气候变化背景下中国陆地生态系统碳储量及碳通量研究进展

全球气候变化对全球生态系统的结构、功能和过程产生了重要影响,成为各国政府、社会公众以及科学界共同关心的焦点问题。陆地生态系统碳循环又是当前气候变化和区域可持续发展研究的核心内容之一,影响到经济和社会发展的各个方面。因此,开展陆地生态系统碳储量和碳通量的研究仍将是气候变化研究中的重点内容。总结了近年来国内森林、土壤、草地、农田四种陆地生态系统在碳储量、碳通量方面取得的研究成果和不足：随着遥感、GIS及模型的发展和应用,森林、草地生态系统碳储量的研究精度和范围要高于农田和土壤,而农田和土壤生态系统碳储量的研究多基于典型性样地和大量实验数据,结果受制于样点布设和采样密度;目前,土壤生态系统碳储量结果多基于上世纪80年代全国二次土壤普查数据计算所得,且总有机碳库的估算存在较大差异,土壤有机碳的组分研究中易氧化有机碳库研究滞后于总有机碳,迫切需要对我国现有土壤有机碳进行研究;农田生态系统受人类活动干扰强烈,从一个或几个站点到全国尺度都有对农田土壤有机碳贮量的研究成果,与国外相比,我国试验田的设置时间短,资料积累较少,更多侧重不同施肥方式下农作物产量和农田合理的施肥培肥模式研究,农田土壤有机碳含量关系我国农业生产和粮食安全,对农田土壤固碳机理的研究仍将是今后关注的焦点。各生态系统碳通量的监测取得了一定成果,近年来涡度相关系统在森林、土壤、草地、农田生态系统中得到了广泛的应用。并从气候、人类活动两个因素分析了其对生态系统碳储量、碳通量的影响。针对目前存在的问题,进一步指出了目前国内不同生态系统中碳循环在现状研究、有机碳变化机制、模型建立及气候变化和人类活动影响下的碳库时空格局方面得到加强。     

提高碳汇潜力：量化树种和造林模式对碳储量的影响

全球气候变化背景下,造林再造林固定的碳可以抵消温室气体减限排量。通过造林再造林增加森林面积可以增加林业碳汇,在土地面积有限的情况下,提高造林质量——在有限的造林面积上固定更多的碳是十分必要的。树种和造林模式的选择是增加森林生态系统碳汇的重要管理决策。文章综述了树种和造林模式对生态系统的碳储量的影响。树种从生物量的积累,凋落物和土壤碳储存,以及木材密度、碳贮存量等几个方面探讨其对生态系统碳库的影响。混交林能充分利用立地条件、改善树木营养状况,并且可以减少病虫害和森林火灾。同时分析了我国在森林经营方面存在的问题和改善途径,以期为该领域的研究提供参考。     

造林对区域森林生态系统碳储量和固碳速率的影响

量化连年造林对提升区域森林生态系统固碳能力的贡献,对于了解区域碳循环和应对气候变化具有重要意义。基于县域造林统计数据和森林资源规划设计调查数据,应用区域尺度森林碳收支模型(CBM-CFS3)设置造林情景与未造林情景(BS),评估和预测了2009—2030年造林对湖北省兴山县森林生态系统碳储量和固碳速率的影响。结果表明,模拟期间造林情景下兴山县森林生态系统碳储量和固碳速率平均值分别为16 540.55 Gg和208.04 Gg·a~(-1),比BS情景对应值高472.85 Gg(2.94%)和16.01 Gg·a~(-1)(8.34%)。在新造林生态系统中,生物量碳库和死亡有机质碳库的碳储量占比分别为19.11%和80.89%,这2个碳库的固碳速率分别占新造林生态系统固碳速率的94.15%和5.85%。造林使马尾松林和落叶阔叶林生态系统碳储量平均值分别增加237.23和235.63 Gg,使两者固碳速率分别增加6.44和9.57 Gg·a~(-1)。通过调整兴山县林龄结构,造林提高了森林生态系统碳储量和固碳速率。未来可适当增加落叶阔叶林造林面积,加强抚育管理,以增强该区域森林碳汇功能,促使森林资源持续发展。     

