中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子分析-全球变化与陆地
中国森林生态系统的植物碳储量和碳密度研究
中国森林生态系统的植物碳储量和碳密度研究3王效科33 冯宗炜 欧阳志云 (中国科学院生态环境研究中心,北京100080)【摘要】 提高森林生态系统C 贮量的估算精度,对于研究森林生态系统向大气吸收和排放含C 气体量具有重大意义.中国的森林生态系统植物C 贮量的研究刚刚开始,由于估算方法问题,不同估算结果存在着较大的差异.本研究以各林龄级森林类型为统计单元,得出中国森林生态系统的植物C 贮量为3.26～3.73Pg ,占全球的0.6～0.7%;各森林类型和省市间有较大的差异.森林生态系统植物C 密度在各森林类型间差异比较大,介于6.47～118.14Mg ・hm -2,并且有从东南向北和西增加的趋势.这种分布规律与我国人口密度的变化趋势正好相反,两者有一种对数关系.这说明我国实际森林植物C 密度大小首先取决于人类活动干扰的程度.关键词 森林生态系统 植物C 贮量 植物C 密度文章编号 1001-9332(2001)01-0013-04 中图分类号 Q94811,S71815 文献标识码 AV egetation carbon storage and density of forest ecosystems in China.WAN G Xiaoke ,FEN G Z ongwei and OU Y AN G Zhiyun (Research Center f or Eco 2Environmental Sciences ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100080).2Chin.J.A ppl.Ecol .,2001,12(1):13～16.To improve the estimatation of carbon pool of forest ecosystems is very important in studying their CO 2emission and uptake.The estimation of vegetation carbon pool in China has just begun.There is a significant difference among esti 2mates from different methods applied.Based on forest inventory recorded by age class ,the vegetation carbon storage of forest ecosystems in China was estimated to be 3.26～3.73Pg ,accounting for 0.6～0.7%of the global pool.The carbon densities were difference among forest types and provinces ,in range of 6.47～118.14Mg ・hm -2.There is an incremental tendency from southeast to north and west.This trend is negatively related with the change in population density in logarithmic mode ,which indicates that the actual forest carbon density is prominently determined by human activities.K ey w ords Forest ecosystem ,Vegetation carbon storage ,Vegetation carbon density. 3中国科学院重大项目(KZ9512B12208)和中国科学院生态环境研究中心主任基金资助. 33通讯联系人. 1999-04-12收稿,2000-04-17接受.1 引 言森林生态系统贮存了陆地生态系统的76%～98%的有机C [13].它对大气中CO 2浓度的影响越来越受到科学家的关注[5].而森林生态系统的C 储量是研究森林生态系统与大气间C 交换的基本参数[5],也是估算森林生态系统向大气吸收和排放含C 气体的关键因子[13].目前,前苏联[1]、加拿大[2]、美国[11]等国家对森林生态系统的植物C 贮量的估计研究均有较大进展.在国外资料中[5],对中国森林生态系统植物C 贮量估计引用较多的为17Pg.按此估计,我国单位面积的森林植物C 贮量(称C 密度)应为114Mg ・hm -2,但这一估计显然与我国的实际情况相差太远.近年来,Fang 等[6]根据野外调查资料,建立了我国主要森林类型的林木蓄积量与生物量之间相关式,提高了中国森林生态系统的植物C 贮量的估算精度.但是,现有的估计没有充分考虑:1)林龄对林木蓄积量与生物量之间的关系的影响;2)群落中林下植物生物量;3)对我国森林生态系统C 密度的分布规律和影响因素的分析.本研究在分析中国主要森林生态系统类型和各地带的森林生态系统的各林龄级的生物量与蓄积量的关系基础上,根据全国第三次森林资源普查资料中的按省市和按各优势种调查统计的各林龄级的蓄积量资料,分别估计了中国森林生态系统的植物C 贮量,并分析了中国森林生态系统植物C 密度的分布规律和影响因素.2 研究方法森林生态系统植物C 贮量的估算,早期是利用森林生物量的野外样地调查资料和森林统计面积.由于在实际森林样地调查时,一般都选取生长较好的地段进行测定,其结果往往高估了森林植物的C 贮量[3,6,13].近年来,以建立生物量与蓄积量关系为基础的植物C 贮量估算方法已得到广泛应用[5].本研究也采用该方法,不同的是首先将我国1994年底以前160多篇有关森林生物量的研究报道中561个调查样地的生物量调查资料按林龄级依次分为幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林,归并成16种森林类型[12],统计得出各林龄级个各森林类型的林木树干与乔木层生物量的比值(SB )和乔木层和群落总应用生态学报 2001年2月 第12卷 第1期 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Feb.2001,12(1)∶13～16生物量(包括林下所有植物的生物量)的比值(B T),然后再将这些森林类型归并为中国森林资源普查的统计单元:森林优势种类型和省市[12].利用下式,可得出中国各类型和各省市(台湾除外)的森林植物C贮量(TC,Tg):TC=V×D×SB×B T×(1+TD)×Cc(1)式中,V是某一森林类型或省市的森林蓄积量(m3),来自林业部第三次全国森林资源普查资料;D是树干密度(Mg・m-3),采用中国林业科学研究院木材工业研究所的研究结果[8].Cc是植物中C含量,该值在不同植物间变化不大,因此,为简便起见,常采用0.45[4].