 Tg C)的2.56倍.     

浙江省森林生物量动态

以浙江省1976至2004年森林资源连续清查资料为数据源,采用基于生物量与蓄积之间关系的生物量转换因子连续函数法,对全省林分生物量和包括林分在内的森林生物量动态进行估计。森林生物量为包括林分、疏林、灌木林、竹林、经济林和四旁树在内的所有林木生物量之和。结果表明,浙江省1976至2004年间森林生物量从1.00828×10^8Mg上升到2.44426×10^8Mg;其中,林分生物量由0.5712×10^8Mg上升到1.51128×10^8Mg。森林生物量和林分生物量的年平均增长速度分别为5.1%和9.1%。在1999至2004年间,森林生物量和林分生物量增长速度均明显加快,分别达到8.6%和10.1%。在1976至2004年间,全省森林面积年均增长速度为1.0%,森林平均生物量从16.50Mg·hm^-2上升到36.59Mg·hm^-2。但是,在森林资源总量不断增加的同时,全省林分质量仍维持较低水平。2004年全省林分单位面积生物量为38.40Mg·hm^-2,远低于全国平均水平（77.40Mg·hm^-2）。研究还表明,利用森林资源连续清查数据和基于单株测树因子的森林生物量模型能够估计大尺度范围内的森林生物量及其动态,但亟待在统一标准下建立和完善覆盖所有树种的生物量模型。     

1977—2018年贵州省森林生态系统服务功能评估

森林生态系统服务功能的发挥受森林资源动态消长的影响, 简便有效的森林生态服务功能评估可为生态补偿制度的制定和生态GDP的核算提供科学依据。通过耦合第七次国家森林资源连续清查期间全国各省份森林面积、蓄积和同时期森林生态服务功能物质量、价值量的监测数据, 构建最优评估模型, 预评估不同清查时期贵州省森林生态系统服务功能物质量和价值量的动态变化。结果表明: (1)反映森林资源特征与森林生态系统服务功能间协同关系的最优评估模型为y=aS+bV+c。(2)贵州省森林生态系统服务功能物质量总体呈增加趋势, 其中第五次清查期间, 各项指标增长率波动较大, 介于40.50%—139.26%; 价值量各项指标呈上升趋势, 各项占总价值量比重的波动较小, 其中涵养水源所占比重最大, 介于40.30%—40.79%, 再次为生物多样性保护, 为23.76%—32.27%, 剩余各项依次为固碳释氧、保育土壤、净化大气环境和积累营养物质。(3)第九次清查期间贵州省森林生态系统服务总价值量达3564.17 ×108元·a–1, 相当于该省当年GDP的24.07%。通过评估得到贵州省森林提供生态服务的潜力较大, 尤其体现在涵养水源、生物多样性保护和固碳释氧等方面。     

中国森林生态系统植被固碳现状和潜力

根据近3次森林资源普查资料和六大林业工程规划估算了中国森林植被的固碳现状和潜力.我国森林植物的碳贮量从第4次森林清查(1989～1994年)的4220.45 Tg C增加到第6次森林清查(1999～2003年)的5156.71Tg C,平均年增长率为1.6%, 年固碳量为85.30 ～ 101.95Tg·a-1,主要集中在西藏、四川、内蒙古、云南、江西、广东、广西、福建和湖南等省份.根据我国林业工程建设规划,到2010年规划完成时,林业工程每年新增的固碳潜力为115.46 Tg·a-1,其中天然林资源保护工程、退耕还林工程、三北、长江流域等重点防护林建设工程、环北京地区防沙治沙工程和重点地区速生丰产用材林基地建设工程到2010年新增的固碳潜力分别为16.25、48.55、32.59、3.75和14.33 Tg·a-1.     

中国森林植被碳库的动态变化及其意义

利用1949年至1998年间7次森林资源清查资料,结合使用森林生物量实测资料,采用改良的生物量换算因子法,推算了中国50年来森林碳库和平均碳密度的变化,分析了中国森林植被的CO2源汇功能,结果表明,70年代中期以前,主要由于森林砍伐等人为作用,中国森林碳库和碳密度都是减少的,碳储量减少了0．62PgC（Pg＝10^15g),年均减少约0．024PgC。之后,呈增加趋势。在最近的20多年中,森林碳库由70年代末期的4．38PgC增加到1998年的4．75PgC,共增加0．37PgC,年平均增加0．022PgC。这种增加主要由人工造林增加所致。20多年来,由于人工林增加导致碳汇增加0．45PgC,年平均增加吸收0．021PgC／a。人工林的平均碳密度也显增加,共增加了约一倍。这除了人工成林增多外,气温上升和CO2浓度施肥也可能是促进森林生长的重要因子。     

甘肃省森林碳储量现状与固碳速率

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 Tg C, 其中植被生物量碳为179.04 Tg C, 土壤碳为433.39 Tg C。天然林是甘肃省碳储量的主要贡献者, 其值为501.42 Tg C, 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 Tg C, 2011年分别为152.41和26.63 Tg C, 平均固碳速率分别为1.33和0.92 Tg C·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。