森林生态系统土壤呼吸测定方法研究进展

森林是陆地生态系统的主体,是最大的植被碳库和土壤碳库,其碳通量和碳储量的变化对生态系统的碳循环乃至全球碳收支平衡具有决定性影响。土壤呼吸是森林生态系统碳循环过程的关键环节,亦是森林生态系统的碳素向大气输出的主要途径,是土壤圈与大气圈交流的重要形式,是森林生态系统能量流动和物质循环的重要生态过程。目前,土壤呼吸已经成为陆地生态系统向大气排放CO2最大的源,在区域乃至全球碳循环与碳平衡中具有重要作用。随着全球气候变化的加剧,森林土壤呼吸在全球碳平衡中的作用引起了人们的广泛关注,成为科学界研究的热点问题。土壤呼吸测定方法是科学有效地测定土壤呼吸的重要手段以及对土壤呼吸定量化研究的重要媒介,科学有效地加强森林土壤呼吸测定方法的精确化与定量化研究,对了解森林土壤呼吸在全球碳循环和碳平衡中的地位以及实现森林土壤碳汇效应与固碳潜力的研究均有重要意义。本文系统阐明了森林土壤呼吸的国内外研究现状及进展、论述比较了土壤呼吸的各种测定方法,特别比较了静态气室法和动态气室法的优缺点,为人们对测定方法的选择提供参考。虽然测定森林生态系统土壤呼吸的方法均存在某种程度的不足,但目前最理想的方法是动态红外气体分析法,亦是最可靠的方法之一。此外,本文亦阐述了森林生态系统土壤呼吸各组分的区分方法,最后讨论了森林生态系统土壤呼吸测定方法研究存在的问题,探讨了解决问题的方向,并总结了土壤呼吸测定方法研究的趋势以及进一步的研究发展方向。     

干扰及林龄影响下迪庆州云杉老龄林生态系统碳储量动态

老龄林是重要的森林碳库,研究老龄林碳储量长期变化对评价老龄林碳源和碳汇功能和量化区域尺度森林生态系统碳循环具有重要的意义。基于云南省迪庆自治州森林资源规划设计调查数据、样地数据和迪庆州造林、采伐、灾害等统计数据,运用林业碳收支模型(CBM-CFS3)模拟并预测了2005—2020年云南省迪庆州区域尺度云杉(Picea likiangensis)老龄林(过熟林)的生物量、死亡有机质(包括枯落物、枯死木和土壤有机碳)以及生态系统碳储量及其动态变化。结果表明,干扰情景下,2005—2020年迪庆州云杉老龄林的生物量、死亡有机质和生态系统碳储量范围分别为3.98~4.73 Tg、5.41~7.28 Tg和9.44~12.01 Tg,且均呈逐渐增长趋势。模拟期间,云杉老龄林的生物量碳密度和生态系统碳密度均呈减少趋势,其中生物量碳密度平均值为106.40 Mg·hm~(-2),生态系统碳密度平均值为255.56 Mg·hm~(-2);死亡有机质碳库碳密度呈增加趋势,平均值为149.16 Mg·hm~(-2)。研究结果显示,迪庆州云杉老龄林生态系统碳储量动态受林分生长、成熟林为过熟林和干扰三方面影响;其中自然生长导致生态系统碳储量增加0.51 Tg,成熟林进阶导致生态系统碳储量增加2.75 Tg,而采伐干扰造成生态系统碳储量损失1.14 Tg。建议未来森林经营中将老龄林每年采伐总面积控制在1.9×10~3 hm2·a~(-1)以内,以保证老龄林生态系统碳储量趋于稳定,避免老龄林转变为碳源。     