然后统计中国森林生态系统的总植物C贮量.并进一步分析各类型和各省市的C密度差异和影响因素,并用地理信息系统Arc/View做出中国森林植物C密度分布图,建立了中国各省市森林植物C密度与人口密度间的关系.3 结果与讨论311 各森林类型植物C贮量和C密度根据中国38种优势种森林的蓄积量估算出,中国森林生态系统的植物C总贮量是3724.50Tg(表1).从林龄级分布看,幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林分别占14.6、29.7、12.0、29.5和1412%.从类型构成看,栎类林最大,占2214%(这是因为栎类在我国分布的面积较大),其次为落叶松林,占12.1%,阔叶混交林占11.5%.由图1可以看出,各森林类型的植物C密度差异较大,介于6.47～118.14Mg・hm-2.云杉林、冷杉林、高山松和热带林的植物C密度较高,>60Mg・hm-2.而黑松林、油松林、马尾松林、杉木林、柳杉林、水杉林和桉树林的植物C密度较小,<15Mg・hm-2.这主要是由于林龄差异造成的,云杉林、冷杉林、高山松和热带林中,成熟林和过熟林占的比例较大,黑松林、油松林、马尾松林、杉木林、柳杉林、水杉林和桉树林中,人工林占的比例较大,多为幼、中龄林.312 各省市的森林植物C贮量和C密度根据中国30个省市地区的针叶林和阔叶林蓄积量资料,估计出中国森林生态系统的植物C总贮量是3255171Tg(表2).从林龄级的分布看,幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林分别占14.3、30.6、11.4、2917和14.0%.与以上结果基本一致.从各省市的构成看,黑龙江省最大,占17.7%,其次为四川和云南省,分别占15.4%和1410%,内蒙古自治区占11.6%. 从图2可见,中国森林生态系统的植物C密度有从东南向东北和西增加的趋势.我国森林植物C密度较高的省份为黑龙江、吉林、西藏和海南,<5311Mg・hm-2.尽管西藏的森林面积很小,但现存森林的植物C密度很高,如西藏的雅鲁藏布江的大拐弯处是我国表1 中国各森林生态系统的总生物质C贮量T able1V egetation carbon storage of every forest ecosystems in China(T g)林型F oresttype幼龄林Y oung中龄林Middle2aged近熟林Prema2ture成熟林Mature过熟林Post2mature总计Total比例Percen2tage1 3.12 4.85 4.3214.30 1.7928.380.762 1.7125.2633.80140.28113.38314.438.443 5.8135.8019.70235.8633.00330.178.86 40.70 2.13 2.7210.319.6525.510.68 57.847.17 1.508.59 2.1527.250.73 690.11101.9057.39142.8757.91450.1812.09 7 3.85 5.88 1.20 4.570.0015.500.42 80.010.090.020.000.000.120.00 90.160.050.000.000.000.210.01 10 5.3810.50 2.250.92 1.3620.410.55 110.59 3.71 2.22 1.45 1.499.460.25 120.60 1.340.740.110.73 3.520.09 1342.1267.1418.857.86 2.61138.58 3.72 1421.5724.9812.9024.7726.51110.73 2.9715 4.28 6.72 4.54 6.47 2.9624.970.6716 4.31 5.84 2.5037.568.1358.34 1.57 179.9831.6111.737.50 2.8763.69 1.71 180.030.050.000.250.000.330.01 190.020.060.000.000.000.080.0020 2.6512.34 4.21 6.13 4.5029.830.8021 5.5128.5412.0421.279.3376.69 2.0622 2.257.41 3.27 3.70 1.4518.080.49 230.320.910.140.190.00 1.560.04 240.000.28 1.560.600.45 2.890.08 25163.53281.72108.82180.72101.15835.9422.44 2632.61117.9025.2136.8421.36233.92 6.28 2739.4478.6822.7635.4216.66192.96 5.18 28 2.22 4.32 2.1310.30 2.5521.520.58 290.080.010.030.000.000.120.00 300.550.900.140.300.00 1.890.05 310.150.390.49 1.080.00 2.110.06 3214.9034.2014.6024.2313.03100.96 2.71 330.190.210.020.000.230.650.0234 6.2521.4811.5720.1034.7394.13 2.5335 5.5620.35 2.67 2.450.5531.580.85 3661.13143.0259.97107.3258.33429.7711.54 37 3.6317.52 2.66 3.540.6928.040.75总计543.161105.26448.671097.86529.553724.50100.00 Total11红松Pi nus koraiensis,21冷杉A bies,31云杉Picea,41铁杉Tsuga chi nensis,51柏木Platycladus and Cupressus,61落叶松L ari x,71樟子松Pi nus sylvest ris,81赤松Pi nus densif olia,91黑松Pi nus thunbergii, 101油松Pi nus tabulaef ormis,111华山松Pi nus armandi,121油杉Keteleeria,131马尾松Pi nus massoniana,141云南松Pi nus yunnanen2 sis,151思茅松Pi nus kisiya,161高山松Pi nus densata,171杉木Cun2 ni nghamia lanceolata,181柳杉Cryptomeria f ort unei,191水杉Metase2 quoia glyptost roboi des,201针叶混交林Mixed coniferous,211针阔混交林Mixed coniferous and broad2leaf forest,221水胡黄Fraxi nus,J uglans, Phellodendron,231樟树Ci nnamom um,241楠木Phoebe,251栎类Quercus,261桦木Bet ula,271硬阔类Hardwood,281椴树类Tilia,291檫树S assaf ras tz ume,301桉树Eucalypt us,311木麻黄Casuari na,321杨树Popul us,331桐类Davi dia,341软阔类Softwood,351杂木Acer, Tilia,Ul m us,361阔叶混交林Mixed broad2leaf forest,371热带林Tropic forest.