长江经济带林地和其他生物质碳储量及碳汇量研究

以全国林业应对气候变化碳汇计量监测体系建设结果数据为基础,应用森林碳库专项调查建立的碳计量模型和参数,结合历次森林资源清查成果等数据,估算了2020年长江经济带林地和其他生物质碳储量和碳汇量。研究表明：（1）2020年长江经济带林地碳储量24543.58 Tg C （其中森林植被碳储量为4372.85Tg C）,散生木和四旁树等其他生物质碳储量329.59 Tg C。2020年长江经济带林地碳汇量81.81 Tg C/a （300.26Tg CO₂/a）、散生木和四旁树等其他生物质碳汇量6.60 Tg C/a （24.21 Tg CO₂/a）。无论是林地和其他生物质碳储量、碳汇量、还是森林植被碳储量,乔木林地所占比例最大（69%-85%）;长江经济带11个省市中,云南省最大,上海市最小;林地碳储量中土壤有机质碳库贡献最大（81.46%）,林地碳汇量中生物量碳库贡献最大（90.99%）;林地碳汇量中"一直为林地的土地"产生碳汇量贡献最大（71.74%）,其中一直为乔木林的土地产生的碳汇量占69.89%;（2）阐述了长江防护林工程、天然林资源保护工程、珠江防护林工程和沿海防护林工程4大重点生态工程对长江经济带碳储量和碳汇量的贡献,长江防护林工程贡献率最大（81%-83%）,其次是天然林资源保护工程（32%-38%）,珠江防护林工程和沿海防护林工程影响较小。分析了人工造林、中幼林抚育、次生林和低效林改造、退化林修复等生态保护修复措施对长江经济带碳储量和碳汇量的贡献,并提出了碳中和愿景下森林固碳增汇的有效途径。     

河流着生藻类多样性对城镇化的响应——以深圳市为例

着生藻类是河流生态状况的重要指示生物,然而关于城镇化对着生藻类多样性影响的研究还较缺乏。基于深圳市9条主要河流74个样点2020年雨、旱季的调查数据,对比了城区、郊区河流样点的着生藻类α、β多样性。两次调查共鉴定出着生藻类301个分类单元,其中硅藻门种类最多。谷皮菱形藻(Nitzschia palea)、隐头舟形藻(Navicula cryptocephala)、平庸菱形藻(Nitzschia inconspicua)等污染指示种在城区组相对丰度更高,而清洁指示种微小曲丝藻(Achnanthidium minutissimum)在郊区组相对丰度更高。城镇化对着生藻类物种丰富度、香农维纳多样性指数、Pielou均匀度指数等α多样性指数均无显著影响,但对着生藻类群落结构有显著影响。城区组样点的着生藻类β多样性(用主坐标分析质心指示)低于郊区组,城区组与郊区组藻类β多样性差异在旱季更为显著。两组样点的藻类β多样性差异主要来源于物种周转组分。与城区组着生藻类群落显著相关的环境因子包括总氮、高锰酸钾指数、电导率、pH、浊度和水深,而与郊区组着生藻类群落显著相关的是总氮、溶解性无机磷和电导率。研究...     

昆仑山国家公园青海片区评估区种子植物区系研究

【目的】从物种代表性和多样性方面为拟创建的昆仑山国家公园青海片区评估区的植物多样性保护、植物资源利用与管理提供基础科学数据。【方法】研究在野外调查基础上,结合历史数据及文献资料,梳理评估区种子植物名录,分析评估区种子植物区系的组成、优势类群、地理成分及珍稀濒危物种。【结果】(1)昆仑山国家公园青海片区评估区共有种子植物46科146属384种,裸子植物3科3属5种,被子植物43科143属379种;苋科(Amaranthaceae)、菊科(Asteraceae)、豆科(Fabaceae)和禾本科(Poaceae)4科在评估区种子植物区系中占重要地位,单种科和寡种科构成科的主体。(2)评估区种子植物科、属优势现象明显,优势科有8科,优势属有36属,具10种以上的大属有黄芪属(Astragalus)、棘豆属(Oxytropis)、蒿属(Artemisia)、风毛菊属(Saussurea)、早熟禾属(Poa)、薹草属(Carex)6属,单种属和小属构成属的主体。(3)评估区种子植物科的分布区类型以世界分布为主,同时呈现出温带性质,属的分布区类型以温带分布为主,与劳亚古陆有紧密联系。(4)评估区有...     