井冈山中亚热带森林植被碳储量及固碳潜力估算

国内外关于森林碳汇功能的研究集中于热带和温带森林,就中国东部亚热带森林,尤其是中亚热带常绿阔叶林的碳汇功能的研究较为薄弱。该研究选取井冈山国家级自然保护区作为中国中亚热带森林生态系统的典型代表,针对不同森林类型分别设置样地,采用材积源生物量法估算该地区森林生态系统植被碳储量,并以老龄林生态系统碳储量为参考标准,通过计算参考碳储量与基准碳储量之差,估算研究区森林植被的固碳潜力,旨在明确中国中亚热带森林生态系统在全球碳循环中的作用及贡献。研究发现,(1)井冈山自然保护区森林植被总碳储量为1 589 531 t,平均碳密度为7.29 kg·m-2,高于中国及全球中高纬度森林植被平均碳密度。常绿阔叶林植被碳密度最高,为9.25 kg·m-2,其次是针阔叶混交林和常绿落叶阔叶混交林,其植被碳密度分别为8.12和7.83 kg·m-2。(2)各林型老龄林的植被碳密度均高于平均植被碳密度,常绿阔叶林的老龄林植被碳密度最大,达10.53 kg·m-2。(3)研究区森林植被的固碳潜力为182 868 t,常绿阔叶林的植被固碳潜力最大,达74 086 t,其次为常绿落叶阔叶林混交林、暖性针叶林和针阔叶混交林。研究结果表明中国中亚热带森林生态系统具有较高的固碳能力。     

中国草地生态系统碳储量及碳过程研究进展

草地为陆地生态系统的主体,是陆地上最主要的碳储库和碳吸收汇之一。近年来,随着“草原承包责任制”、“退耕还林还草”和“封育禁牧”等重大生态工程项目的实施及草地生态系统的恢复和草地生产力的提升,草地生态系统碳储量、固持潜力、土壤碳循环机制及稳定性机制越来越受到学术界的关切。文章全面综述了近年来我国草地生态系统碳储量及其碳过程的研究工作,总结了不同研究中,我国不同草地类型碳库的特征及其储量、分析了草地生态系统碳过程等,评述了土壤碳过程相关科学问题的研究进展,指出了当前草地生态系统土壤碳储量及碳过程的研究进展、存在的问题,分析了未来草地生态系统土壤碳研究的重点研究方向和发展趋势。研究表明：草地生态系统在调节碳循环和减缓全球气候变化中起着重要作用。但是,由于草地类型的多样性、结构的复杂性以及草地对干扰和变化环境响应的时空动态变化,至今对草地生态系统碳储量和变率的科学估算,以及草地生态系统土壤关键碳过程及其稳定性维持机制的认识还十分有限,随着高分辨率的MODIS、TM数据、数学模型及不同草地类型实测点的建立,以及通过枯落物碳库将植物碳库与土壤碳库的有机连接,草地生态系统的土壤碳储量及固持潜力取得了重要进展;土壤有机碳来源、组成,有机碳化学结构以及环境因子是影响土壤有机碳稳定性的重要因素,而固体赫兹共振、碳同位素示踪等对破解有机碳稳定性提供了重要手段。未来,还将进一步厘清草地生态系统土壤固碳的驱动机制,构建草地生态系统土壤固碳量化方法体系等。     