目前森林生物量最高的地方[12].植物C密度较小的省包括广东、广西、湖北、湖南、江西、浙江、江苏、安徽和山东,<12.4Mg・hm-2.森林植物C密度的这种分布规律与我国人口密度的变化趋势正好相反,两者呈显著的对数相关关系(图3),说明我国实际森林植物C 密度大小首先取决于人类活动干扰的程度.可以说人41应 用 生 态 学 报 12卷图1 不同森林生态系统类型的植物C 密度比较Fig.1Comparison of vegetation carbon density among forest ecosystem types.林型同表1.Forest type as table 1.表2 中国各省市森林生态系统的总生物质C 贮量T able 2V egetation carbon storage of every province in China (T g)省 市Province幼龄林Y oung 中龄林Middle 2aged 近熟林Premature 成熟林Mature 过熟林Post 2mature 总 计Total 比 例Percentage 北 京Beijing 1.090.640.110.020.00 1.860.06天 津Tianjin 0.190.260.040.010.000.500.02河 北Hebei 3.8515.00 1.95 1.210.0022.010.68山 西Shanxi 3.4411.31 2.320.790.1117.970.55内蒙古Neimenggu 79.86138.4233.1096.3929.83377.6011.60辽 宁Liaoning 13.1037.27 4.09 3.330.2358.02 1.78吉 林Jilin35.91101.6638.6294.4538.02308.669.48黑龙江Heilongjiang 72.97230.19109.03125.6538.99576.8317.72上 海Shanghai 0.010.000.000.000.000.010.00江 苏Jiangsu 0.560.900.350.090.01 1.910.06浙 江Zhejiang 7.589.28 3.22 3.400.7524.230.74安 徽Anhui 7.6910.27 1.250.690.3620.260.62福 建Fujian 17.0042.677.25 3.70 1.0171.63 2.20江 西Jiangxi 12.3820.86 6.78 4.55 1.3945.96 1.41山 东Shandong 2.27 2.380.000.640.00 5.290.16河 南Henan 7.787.69 1.94 2.280.4520.140.62湖 北Hubei 10.0412.28 2.68 3.48 1.2929.770.91湖 南Hunan 12.5214.16 4.29 6.55 1.2038.72 1.19广 东Guangdong 8.9817.57 5.54 2.090.6334.81 1.07广 西Guangxi 4.4313.0512.0210.6112.7152.82 1.62四 川Sichuan 32.3074.2549.73189.56156.01501.8515.41贵 州Guizhou 18.4419.62 3.03 6.34 2.5649.99 1.54云 南Yunnan 88.50102.4641.96110.81112.65456.3814.02西 藏Xizang 0.010.000.21233.800.00234.027.19陕 西Shaanxi 6.0447.2116.3523.0035.32127.92 3.93甘 肃G ansu 9.0328.1110.5114.579.7071.92 2.21青 海Qinghai 1.76 4.95 1.90 2.41 1.0412.060.37宁 夏Ningxia 0.85 1.680.000.190.00 2.720.08新 疆Xinjiang 3.6918.6910.4922.7910.9866.64 2.05海 南Hainan 4.3613.82 2.05 2.520.4623.210.71总 计Total466.63996.65370.81965.92455.703255.71100.00类的干扰程度已经完全掩盖了气候条件对森林植物C 密度的影响和制约.我们对中国森林生态系统生物量野外样地资料的分析也反映了人类活动对我国森林生物量有巨大影响[7].313 中国森林生态系统在全球C 库中的作用在以上的估计中,由于估算过程中的资料统计单元的不同,得出的结果有差异,相对误差为13%.对于中国森林生态系统C 贮量,Fang 等[6]给出的估计值为4.30Pg.他估计的植物C 含量取值是0.5,如植物的C含量取值与我们一样(0.45),则中国森林的C 贮量为3.87Pg.该值略大于我们的估计,与我们的估计值的相对误差为4%～19%.Dixon 等[5]引用的中国森林的C 贮量估计值(17Pg )与我们的估算差异很大,不能真正反映我国森林生态系统C 贮量的实际情况.Wang 等在1994年利用美国学者Marland 用的参数[10],根据中国森林的总蓄积量估算了中国森林生态系统的植物C 贮量为2.1Pg [14],远比现在的估计值小.这也说明要得出中国森林生态系统植物C 贮量的可靠值,必511期 王效科等:中国森林生态系统的植物碳储量和碳密度研究 须采用中国的参数和按类型或区域进行详尽的统计,并且应该不断更新数据库,引用最新的森林生物量的生态调查结果[9,15].图2 中国森林生态系统植物C 密度分布Fig.2Distribution of vegetation carbon density of forest ecosystem in Chi 2na.图3 中国森林生态系统植物C 密度与人口密度的关系Fig.3Relationship between vegetation carbon density of forest ecosystem and population density in China.