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中国主要森林生态系统碳储量和碳收支评估

赵敏  
【摘要】:森林作为陆地生态系统中主要的植被类型在全球碳循环研究中有着 十分重要的作用,而森林资源清样调查资料以其系统性、科学性、连续 性等优点在森林生态系统碳循环研究中具有十分重要的地位。本研究以 中国主要森林植被类型为研究对象,基于中国森林资源清样调查资料 (FID),采用建立的生物气候生产力模型和反映林龄和蓄积量共同影响的 生产力回归模型分别估计了中国油松林和主要造林树种的生产力;利用 改进的材积源生物量法估算了中国主要森林植被类型的碳储量;并基于 多元线性回归方法和因子分析法探讨了林业用地以及气候因子对中国森 林植被碳储量的影响;同时,结合生物地球化学循环模型CENTURY模型 评估了中国森林生态系统的碳收支。主要研究结果如下: 1建立了中国油松林生物气候生产力模型NPPa=[0. 3 31 n(V/A)+0. 18] × 3000(1-e-0. 0009695E), 根据油松林的森林资源清样调查资料和气候资料估 算的中国油松林生产力平均为7. 82 Mg·ha-1·yr-1,其变化幅度为3. 32~ 11. 87 Mg·ha-1·yr-1,其分布表现为南高北低的趋势。生产力较高的区域 主要分布在东部和南部(四川、湖北、河南、辽宁等省),均大于7. 7 Mg.ha-1·yr-1;生产力较低的区域主要分布在北部和西部较为干旱的区域 (内蒙古),NPP均低于5. 5 Mg·ha-1·yr-1;油松林集中分布区(陕西、 山西)生产力处于中等水平,在5. 5~7. 7 Mg·ha-1·yr-1之间。 2 基于森林资源清样调查资料评估了中国五种主要造林树种(落叶松 Larix,油松 Pinus tabulaeformiS,马尾松 Pinus massoniana,杉木 Cunninghamia lanceolata,杨树 Populus)的生产力,分别为8. 43、 5. 75、 4. 42、 4. 41、 7. 33 Mg·ha-1·yr-1,低于世界平均生产力水平,主 要原因可能是这五种造林树种大都处于未成熟阶段,表明中国造林树种 在提高中国森林生态系统的固碳能力方面有很大的潜力。 3基于两次(第三次和第四次)森林资源清查资料和改进的材积源生物 量法评估了中国森林的碳储量,分别为3. 48和3. 78 Pg C(1 Pg=1015 g)。 基于多元线性回归模型探讨了林业用地变化对森林植被碳储量的影 响。分析表明:在森林平均林龄减小的情况下,森林植被碳储量有增加 的趋势;而森林碳储量随森林面积的增加而增加。当平均林龄增加10 年,全国森林面积增加lx10场a时,全国森林植被的碳储量将增加 54.51Tg(1 Tg=10‘29),表明我国森林植被碳储量取决于自然和人为因素 共同作用。 采用因子分析方法探讨了气候变化对森林植被碳储量的影响,分析表 明:气温是森林植被碳储量的主要限制因子。当气温升高时,森林植被 碳储量有降低的趋势;降水与森林植被碳储量呈正相关,随降水的增加 森林植被碳储量增加。在年均温升高4℃,年降水量增加10%;年均温升 高4℃,年降水量不变;年均温升高4℃,年降水量减少10%三种气候变 化情景下,我国森林植被碳储量的增加量分别为:9,19 Tg、6.67 Tg和 4 .1 STg。 4基于生物地球化学循环模型模拟的中国森林生态系统的碳收支为 0.17Pgc,中国森林表现为一个巨大的碳汇。其中,西南地区森林碳收 支占44%,华东及西北地区的森林碳收支总和不足140/0。 关键词:森林资源清样调查资料;生产力模型;材积源生物量法;多 元线性回归模型;碳储量;碳收支:CENTURY模型


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