岷江上游高山森林溪流非木质残体现存量与碳储量及其分配特征

森林溪流非木质残体的特征直接关系到流域源头水质环境以及森林生态系统碳及养分等物质的输出格局.为了解岷江上游水源源头高山森林生态系统溪流非木质残体的储量特征,于2013 年8 月高山森林溪流水量最大的季节,在研究区域海拔3 600 m 典型高山森林范围内,沿主河道两岸调查每条森林溪流的非木质残体储量,共找到18 条森林溪流汇入主河道,根据实地采样的可操作性和典型性,选择其中12 条溪流详细调查非木质残体储量,每条森林溪流从尽头到源头每隔10 m 设置一个长度为1 m,溪流实际宽度的样方（源头作为最后一个样方）.将样方内所有非木质残体全部采集,低温保存,迅速带回实验室,分别按照树皮、树叶和直径小于1 cm 树枝分离,65 ℃烘干至恒重,测定各组分现存量.然后,将样品粉碎过筛,采用重铬酸钾氧化法测定凋落物有机碳含量,以不同组分现存量与其碳含量计算各组分的碳储量.结果表明：（1）该区域森林溪流非木质残体总现存量和总碳储量分别为657.25 kg 和262.96 kg,单位面积现存量和碳储量为439.70 g·m^-2 和175.92g·m^-2;（2）各溪流中直径小于1 cm 树枝占非木质残体总现存量和总碳储量的69.76%和73.41%,其次为树叶,树皮比例最小且不足10%;（3）尽管溪流长度、面积和流量与非木质残体各组分单位面积现存量和碳储量均无显著相关关系,但显著影响溪流非木质残体总现存量和总碳储量及其在各组分的分配比例;（4）相对于树皮,凋落树叶现存量和碳储量所占比例在流量较小溪流中相对较大.这些结果为深入认识高山森林流域水环境及其在森林生态系统中的重要作用提供新的思路和一定的科学依据.     

长江流域森林植被碳储量分布特征及动态变化

准确评估区域尺度下森林生态系统固碳能力和趋势,对实现森林可持续经营和固碳增汇具有重要意义。基于全国第四次(1989—1993年)、第五次(1994—1998年)、第六次(1999—2003年)和第七次(2004—2008年) 4次全国森林资源清查数据,结合生物量估算模型和植被含碳系数,研究长江流域森林植被碳储量、碳密度分布特征及动态变化。结果表明,1989—2008年长江流域森林植被碳储量由1 345. 30 Tg增加到1 924. 98 Tg,年均增长率为2. 15%,比全国年均增长率高0. 29百分点,表明该流域森林植被碳汇功能不断增强。长江流域森林植被平均碳密度分别为42. 25、40. 34、41. 00和41. 42 Mg·hm-2。从森林龄组来看,长江流域森林植被碳储量主要集中于幼、中龄林和近熟林,这3者对林分碳汇的贡献超过85%,且幼、中龄林和近熟林碳密度远低于成熟林和过熟林,表明流域森林植被碳汇潜力巨大。从森林起源来看,流域内森林植被碳储量主要分布于天然林,占同期森林植被碳储量的78%以上,但人工林碳储能力不断提高,人工林碳储量占同期森林植被碳储量的比例也呈增加趋势,且碳密度明显低于天然林,表明人工林将在该流域森林植被碳汇功能中扮演重要角色。长江中上游是流域内森林植被碳储量主要贡献区,占全流域森林植被碳储量的96%以上。     