表3 中国、加拿大、美国和俄罗斯的森林生态系统植物C 贮量比较T able 3Comp arison of vegetation carbon storage among C anad a ,U nited States ,Russion and China国 家Country植物C 贮量Vegetationcarbon storage(Pg )占全球的比例Contribution to the globe(%)C 密度Vegetation carbon density (Mg ・hm -2)中国China 3.26～3.870.6～0.736～42加拿大Canada12 2.328美国大陆United States 12.1 2.361俄罗斯Russion28.05.436 如果全球森林生态系统植物C 贮量取平均值520Pg [13],中国森林生态系统的C 贮量占全球的016%～017%(表3).与世界上有关国家的C 贮量研究结果比较,我国森林的植物C 贮量远小于俄罗斯[1]、加拿大[5]和美国[11].植物C 密度,除美国较大外,其他国家差异不大.这说明这些国家的森林也都受到了人为干扰,造成了森林生态系统的实际植物C 贮量较小.参考文献1 Alexeyev V ,Birdsey R ,Stakanov V et al .1995.Carbon in vegetation of Russian forests :methods to estimate storage and geographical distri 2bution.W ater ,A i r and Soil Poll ,82:271～2822 Apps MJ and Kurz WA.1994.The role of canadian forests in the glob 2al carbon budget.In :K anninen M ed.Carbon Balance of world ’s forested ecosystems :Towards a G lobal Assessment.Finland :SILMU.12～203 Brown S and Iverson L R.1992.Biomass estimates for tropical forests.Worl d Resour 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循环和生物地球化学模型等方面研究.Tel :010*********,E 2mail :wangxk @61应 用 生 态 学 报 12卷。
中国及全球陆地生态系统碳源汇特征及其对碳中和的贡献
中国及全球陆地生态系统碳源汇特征及其对碳中和的贡献中国及全球陆地生态系统碳源汇特征及其对碳中和的贡献概述：陆地生态系统是地球上重要的碳源和碳汇。
它们通过光合作用吸收二氧化碳，将其转化为有机碳，并通过呼吸作用释放二氧化碳。
中国作为世界上人口最多的国家之一，其陆地生态系统在全球碳循环中起到重要的作用。
本文将讨论中国及全球陆地生态系统的碳源汇特征，并探讨它们在碳中和中的贡献。
一、中国陆地生态系统碳源汇特征1. 碳源特征：中国的陆地生态系统主要包括森林、草地和农田。
其中，森林是重要的碳汇，能够吸收大量的二氧化碳。
根据统计数据，中国森林覆盖率逐渐增加，从20世纪90年代的13.9%增加到2015年的21.66%。
这表明中国的森林生态系统具有很强的碳吸收能力。
另一方面，中国的农田和草地是重要的碳源。
农田和草地的土壤中含有大量的有机碳，但由于农业活动和人类干扰，这些碳往往会被释放到大气中。
据研究，中国的农田和草地每年释放的碳相当于全国二氧化碳排放量的30%以上。
因此，降低农田和草地的碳排放是中国碳中和的重要任务。
2. 碳汇特征：中国的森林生态系统是一个重要的碳汇，它吸收大量的二氧化碳，并将其转化为有机碳储存在森林植被、土壤和死亡有机质中。
研究表明，中国的森林每年吸收的碳约为 2.89亿吨，占全球森林碳吸收总量的约7%。
此外，中国的湿地也是重要的碳汇。
湿地中的湿地植被和湿地土壤能够吸收和储存大量的碳。
研究发现，中国的湿地每年吸收的碳约为1亿吨，占全球湿地碳吸收总量的约15%。
二、全球陆地生态系统碳源汇特征1. 碳源特征：全球的陆地生态系统主要包括森林、草地和湿地。
森林是全球最重要的陆地碳汇之一，吸收和储存大量的二氧化碳。
据估计，全球森林每年吸收的碳约为90亿吨，占全球碳吸收总量的约30%。
另一方面，草地和湿地是全球的碳源。
草地和湿地中的土壤含有大量的有机碳，但由于人类活动和气候变化等原因，这些碳逐渐被释放到大气中。
自然生态系统论文题目
自然生态系统论文题目1、长白山自然保护区森林生态系统间接经济价值评估2、中国陆地地表水生态系统服务功能及其生态经济价值评价3、森林生态系统健康评价指标及其在中国的应用4、中国主要森林生态系统公益的评估5、河流生态系统健康及其评价6、城市河流生态系统健康评价初探7、海南岛生态系统生态调节功能及其生态经济价值研究8、稻麦轮作生态系统中土壤湿度对n2o产生与排放的影响9、景观生态系统的空间结构:概念、指标与案例10、盘锦地区湿地生态系统服务功能价值估算11、鼎湖山区域大气降水特征和物质元素输入对森林生态系统存在和发育的影响12、中国生态系统服务研究的回顾与展望13、长江口湿地生态系统服务功能价值的评估14、生态系统服务功能、生态价值与可持续发展15、青藏高原高寒草地生态系统服务价值评估16、洞庭湖湿地生态系统服务功能价值评估17、生态系统服务研究:进展、局限和基本范式18、辽河三角洲湿地生态系统健康评价19、生态系统健康与人类可持续发展20、退化生态系统恢复与恢复生态学最新生态系统论文选题参考1、我国主要森林生态系统碳贮量和碳平衡2、中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子分析3、河岸植被特征及其在生态系统和景观中的作用4、生态系统健康评价—概念构架与指标选择5、湿地生态系统健康研究进展6、中国森林生态系统中植物固定大气碳的潜力7、生态系统综合评价的内容与方法8、北京山地森林生态系统服务功能及其价值初步研究9、湿地生态系统健康评价指标体系I理论10、土壤碳储量减少:中国农业之隐患——中美农业生态系统碳循环对比研究11、海南岛生态系统生态调节功能及其生态经济价值研究12、中国森林生态系统服务功能价值评估13、中国森林生态系统服务功能及其价值评价14、吉林省生态系统服务价值变化研究15、co2失汇与北半球中高纬度陆地生态系统的碳汇16、中国草地生态系统服务功能间接价值评价17、湿地生态系统健康评价指标体系ⅱ.方法与案例18、中国森林生态系统植被碳储量时空动态变化研究19、生态系统健康及其评价指标和方法20、土地利用变化对草原生态系统土壤碳贮量的影响热门生态系统专业论文题目推荐1、生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征2、莽措湖流域生态系统服务功能经济价值变化研究3、稻麦轮作生态系统中土壤湿度对no产生与排放的影响4、生态系统服务价值评估研究进展5、森林生态系统服务功能及其生态经济价值评估初探:以海南岛尖?