夏季南海北部纤毛虫群落组成及其水平分布

在2007年中国科学院南海海洋研究所南海北部开放航次期间,设计了两条纤毛虫采样断面(X断面、Y断面),共13个站位,涵盖了珠江冲淡水区、粤东上升流区和陆坡开阔海区,旨在对纤毛虫的种类组成和空间分布及其影响因素进行探讨。共检出4纲8目22属38种纤毛虫,其中种类数最多的属是砂壳目拟铃虫属(9种),其次是急游目急游属(5种)。本航次中纤毛虫主要是砂壳目纤毛虫(27种),共鉴定出砂壳虫15属27种。纤毛虫优势种为蚤状中缢虫Mesodinium pulex(18.1%),其次是丁丁急游虫Strombidium tintinnodes(9.7%),盾形拟铃虫Tintinnopsis urula(5.8%)。纤毛虫种类数和丰度从近岸向外海逐渐减少,纤毛虫种类数与温度(R2=0.53,P0.05)和盐度(R2=0.43,P0.05)呈负相关,随着温度的升高,纤毛虫种类数逐渐降低。纤毛虫丰度与温度和盐度相关性并不明显,这可能由于受上升流的影响,近岸上升流高盐区存在着纤毛虫丰度较为丰富的情况。叶绿素a浓度与纤毛虫种类数(R2=0.36,P0.05)和纤毛虫丰度(R2=0.36,P0.05)呈正相关,近岸浮游植物生物量高,纤毛虫种类丰富,丰度大,叶绿素a沿纵断面降低,纤毛虫种类数和丰度也降低。     

不同林龄长白落叶松人工林碳储量

基于7—41 a长白落叶松人工林样地生物量调查,探讨了不同发育阶段长白落叶松人工林碳储量的时空变化规律。结果表明:随林龄的增大,长白落叶松人工林林木和各器官生物量增加,树干所占比例增加,生物量转换因子(BEF)、根茎比(R)等参数分布正常。林下植被层、倒落木质物层生物量随林龄增大呈增加趋势。群落总碳储量的空间分布序列是:乔木层倒落木质物层林下植被层。未成林期、幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林群落的碳储分别为6.585、66.934、90.019、125.103、162.683t.hm-2,乔木层碳储量分别为3.254、58.521、78.086、108.02、138.096 t.hm-2,倒落木质物层和林下植被层碳储量平均值分别为10.859、1.988 t.hm-2。乔木层、倒落木质物层和林下植被层碳储量占总量的平均比率分别为85.99%、2.17%和11.85%。在不同发育阶段群落和乔木层碳储量的年生产力呈先降后升的变化趋势,中龄林的碳储量累积速率高于幼龄林及成熟林,碳素年固定量分别为0.940、3.889、3.615、3.628、3.968 t.hm-2,乔木层年生产力分别为0.465、3.39、3.137、3.133、3.368 t.hm-2。林下植被层年生产力呈"U"形变化,平均值为0.079 t.hm-2。倒落木质物层的年生产力呈线性增长,平均值为0.423 t.hm-2。研究认为长白落叶松人工林群落碳储量随林龄增加的变化规律明显,碳汇潜力巨大。     

不同施肥处理对土壤水稳定性团聚体及有机碳分布的影响

以国家褐潮土16 a的长期肥料试验为平台(北京昌平),研究长期不同施肥对耕层土壤水稳定性团聚体及其有机碳的影响。主要研究结果:与耕种农田土壤相比,长期撂荒(CK0)可以提高水稳定性大团聚体的含量及其有机碳含量和储量。而农田耕作后,破坏了水稳性大团聚体,相应地增加水稳性微团聚体的含量。与长期不施肥种植作物(CK)相比,长期施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾配施有机肥(NPKM)和氮磷钾秸秆还田(NPKS)处理对水稳性团聚体数量分布和平均重量直径(MWD)有显著影响,其中对2mm和0.25 2mm水稳性大团聚体的促进作用最明显,说明施肥处理增加的新碳主要向0.25 2mm和2mm团聚体富集。在不同水平水稳性团聚体中,2mm和0.25 2mm两个级别的水稳性大团聚体有机碳的含量显著高于0.0530.25mm和0.053mm水稳性微团聚体。化肥与有机肥配施(NPKM)处理可提高水稳性大团聚体含量,改善土壤团聚体的结构。长期小麦-玉米→小麦-大豆复种轮作并施氮磷钾化肥的处理(NPKF)各级团聚体中有机碳的含量高于长期小麦-玉米轮作并施氮磷钾化肥的处理(NPK)。     