西南地区乔木林碳储量及木材生产潜力预测

定量评价森林碳储量及其碳汇潜力,有助于科学评估森林减缓气候变化的潜在贡献,对国际气候变化谈判和国内应对气候变化的决策均具有重要意义。然而,如何对森林进行可持续经营管理以确保木材产量和森林碳汇量间的平衡是一个十分重要的问题。为准确评估西南地区乔木林碳储量及木材产量供应潜力,利用西南各省(市、区)第七次(2004—2008年)和第八次(2009—2013年)森林资源连续清查数据,结合森林经营规划目标设定采伐与非采伐两种情景,采用蓄积-生物量转换因子法,估算了乔木林生物量碳储量和碳密度,模拟预测了2010—2050年间的乔木林生物量碳汇潜力及木材产量。结果表明,(1)2010年西南地区乔木林碳储量为2 449.06 Tg,碳密度为57.64 Mg·hm~(-2)。碳储量大小顺序为:西藏云南四川贵州重庆,碳密度大小顺序为:西藏四川云南重庆贵州。(2)采伐和非采伐情景下,2050年西南地区乔木林碳储量分别为3 829.18 Tg和4 057.29 Tg,碳密度分别为81.60 Mg·hm~(-2)和85.08 Mg·hm~(-2)。(3)与非采伐情景相比,2050年时采伐情景下碳储量下降了228.11 Tg,碳密度下降了3.48 Mg·hm~(-2);但是采伐情景下2010—2050年间累计提供木材产量7.86×10~8m~3。西南地区幼、中龄林比例较高,随着生长成熟以及抚育经营管理使森林质量提高,该地区森林碳汇潜力巨大。制定合理的乔木林更新采伐比例,有助于在有效发挥森林碳汇效益的同时实现森林质量的提升和木材产量的增加。     

燕山典型流域两种造林树种生态系统碳储量及固碳潜力研究

选择燕山典型流域6个林龄序列的小叶杨（Populus simonii）和5个林龄序列的山杏（Prunus sibirica）主要造林树种为研究对象,利用时间替代空间样地测量法量化退牧还林后生物量碳储量、凋落物碳储量和土壤碳储量及生态系统碳储量的变化规律,同时以各组成碳库-林龄序列中的最大碳储量之和作为生态系统饱和碳储量,以未退牧的天然草地生态系统碳储量作为初始植被类型的碳储量,分析总结了退牧还林对生态系统碳储量和碳循环的影响。结果表明,退牧还林后生态系统的生物量碳储量、凋落物碳储量基本随退牧年限的增加而增加,土壤碳储量随退牧年限的增加呈现先减小后增加的趋势。在没有人为干扰的情况下,9、15、18、22及29 a生小叶杨林的生态系统碳储量分别为7147.45、7461.67、7509.895、8468.375及8247.85 g·m^-2,9、15、18、22及26 a生山杏林的生态系统碳储量分别为6695.44、6700.82、8011.86、8001.92及7981.92 g·m^-2;9、15、18、22、29及36 a生小叶杨林的生态系统固碳潜力分别为757.08、1071.3、1119.53、2078.01、1857.48及1312.21 g·m^-2,9、15、18、22及26 a生山杏林的生态系统固碳潜力分别为310.45、1621.49、1611.55、1591.55及757.08 g·m^-2。长期来看,研究区退牧还林对提高生态系统碳汇能力是可观的、积极的。研究结果对提高造林对碳汇影响的估测能力提供数据支持,也为政府参与国际全球气候变化的谈判提供一个很好的案例研究和科学根据。     

基于遥感估算的上海城市森林碳储量空间分布特征

城市森林在固碳释氧、应对气候变化方面发挥着重要作用,对其碳储量的估算为中国城市做好碳达峰、碳中和工作提供重要数据基础。以上海城市森林为研究对象,采用样地调查数据与Landsat OLI遥感影像,分别计算样地碳储量和遥感参数变量(波段数据、植被指数数据和纹理数据),构建基于多元逐步回归模型和普通克里格残差矫正相结合的估算模型,分析区域尺度城市森林碳储量和碳密度的空间分布特征。结果表明,(1)81个样地的碳储量范围为0.09—7.10 t,均值为2.14 t,数据有右偏分布和瘦尾特征,变异系数为0.75,样地类型多样;上海城市森林总碳储量为2.87 Mt,碳密度主要集中在13—40 t·hm~(-2)之间,均值为25.09 t·hm~(-2),整体呈现中部较低,东西部较高的态势,与土地利用强度及城市森林分布有关。(2)主城区碳储量为0.37 Mt,碳密度为1—69 t·hm~(-2),均值为21.77 t·hm~(-2);非主城区碳储量为2.50 Mt,占上海城市森林碳储量的87.11%,碳密度范围为0—89 t·hm~(-2),均值为25.66 t·hm~(-2)。(3)在选择波段反射率和遥感植被指数的同时,提取影像纹理特征并纳入模型,提高了影像的分类精度;采用多元逐步回归模型结合残差矫正的方法估算城市森林碳储量,使估算结果的均方根误差降低了10.29%,平均绝对误差降低了5.5%,提高了估算精度。     