…6、陆地生态系统碳循环研究进展7、健康水生态系统的退化及其修复——理论、技术及应用8、鄱阳湖湿地生态系统服务功能价值评估研究9、森林生态系统服务功能及其生态经济价值评估初探--以海南岛尖峰岭热带森林为例10、城市生态系统健康评价初探11、森林生态系统根系生物量研究进展12、全球变暖与湿地生态系统的研究进展13、河岸带研究及其退化生态系统的恢复与重建14、长江三峡地区退化生态系统植物群落物种多样性特征15、浅水湖泊生态系统恢复的理论与实践思考16、基于生态系统健康的生态承载力评价17、半干旱地区农田生态系统中硝态氮的淋失18、陆地生态系统类型转变与碳循环19、黑河流域张掖市生态系统服务恢复价值评估研究——连续型和离散型条件价值评估方法的比较应用20、全球生态系统服务价值评估研究进展关于生态系统毕业论文题目1、中国陆地生态系统服务功能及其生态经济价值的初步研究2、生态系统服务功能及其生态经济价值评价3、社会-经济-自然复合生态系统4、中国自然草地生态系统服务价值5、中国森林生态系统的植物碳储量和碳密度研究6、生态系统健康评价方法初探7、中国生态系统效益的价值8、中国森林生态系统服务功能及其价值评价9、生态系统服务与自然资本价值评估10、黑河流域张掖地区生态系统服务恢复的条件价值评估11、生态系统的能值分析12、一个基于专家知识的生态系统服务价值化方法13、受损水域生态系统恢复与重建研究14、植物外来种入侵及其对生态系统的影响15、生态系统健康评价:方法与方向16、全球生态系统服务价值评估研究进展17、农田生态系统管理与非点源污染控制18、生态系统服务的物质量与价值量评价方法的比较分析19、森林生态系统服务功能及其生态经济价值评估初探--以海南岛尖峰岭热带森林为例20、额济纳旗生态系统恢复的总经济价值评估比较好写的生态系统论文题目1、生态化学计量学:探索从个体到生态系统的统一化理论2、中国主要陆地生态系统服务功能与生态安全3、湿地生态系统设计的一些基本问题探讨4、地域生态系统服务功能的价值结构分析:以宁夏灵武市为例5、北京城市扩张的生态底线——基本生态系统服务及其安全格局6、生态系统健康的评估7、全球气候变化对农业生态系统的影响研究进展8、Ecosystem health assessment: methods and directions生态系统健康评价:方法与方向9、土地利用变化对陆地生态系统碳贮量的影响10、土地利用/覆盖变化对陆地生态系统碳循环的影响11、土地利用变化对三江平原生态系统服务价值的影响12、基于可持续发展综合国力的生态系统服务评价研究——13个国家生态系统服务价值的测算13、社会—经济—自然复合生态系统持续发展评价指标的理论研究14、退化湿地生态系统恢复的一些理论问题15、关于布郎芬布伦纳发展心理学生态系统理论16、额济纳旗生态系统服务恢复价值评估方法的比较与应用17、LAND USE/COVER CHANGE EFFECTS ON CARBON CYCLING INTERRESTRIAL ECOSYSTEMS土地利用/覆盖变化对陆地生态系统碳循环的影响18、湖泊生态系统健康评价方法研究19、海北高寒草甸生态系统定位站气候、植被生产力背景的分析20、区域生态系统健康评价——研究方法与进展。
森林资源的碳储量与排放研究
森林资源的碳储量与排放研究近年来，随着全球气候变化和环境保护议题的日益引起关注，对森林资源的碳储量与排放的研究成为了一个热门话题。
森林作为地球上最重要的陆地生态系统之一，既承载着丰富的生物多样性，又具备着重要的碳储量功能。
本文将重点探讨森林资源的碳储量与排放，并分析其对全球气候变化的影响。
一、森林资源的碳储量森林被认为是地球最重要的碳汇之一，具有巨大的碳储量。
森林通过光合作用吸收二氧化碳，并将其转化为有机物并储存在树木、根系和土壤中。
树木中的碳主要以木质纤维的形式存在，而土壤中储存的碳则以有机质和无机碳酸盐的形式存在。
森林的碳储量不仅与树种和生长速度有关，还与土壤类型、水分和温度等环境因素密切相关。
二、森林资源的碳排放除了储存大量的碳，森林也会通过自然和人为因素导致碳排放。
自然因素包括森林火灾、林木腐烂和自然枯落等，而人为因素则包括森林砍伐和土地开垦等。
森林火灾是最主要的人为碳排放源，大规模的森林火灾不仅会释放大量的碳氧化物，还会破坏森林生态系统，降低森林的碳吸收能力。
三、森林资源的碳储量与排放对气候变化的影响森林资源的碳储量与排放对全球气候变化具有重要影响。
首先，森林作为碳汇可以吸收大量的二氧化碳，有助于减缓全球变暖。
森林通过光合作用吸收二氧化碳，将其转化为有机物并存储起来，有效减少了大气中的温室气体浓度。
其次，森林的碳排放会增加大气中的碳氧化物浓度，加速全球变暖的过程。
森林的火灾和砍伐行为会释放大量的碳氧化物，破坏了森林的碳储量和吸收能力，使得大气中的温室气体浓度进一步升高。
四、森林资源的管理与保护为了更好地管理和保护森林资源的碳储量与排放，各国采取了一系列措施。
首先，加强森林保护，减少森林砍伐和火灾，保持森林生态系统的完整性。
其次，推动森林可持续利用，鼓励植树造林，增加碳汇容量。
此外，加强对土壤碳储量的保护，促进土壤中有机质的积累。
结论森林资源的碳储量与排放对全球气候变化有着重要影响。
森林作为碳汇可以吸收大量的二氧化碳，有助于减缓全球变暖，而森林的碳排放则会加剧气候变化的进程。
全球碳循环论文
《低碳经济的工程科学》课程期末大作业全球碳循环在我们的生活当中，到处都在上演着碳循环。
例如，我们呼吸着新鲜空气，这个过程就是把氧气吸进体内，经过一系列化学反应，将二氧化碳排出体外。
再例如，植物将我们呼出的二氧化碳吸收，再放出氧气，这些都是碳循环。
1碳循环碳循环，地球上有五个碳库，最大的两个碳库是岩石圈和化石燃料，但是这两个库中的碳活动缓慢，实际上起着贮存库的作用。
还有三个碳库：大气圈库、水圈库和生物库。
这三个库中的碳在生物和无机环境之间迅速交换,容量小而活跃，起着交换库的作用。
碳在岩石圈中主要以碳酸盐的形式存在,在大气圈中以二氧化碳和一氧化碳的形式存在，在水圈中以多种形式存在，在生物库中则存在着几百种被生物合成的有机物。
根据生态学原理,一个系统中的自然过程总是有利于系统的结构稳定和功能最大化,而非自然过程总是降低或破坏生态系统的稳定性,增加系统的不确定性。
显然,大量开采化石燃料以及开采森林等活动都是非自然过程。
这些活动导致了大气二氧化碳浓度的不断上升。
鉴于大气二氧化碳上升可能引起的严重生态后果,科学家对于全球碳循环进行了广泛的研究。
具体内容包括地球各部分(大气、海洋和森林等)碳储量估算,森林生态系统与其它部分碳的交换量(流)的估算,以及人类干扰对各个库和流的影响。
在陆地生态系统中,森林是最大的有机碳的贮库,占整个陆地碳库的56%。
因此了解森林生态系统在碳循环中的作用,对于研究陆气系统的碳循环乃至全球碳循环都是一个基础,具有重要的意义。
大气中的二氧化碳被陆地和海洋中的植物吸收,然后通过生物或地质过程以及人类活动，又以二氧化碳的形式返回大气中。
绿色植物从空气中获得二氧化碳，经过光合作用转化为葡萄糖，再综合成为植物体的碳化合物，经过食物链的传递，成为动物体的碳化合物。
植物和动物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为二氧化碳释放入大气，另一部分则构成生物的机体或在机体内贮存。
动、植物死后,残体中的碳,通过微生物的分解作用也成为二氧化碳而最终排入大气。
中国森林碳动态及其对全球碳平衡的贡献_刘国华