1940—2002年长江中下游平原乡村景观区域中土地利用覆被及其土壤有机碳储量变化

过去60a来,长江中下游平原的乡村地区发展迅速,引起土地利用覆被及其土壤有机碳储量明显地变化。通过选取区域代表性样方、基于1942年航片和2002年IKONOS影像研究小尺度土地利用覆被变化、土壤取样和收集1965年前土壤有机碳历史数据,用尺度推绎和蒙特卡洛不确定性分析方法,评价了19402002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中土地利用覆被的面积及其030cm土壤(或底泥)有机碳储量的变化。结果表明:近60a来,在86×103km2的区域中有47%的面积发生土地利用覆被转化,其中耕地转化为非耕地的面积为21%(18×103km2)。土地利用覆被类型转化及其有机碳密度的变化导致该区域土壤有机碳储量的净增加。该区域稻田和闲置水域面积分别减少了21.5%(18.5×103km2)和6.7%(5.7×103km2),导致其土壤(或底泥)有机碳储量分别减少41.8TgC和12.9TgC;而水产养殖、非渗漏表面为主的建筑用地、种植木本作物和种植1年生作物的水浇地面积分别增加了14.2%(12.2×103km2)、7.7%(6.7×103km2)、3.5%(3.0×103km2)和2.0%(1.7×103km2),使其土壤(或底泥)有机碳储量分别增加32.2TgC、22.2TgC、12.2TgC和6.5TgC。近60a来,整个区域030cm土壤有机碳的储量增加了18.2TgC,其净增加的可能性为75%,形成了弱碳汇。这主要是由于区域稻田土壤有机碳密度增加了17%,使区域土壤有机碳储量增加了22.2TgC(其净增加的可能性为92%);而且,稻田转化为种植木本作物和种植1年生作物的水浇地也使区域土壤有机碳储量分别增加了1.3TgC(净增加的可能性为86%)和0.3TgC(净增加的可能性为70%);此外,闲置水域转化为水产养殖也使区域土壤有机碳储量增加1.3TgC(净增加的可能性为77%)。但是,稻田转化为水产养殖和非渗漏表面为主的建筑用地导致区域土壤有机碳储量损失6.3TgC和0.6TgC。因稻田土壤有机碳密度增加及稻田转化类型的土壤有机碳储量变化的影响,使整个区域形成弱碳汇,但如果稻田继续减少的话,很可能变成碳源。通过选取区域代表性样方、研究小尺度土地利用覆被变化、土壤取样和收集土壤历史数据,采用尺度推绎方法,研究揭示了19402002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中土地利用覆被的面积及其土壤有机碳储量的变化。     

热带森林碳汇或碳源之争

热带森林生产和储存有世界40%的生物量碳,这一碳汇的存在对于全球碳循环和人类的生态安全是极其重要的。由于气候变化热带森林碳储存量已经发生了一系列的变化。一种观点认为自20世纪80年代后期起热带森林的基面积(生物量)、茎个体密度、茎个体周转率均呈现显著增长,并归结为热带森林结构和动态协调一致的变化,同时将生物量的增加归功于高浓度CO2施肥。进而推断热带森林现今和今后数十年,它仍然是一个中等的碳汇。另一种观点认为热带森林生物量并无增加,其森林碳汇已沦落为碳源。在实验室中设置高浓度CO2条件栽培热带植物进行观测的多数结果是,无结构碳水化合物增加,而生物量并无增加。同时,随着CO2浓度升高,高温和干旱对热带森林将产生一系列更严重的负面影响,如森林生长量下降、死亡率以及森林火险增加;厄尔尼诺事件将会更加剧旱情和火灾,致使树木出现枯梢和死亡高峰。未来人类开发森林及林地利用改变将日益加剧,在自然和人为的综合影响下,不论是对热带森林生物量增加持肯定立场的生态学家,或对此持反对立场的生态学家,双方都一致认为未来退化的热带森林系统碳汇必然转变为碳源,甚至是一大规模的碳源。     

海南岛霸王岭热带山地雨林木质藤本垂直结构特征

木质藤本植物是热带森林结构和功能的重要组分,但对于其垂直分布的研究较少。通过对海南岛霸王岭热带山地雨林坡地8条样带内胸径≥0.5cm的攀援木质藤本进行调查,比较分析了其多度、物种丰富度、径级结构、攀援方式组成、物种组成的垂直结构特征。结果表明:(1)随着高度级增加,木质藤本多度和物种丰富度都呈现出一种先增加后降低的单峰型曲线变化规律。(2)随着高度级增加,木质藤本个体趋于分布在更大径级。在森林底层(05m)和林冠层(≥15m)分别以0.51cm和≥2cm径级的木质藤本占优。(3)不同高度级间,不同攀援方式木质藤本个体比例存在显著差异。主茎缠绕类木质藤本在各高度级都占优势,卷须类木质藤本个体比例随高度增加显著降低,根攀类木质藤本呈现相反趋势。(4)随着高度级增加,木质藤本物种优势度明显发生变化。总体来看,木质藤本呈现出一种复杂、有序的垂直结构,这可能决定其对森林动态的影响。     

黄土高原沟壑区王东沟小流域土壤有机碳空间分布

地貌和土地利用是影响土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)空间变异的重要因素。以黄土高原沟壑区王东沟小流域(8.3 km2)为对象,在考虑地貌单元和土地利用影响的基础上,采集0—20cm样品448个,0—200cm样品33个。研究了地貌单元(塬面、塬坡和沟道)和土地利用方式对SOC含量的影响。结果表明,地貌单元和土地利用对小流域表层和深层SOC的含量分布影响都有显著差异。0—20cm土层的SOC含量,沟道塬面塬坡;塬面表层SOC含量的变化平缓;塬坡和沟道SOC变异大于塬面。0—200cm土层SOC三地貌单元差异达极显著水平(P99.9%),塬面SOC含量最高(5.37g kg-1),塬坡(3.06 gkg-1)最低。不同地貌单元条件下土地利用方式对表层和剖面SOC含量分布的影响也存在明显差异。塬面区,人工草地SOC含量亦明显高于农田和果园,但仅40cm以上土层SOC达到显著差异。在塬坡上,不同土地利用类型间,发生显著差异深度达到140cm。沟道内,林草两种土地利用类型间的SOC含量无显著差异。在估算该地区SOC密度和储量时,需要充分考虑地貌单元和土地利用方式的影响。