氮沉降对森林土壤碳收支机制的影响

森林土壤储存着全球陆地生态系统大约45%的碳,在维持全球碳平衡方面具有重要的作用。不断加剧的全球氮沉降对森林生态系统碳循环和碳吸存产生了深刻的影响,进而改变了森林生态系统的生产力和生物量积累。本文以欧洲和北美温带地区开展的有关氮沉降对森林生态系统影响的研究为基础,提炼出最可能决定加氮影响碳输入、输出效应方向和大小的因素：凋落物分解、细根周转、外生菌根真菌、土壤呼吸及可溶性有机碳淋失,并探讨了森林生态系统碳动态对氮沉降响应的不确定性。陆地生态系统碳氮循环密切相关,由于氮循环的复杂性,尽管以往碳循环研究都考虑了氮对碳循环的限制作用,但在碳氮循环耦合机理方面的研究还比较少见。在未来研究中,应通过探寻森林土壤碳氮相互作用特征,及土壤微生物、土壤酶等与土壤碳氮过程的互动机制,来增进氮沉降对森林碳储量和碳通量的理解。     

森林碳汇的估算方法及其发展趋势

森林生态系统是地球陆地生物圈的主体,也是陆地表面最大的碳库,在全球碳循环研究中扮演着重要角色,它通过同化作用吸收固定大气中的CO_2,抑制其浓度上升的功能对于应对气候变化问题具有积极的现实意义.准确地估算森林生态系统的碳汇储量,不仅有利于解释全球碳收支不平衡的问题,也有利于促进林业碳汇交易的快速发展.但是目前的估算方法在具有一定适用性的同时也都存在着各自的不足.评述了目前国内外应用最为广泛的样地清查法、涡度相关法及应用遥感技术的模型模拟法三种森林碳汇估算方法的发展历史和应用现状,并分析了各方法的优点与局限性.最后指出:应根据实际情况选择适合的单一方法或几种方法的结合来估算森林碳汇,以便提高估算精度;应加强森林生态系统内部联系及数据时空转换、插补的研究,并充分发挥各方法的优势,采取多种方法相结合的方式完善连续观测系统和区域监测网络的建设,降低估算方法中的不确定性,为大尺度估算提供合理的参数和数据分析基础.     

排水对沼泽湿地碳通量和碳储量的影响

沼泽湿地是全球重要的碳库,排水是沼泽湿地面临的主要人类活动干扰,排水后水位的改变引起沼泽湿地生态系统过程和功能的变化,进而对碳收支产生影响.基于中国知网和Web of Science数据库检索和筛选65组数据(包括25组CO_2通量、18组CH_4通量和22组碳储量数据),综述国内外排水对沼泽湿地碳通量和碳储量影响的研究.研究发现排水使沼泽湿地CH_4与CO_2通量改变,改变的幅度与湿地生态系统类型、排水时间及排水强度等因素有关.排水后CH_4的排放通量降低了29%-75%. CO_2通量的不同组分响应不同:排水后生态系统呼吸增加了10.9%-120%;总初级生产力的响应有很大的差异,可能升高也可能降低;净初级生产力有变化但不显著;净生态系统生产力多为显著降低,变化幅度为1.8%-290.4%.排水对碳储量的影响更间接,多数研究表明排水后土壤碳储量显著降低,植被碳储量的变化不一致,与湿地类型和排水后的利用方式有关,存在不确定性.已有研究多以某一特定排水时间或排水强度的实验研究为主,未来应加强不同排水强度对碳通量和碳储量的影响研究,研究方法上要将控制实验、野外调查与模型模拟研究相结合,以深入理解排水对湿地生态系统碳收支的影响,为湿地保护和恢复提供理论依据.     