第20卷第5期2000年9月生 态 学 报ACT A ECOLO GICA SINICAV o l.20,N o.5Sept.,2000中国森林碳动态及其对全球碳平衡的贡献刘国华1,傅伯杰1,方精云2(1.中国科学院生态环境研究中心系统生态开放室,北京 100085;2.北京大学城市与环境学系,北京 100871)基金项目:中国科学院“九五”资源与生态环境研究重大资助项目(KZ951-B1-208),国家自然科学基金重点资助项目(49831020),中国科学院生态环境研究中心知识创新工程资助项目(RC EES 9903)。
收稿日期:2000-04-04;修订日期:2000-06-20作者简介:刘国华(1965～),男,江西宁都人,助研。
主要从事全球变化,碳循环及森林生态学研究。
摘要: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4.20Pg C ,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 C,平均每年以26.5Tg C 的速率递增,这说明我国的森林起着一个轻微的CO 2“汇”的作用。
然而,进一步对我国森林的平均碳密度分析发现,它们不仅呈逐渐下降的趋势(分别是39.1、43.1、39.7和38.7M g C /hm 2),而且也远低于世界的平均水平,这充分说明我国的森林质量比较差,幼龄林和残次林较多,但从另一个侧面也反映也如果对现有森林加以更好的抚育和管理,作为CO 2的“汇”,我国森林还有很大的潜力。
因此,需要指出的是虽然植树造林至关重要,但对现有森林的抚育管理也是不容忽视的。
关键词:碳动态;生物量;蓄积量;碳储量;碳密度;碳平衡;中国森林Carbon dynamics of Chinese forests and its contribution to global carbon balanceLIU Guo -Hua 1,FU Bo-Jie 1,FAN G Jing -Yun 2 (1.ResearchCenter For Ec o -Environmental Sciences ,Chines e Academy Scineces ,Beijing 100095,Ch ina ;2.Department of Urban and Environmental Sciences ,Peking University ,Beijing 100871,China )Abstract :U sing the national for eset inv entor y data that surv eyed by the Fo r estry M inistry of P.R.China fr om 1973to 1993,car bon sto rag e of Chinese fo rest ar e estimated with th e method o f reg ressio n equatio n betw een sta nd biomass and v olume in different fo rest types .The r esults sh ow that to tal carbo n sto rag e o f Chinese for est in the fo ur periods (1973～1976,1977～1981,1985～1988,1989～1993)wer e 3.75,4.12,4.06and 4.20Pg C,respectiv ely.Altho ug h the results o f different periods a re fluctuating ,th eir trends ar e increa sing with th e time.Fro m 1977to 1993,the total car bo n of Chinese fo rests had incr ea sed 0.45Pg C and a ccumula ted a bo ut 26.5T g C per y ear .It means that Chinese fo rests played a ro le a s a little sink o f atmo spheric ca rbon dio xide in that pe rio d.H o w ev er ,mean for est car bo n density is decr eased with time(T he fo ur perio ds a re 39.1、43.1、39.7a nd 38.7M g C /h m 2,r espectiv ely)a nd far belo w to the av erag e o f g lobal fo rest .This means tha t the quality o f Chinese fo rests is v ery poo r ,the y oung for ests make up la rg e pro po r tio n of Chiese for ests .O n the other ha nd ,it a lso reflec ts tha t Chinese for ests is a hug e po tential carbo n sink in the future if cur rent for ests is foste red and manag ed w ell.The refo re,fo ster and manag ement o f cur rent fo rests is v ery impor tant.Key words :carbo n dynamics ;bioma ss ;vo lume ;ca rbon sto rag e ;car bo n density ;car bo n bala nce ;Chinese fo rests文章编号:1000-0933(2000)05-0733-08 中图分类号:Q948.1,S718.5 文献标识码:A 森林是陆地生物圈的主体,它不仅在维护区域生态环境上起着重要作用,而且在全球碳平衡中也起着巨大的贡献。
我国森林生态系统植被碳储量估算研究进展
第一作者 ： 张玮辛（ ９ ８ ）， 林业工程师 ， １６ － 男， 主要研 究方 向为林业生态 。Ｅ ｍ ｉ：５ １ ３６ ２ ｑ ＣＢ。 — ａ １６７ ２ ４ ＠ｑ ．Ｏ ｌ
通 讯 作 者 ： 永 东 ， － ｉ：ｇｋ＠ １３ ｃｉ。 周 Ｅｍａ ｄｌｓ ６ ． ｏ ｌ ｎ
张玮辛等 ： 我 国森林生态 系统植被碳储量估算研究进展
Ｚ ｏ ｏｇｏｇ ｈ ｕＹ ｎ ｄ ｎ
Ｈ ａ ｇＱ ａ ｌ 。 ｕ ｎ ｉｎｉ ｎ
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（ ．Ｚｊ ｅｅｒｈＩｓｔｔ ｏ ｏ ｓ ｙ ｅｕ ｎ Ｇ ａｇｏｇ ５７ ０ ； ．Ｄ ｎｇａ ｅｅｒｈＩｓｔｔ ｏ Ｆ ｒｓｙ １ ｉｎＲ ｓａ ｎｔｕ ｆ ｒ ｔ ，Ｈ ｙ ａ ， ｕ ｎｄｎ ， ４ ０ ２ ｏｇｕｎＲ ｓａ ｎｔｕｅ ｆ ｏｅｔ ） ｉ ｃ ｉ ｅ Ｆ ｅｒ １ ｃ ｉ ｒ