基于MODIS GPP/NPP数据的三江源地区草地生态系统碳储量及碳汇量时空变化研究

陆地生态系统碳循环研究是全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,准确地评估陆地生态系统碳储量和碳汇量是估算未来大气 CO2浓度,预测气候变化及其对陆地生态系统影响的关键。已有相关研究多集中于对区域生态系统碳储量和碳汇量的量的估算,而缺乏针对时间尺度上的变化过程的分析,以及对变化特征空间差异性的分析。本研究基于MODIS NPP数据,结合土地利用数据及土壤有机碳密度分布数据,对三江源地区2000─2010年草地生态系统碳储量时空变化特征进行了分析,同时,基于MODIS GPP数据及China FLUX和America FLUX数据,建立草地生态系统呼吸估算模型,对其碳汇量的时空变化特征进行了分析,以期明确该地区的碳储存能力及其变化过程,为该区域草地生态系统保护和管理提供科学依据。研究结果表明：（1）三江源地区草地生态系统总碳储量为53.38×108 t,平均碳密度为14.94 kg·m-2（以C计）。土壤和植被碳储量分别为53.07×108 t和0.31×108 t,平均碳密度分别为14.85 kg·m-2和86.77 g·m-2。（2）近10多年来,三江源地区草地生态系统多年平均碳汇量为0.4×108 t,单位面积平均碳汇量为86.80 g·m-2·a-1（以C计）,表明该地区草地生态体统是一个碳汇。（3）2000年以来,三江源地区草地生态系统总碳储量及总碳汇量均呈波动增加趋势,碳汇功能有所增强。（4）三江源地区草地生态系统碳储量及碳汇量的空间分布格局及其变化趋势的空间分布均呈现明显的空间差异性。（5）MODIS GPP/NPP数据能够支撑较大尺度草地生态系统碳储量及碳汇量格局与变化趋势分析,较传统方法更为便捷高效。     

宁夏贺兰山自然保护区油松林碳储量及分布格局

森林保护对减缓全球变暖有着重要意义。不同森林生态系统由于其所处地理位置不同,气候、土壤、物种构成差异很大,因此其碳汇功能也各不相同,油松是中国北方重要的森林类型之一,为了摸清贺兰山自然保护区森林碳储量,本文通过实地调查取样和室内实验测定的方法,于2011—2012年期间对宁夏贺兰山自然保护区油松林碳储量进行了取样测定,估算了其碳储量。结果表明：油松单株平均含碳率为51．91％,高于国内其他地区的阔叶树种及灌木的含碳率;经估算贺兰山油松林总有机碳储量为13．39kg.m^-2,其中立木碳储量为2．98kg．m^-2,地被层有机碳碳储量为0．86kg·m^-2,土壤层有机碳储量为9．55kg．m^-2,土壤碳储量占林分碳储量的70％以上,是油松林有机碳的主要储存库。总体来看,针叶林的固碳能力要高于阔叶林,在营造固碳林时应优先考虑针叶树种。从分布格局来看,东经105．80°～106．15°,北纬38．36°～39．00°,海拔2000～2400m的区域是油松林的主要分布区域,也是贺兰山森林有机碳的主要分布区,该区域是保护区碳平衡研究和碳汇管理应该关注的重点区域。     