林和抚 育 、 林龄 、 型种类 等对植被 碳储 量 的影 响。针 对植被 碳储 量估 算存在 的 问题 ， 资源 清查 、 算方 法 林 从 估 等 方面提 出解 决途径 。 关键 词 森林 生 态 系统 碳 储 量 有机 碳 密度 中图分类 号 ：￥ １ ．５ ７ ８ ５ 文献标识 码 ： 文章编 号 ： ０ ４ ２ （ ０ ２ ０ Ａ １ ６— ４ ７ ２ １ ） ４—０ ５ ０ ０ ０ ０— ６
广 东 林 业 科 技
２１ ０ ２年第 ２ ８卷第 ４期
我 国森 林 生态 系统 植 被碳 储 量 估 算 研 究 进 展
张玮 辛 周 永东 黄倩 琳
广东河源
周 永 文
莫 罗 坚
（ ．广东省紫金县林业科学研究所 １
５ ７０ ； ．广东省东莞市林业科学研究所 ） １４ ０ ２
中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子分析
中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子分析一、本文概述本文旨在全面探讨中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子。
森林生态系统作为地球上最大的陆地碳库，对维持全球碳平衡和减缓气候变化具有关键作用。
中国，作为世界上森林面积最大的国家之一，其森林生态系统的碳贮量和影响因子研究具有重要的科学和社会意义。
本文首先将对中国森林生态系统的植物碳贮量进行量化分析，通过收集各类森林类型的碳贮量数据，揭示中国森林碳库的现状和分布特征。
在此基础上，我们将进一步分析影响森林植物碳贮量的主要因子，包括气候、土壤、植被类型、林分结构、林龄等自然因素，以及人类活动如土地利用变化、森林管理等人为因素。
通过深入分析这些影响因子，我们将揭示它们如何影响森林生态系统的碳循环和碳贮量，为制定科学的森林管理和碳减排政策提供理论依据。
本文还将探讨如何优化森林结构，提高森林碳贮量和碳汇功能，以应对全球气候变化和生态环境保护的挑战。
本文旨在通过系统研究中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子，为森林生态系统的可持续管理和全球气候变化应对提供科学支撑。
二、中国森林生态系统的植物碳贮量现状中国，作为世界上生物多样性最丰富的国家之一，其森林生态系统在维护全球碳平衡和减缓气候变化方面发挥着举足轻重的作用。
中国森林生态系统的植物碳贮量现状是评估其生态服务功能及应对气候变化能力的基础。
近年来，随着全球气候变化的加剧，中国森林碳贮量的研究逐渐受到重视。
据统计，中国森林生态系统的植物碳贮量巨大，其中乔木林是主要的碳库，占据总碳贮量的绝大部分。
灌木林、竹林等其他林分类型也对碳的固定和贮存做出了重要贡献。
在空间分布上，中国森林碳贮量呈现出明显的地域性差异。
东南部地区由于水热条件优越，森林资源丰富，因此碳贮量相对较高。
而西北部地区受水资源限制，森林覆盖率较低，其碳贮量则相对较低。
在时间尺度上，中国森林碳贮量受到多重因素的影响，包括气候变化、土地利用/覆盖变化、森林经营管理等。
1981—2019年全球陆地生态系统碳通量变化特征及其驱动因子
1981—2019年全球陆地生态系统碳通量变化特征及其驱动因
子
根据1981年至2019年的数据分析，全球陆地生态系统碳通量呈现以下变化特征及其驱动因子：
1. 持续的碳吸收增加：全球陆地生态系统整体上一直处于碳吸收状态，并且碳吸收呈现逐渐增加的趋势。
这主要得益于植被绿化的增加、森林面积的扩大、植被生长季节的延长等因素。
2. 区域差异明显：不同地区的陆地生态系统碳通量变化存在明显的差异。
一些热带和亚热带地区的生态系统碳吸收能力较大，主要由于植被的繁茂和高净初级生产力。
而一些高纬度地区的生态系统碳吸收能力较低，主要由于气候条件的限制和植被生长所需的营养物质不足。
3. 人类活动的影响：人类活动对全球陆地生态系统碳通量的变化起着重要的驱动作用。
森林砍伐、土地利用变化、农业实践等人类活动导致的碳释放和碳吸收能力下降成为重要的驱动因子之一。
4. 气候变化的影响：气候变化也是影响全球陆地生态系统碳通量变化的重要因素。
气温上升、降水模式变化、极端气候事件等气候因素的变化会影响植被生长和光合作用过程，进而影响碳吸收和释放过程。
总的来说，全球陆地生态系统碳通量的变化受到植被状况、地理位置、人类活动和气候变化等多种因素的综合影响。
随着全
球气候变暖和人类活动的不断发展，对于全球陆地生态系统碳通量的监测和研究变得尤为重要。
全球变化对陆地生态系统碳循环的影响及其机制分析
全球变化对陆地生态系统碳循环的影响及其机制分析随着工业化的快速发展和经济的繁荣，全球变化已经成为当今世界面临的重要挑战。
全球变化的根源是人类活动对自然生态系统的破坏，而陆地生态系统是地球生命支撑系统之一，其对全球碳循环的贡献至关重要。
本文将介绍全球变化对陆地生态系统碳循环的影响及其机制分析。
一、全球变化对陆地生态系统碳循环的影响（一）降水和气温变化众所周知，气候变化会导致全球气温变暖和降水变化，这些变化直接影响着陆地生态系统。
气候变暖导致陆地生态系统蒸散作用增加，植物呼吸作用也逐渐增强，因此碳排放量增加，从而导致二氧化碳浓度的增加。
同时，气温上升还导致土壤温度升高，矿化作用加速，有机碳的分解加快，这也会导致土壤二氧化碳排放。
（二）人类活动全球变化的另一大原因是人类的活动。
人类活动如林地砍伐、草原放牧、农业生产等，都会对陆地生态系统造成一定的影响，导致土壤有机碳分解和二氧化碳排放。
尤其是森林砍伐和土地利用变化，对碳循环影响最为明显。
（三）自然灾害自然灾害如火灾、洪水等也会对陆地生态系统造成重大影响。
灾害过后，枯萎植被逐渐分解，这会导致大量碳排放，同时也破坏了生态系统碳固定能力。
二、全球变化对陆地生态系统碳循环的机制分析（一）植被因子和土壤因子的协同作用相比于植被因子，土壤因子对生态系统碳吸收和排放扮演着更为重要的角色。
土壤中的有机碳含量越高，其对碳循环的贡献就越大。
同时，植被对土壤中的有机碳含量也会有很大的影响，一方面植物会通过根系将碳输送到土壤中，另一方面枯萎植被的分解也会导致碳排放。
因此，植被和土壤因素两者之间的协同作用对生态系统碳循环影响极大。
（二）人类活动影响下的碳循环在现代人类社会，人类活动对生态系统的影响主要表现在土地利用变化、林地砍伐、农业生产、使用化肥等方面。
特别是在农业生产中，过量的化肥使用会导致土壤有机碳的流失，这对生态系统的碳固定和排放都造成了负面影响。
另一方面，人类活动也可以通过生态修复等措施来达到良好的碳循环效果。
我国森林生态系统碳储量和碳平衡的研究方法及进展
概述
固碳功能是指森林生态系统通过吸收大气中的二氧化碳，将其固定在植被和 土壤中的能力。而碳储量是指森林生态系统中积累的有机碳的总量，包括植被、 土壤和枯枝落叶等。森林生态系统的固碳功能和碳储量对于减缓全球气候变化、 维护生态平衡具有至关重要的作用。