深圳市快速城市化对城市生态系统碳动态的影响研究

城市化已成为全球土地覆被变化的主要驱动因素之一。城市化及其引起的土地覆被变化对城市生态系统碳动态具有重要的影响。以快速城市化的典型区域——深圳市为例,采用遥感影像解译与实地生态调查相结合的方法,研究了1986—2015年间城市化引起的土地覆被变化对城市生态系统碳密度和碳储量的影响,旨在加深对城市生态系统碳循环的认知,为城市生态系统碳管理提供科学依据。研究结果显示,(1)研究区城市化过程中土地覆被变化的主要特征是建设用地的急剧扩张。林地、耕地、园地等在面积减少的同时,景观趋于破碎化。(2)研究区植被和土壤的碳密度呈现出明显的空间异质性。研究时段内,植被和土壤的平均碳密度分别减少了约5.1 t?hm~(-2)、11.8 t?hm~(-2)。(3)研究区城市生态系统碳储量的变化大致经历了3个阶段:城市化"初始期"以自然植被和农业用地为主的高碳储量期;城市化"加速期"建设用地快速扩张带来的城市生态系统碳储量急剧下降;城市化"稳定期"城市生态系统碳储量逐渐恢复。(4)研究时段内土地覆被变化造成研究区城市生态系统约16.8 t?hm~(-2)的碳损失,占城市生态系统碳储量的37.7%。虽然城市化总体上导致了城市生态系统碳密度和碳储量的减少,但通过适当的城市植被与土壤的碳管理措施可以使城市生态系统碳库逐渐得到恢复。     

近5年森林生态系统服务价值评估研究进展——基于CiteSpace文献计量学分析方法

森林是陆地最大也是最重要的生态系统,森林生态系统提供了木材供给、固碳、水源涵养等多种类型的服务,通过量化森林生态系统服务有利于决策者管理实现精准管理的目标,从而达到提高森林质量和缓解气候变化的作用。森林生态系统过程的复杂性和时空变异性为该领域的研究提供了丰富的研究内容,近几年来该领域的文献发表量增长迅速,为了了解当前森林生态系统服务价值评估研究进展情况,文章使用文献计量学分析法对国内外相关研究进展进行了分析总结。结果显示,中国在该领域研究的国际影响力逐年提升,在Web of Science数据库中,中国科学院在该领域具有最多的文献量;生态系统服务制图、文化服务、生态系统价值、森林景观资源恢复等九类是当前该领域研究的主要研究类别;国内外研究热点大体一致,主要可分为影响因素、评价类型、评价对象、评价方法与指标4个热点类型。文章基于文献聚类和热点分布,提出未来研究的发展方向主要是:气候变化和土地利用变化的影响;多类型的覆盖;方法优化与模型的开发与应用。     

西双版纳森林植被碳储量动态与增汇潜力研究

科学评估区域森林碳储量动态与增汇潜力对理解陆地碳循环具有重要的意义。本文基于生物量转换因子连续函数法,对西双版纳1993—2006年间森林植被碳储量与碳汇潜力进行了研究,结果表明,（1）西双版纳1993—1994年间森林植被整体碳储量为60 770 378.37 t,碳汇增量表现为栎类（Quercus L.）〉经济林〉思茅松（Pinus kesiya）〉其它阔叶〉桤木（Alnus cremastogyne）,主要森林类型的碳密度范围为15.08～74.76 t.hm-2;2005—2006年间森林植被整体碳储量为62 347 715.19 t,比1994—1993年间上升2.60%,碳汇增量均表现为其它阔叶〉经济林〉栎类〉思茅松〉桤木〉杉木（Cunninghamia lanceolate）〉其它针叶,主要森林类型的碳密度范围为8.60～70.90 t.hm-2。（2）2005—2006年间,景洪森林植被整体碳储量为23 299 801.23 t,碳密度范围为8.78～73.35 t.hm-2;勐海森林植被整体碳储量为14 058 043.42 t,碳密度范围为7.95～59.51 t.hm-2;勐腊森林植被整体碳储量为25 050 562.32 t,碳密度范围为8.46～98.73 t.hm-2。可见,1993—2006年间,西双版纳森林植被起到了重要的碳汇功能,且其碳汇功能呈上升趋势。