研究方法
直接测量法：通过测量森林生态系统中植被和土壤的碳含量，结合相关生态 学理论，推算出森林生态系统的固碳功能和碳储量。直接测量法精确度高，但工 作量大，需要大量样地和样本。
总之，森林生态系统碳储量的研究在取得一定成果的仍面临数据质量、机制 理解等问题与挑战。未来需要进一步深入研究，综合运用多学科方法和技术手段， 提高研究精度和深度，以更好地应对全球气候变化的挑战。
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在研究数据来源方面，主要包括卫星遥感数据、地面实测数据以及模型模拟 数据等。其中，卫星遥感数据能够大范围、周期性地获取森林生态系统的生物量 信息，是研究森林碳储量的重要数据来源。地面实测数据则通过设置样地、测定 生物量等手段，为森林碳储量的研究提供详细的空间信息。模型模拟数据通过对 生态系统的模拟，预测不同情景下的碳储量变化。
参考内容二
随着全球气候变化问题的日益突出，森林生态系统的碳循环过程与储量研究 逐渐受到广泛。本次演示旨在综述森林生态系统碳储量的研究现状、方法、数据 来源、研究结果以及存在的问题，并展望未来的研究方向。
森林生态系统作为地球上最大的陆地生态系统，具有固碳减排的重要作用。 目前，针对森林生态系统碳储量的研究方法主要包括直接测量和间接测量。直接 测量方法包括生物量法、涡度相关法等，能够直接获取森林生态系统的碳储量数 据。而间接测量方法则通过遥感技术、GIS技术等，反演森林生态系统的碳储量 分布。
我国森林生态系统碳储量和碳平衡 的研究方法及进展
森林植物与土壤中的碳元素储藏量以及碳的流通量表
标题：森林植物与土壤中的碳元素储藏量以及碳的流通量1. 碳元素在自然界中的重要性碳元素是生命的基础，是地壳中的第四大元素，它广泛存在于我们周围的环境中。
碳元素通过生物活动与地球大气圈、水圈和陆地圈之间的碳循环相互通联。
2. 森林植物与土壤中碳元素储藏量的关系（1）森林植物对碳的吸收森林植物是碳元素的主要吸收者，它们通过光合作用将二氧化碳转化为有机物，并储存在生物体内。
森林植物对于调节大气中的碳含量具有重要意义。
（2）土壤中碳元素的储藏森林植物逝去和腐殖质分解的过程会将有机碳积累在土壤中，形成土壤有机碳储量。
土壤微生物也参与有机碳的分解和转化过程，影响着土壤中碳元素的储藏量。
3. 碳的流通量（1）森林植物与土壤之间碳的交换森林植物通过地下根系与土壤中的微生物相互作用，释放出部分碳元素，而土壤中的有机物质也会被植物吸收并储存在生物体内，这构成了森林植物与土壤之间碳的流通。
（2）碳元素在生物体内的流通在森林植物内，碳元素通过光合作用转化为有机物质，同时通过呼吸作用释放出二氧化碳，这构成了植物体内碳元素的循环。
4. 森林植物与土壤中碳元素储藏量和碳的流通对环境的影响（1）稳定大气中的碳含量森林植物通过吸收大气中的二氧化碳并将其储存在生物体内，使其不再对大气产生温室效应，从而有助于减缓气候变化的进程。
（2）维持土壤生态系统的稳定土壤中的有机碳储量对土壤肥力和植被生长起着重要作用，它对维持土壤生态系统的稳定有重要意义。
结尾：总结上述内容可以看出，森林植物与土壤中的碳元素储藏量以及碳的流通量在生态系统中扮演着重要的角色。
深入研究这一领域不仅有助于人类更好地了解自然界的运行机制，还有助于制定相关政策来保护和利用森林资源，为环境的可持续发展做出贡献。
5. 森林破坏对碳元素储存和流通的影响（1）砍伐和森林火灾造成碳流失大规模的森林砍伐和火灾不仅减少了森林植物对二氧化碳的吸收，还会释放出大量储存在植被和土壤中的有机碳，造成碳元素的流失。
中国及全球陆地生态系统碳源汇特征及其对碳中和的贡献
中国及全球陆地生态系统碳源汇特征及其对碳中和的贡献地球上的陆地生态系统是碳循环的重要组成部分，具有重要的碳源和碳汇功能。
中国作为世界上最大的发展中国家和第二大经济体，在全球碳循环中扮演着重要角色。
中国及全球陆地生态系统的碳源汇特征对于实现碳中和目标至关重要，并为我们了解和阐明碳循环过程提供了重要参考。
首先，中国及全球陆地生态系统在碳源方面具有显著特征。
陆地生态系统中的植被通过光合作用吸收二氧化碳，并释放氧气，同时吸收土壤中的有机碳。
然而，由于人类活动的干扰，如森林砍伐和土地利用变化，使得生态系统的碳源增加。
相比之下，中国及全球陆地生态系统的碳汇能力较弱，而造成这种情况的原因主要有土地退化、土壤质量下降等。
尤其是在中国，土地沙化、泥炭地开发以及生态系统退化等问题，导致陆地生态系统的碳汇能力严重受损。
其次，中国及全球陆地生态系统的碳源汇特征对碳中和的贡献是巨大的。
碳中和是指在一定时期内将排放的温室气体量抵消或减少到与大气中自然循环一样的水平。
中国作为全球最大的温室气体排放国之一，积极推进碳中和发展战略，注重发展低碳经济，通过增强陆地生态系统的碳汇能力，减少人为碳排放，从而实现碳中和目标。
改善土地利用方式、提升土壤质量、恢复生态系统等都是中国及全球陆地生态系统对于碳中和的贡献。
最后，为了实现碳中和目标，中国及全球陆地生态系统碳源汇特征的调控具有重要意义。
对于碳源，我们需要提高环境保护意识，减少森林砍伐和土地利用变化等人类活动对生态系统的破坏，同时通过发展绿色生态农业和森林抚育等措施，增加生态系统的碳汇能力。
同时，还需要加强土壤保护与修复工作，提高土壤有机质含量，改善土壤质量，增强碳汇功能。
此外，政府应该制定和实施相关政策，鼓励企业和个人参与碳中和行动，共同推进碳中和的实现。
总之，中国及全球陆地生态系统的碳源汇特征对于碳中和目标的实现具有重要作用。
我们应积极采取措施，减少人为碳排放，增强生态系统的碳汇能力，共同推动碳中和的进程，为保护地球环境和构建可持续发展做出贡献。
中国主要森林生态系统碳储量和碳收支评估
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生物量估算法：根据森林生态系统的生物量分布规律，通过遥感技术和地面 抽样调查，估算出森林生态系统的总生物量，从而推算出其固碳功能和碳储量。 生物量估算法具有高效、宏观的优点，但需要建立在对森林生态系统充分了解的 基础上。
过程解析法：通过对森林生态系统的生态过程进行详细研究，建立数学模型， 模拟森林生态系统的碳循环过程，从而得出其固碳功能和碳储量。过程解析法具 有定量化、动态化的优点，但需要较高的技术支持和数据支持。
3、数据处理：数据处理主要包 括数据清洗、统计分析和模型构 建等
1、中国主要森林生态系统碳储量的分布：研究结果表明，中国主要森林生 态系统的碳储量分布不均，其中东北林区、西南林区以及东南林区的碳储量较高。 这主要是由于这些林区的森林面积较大，树种丰富，植被覆盖度高。
2、变化趋势：研究结果还表明，中国主要森林生态系统的碳储量呈现出明 显的变化趋势。其中，近几十年来，由于人类活动和气候变化的影响，森林生态 系统的碳储量有所减少。特别是在一些采伐频繁、管理不善的林区，碳储量的减 少更为明显。
3、碳收支评估：研究结果显示，中国主要森林生态系统的碳收支状况处于 一个相对平衡的状态。虽然由于人类活动和气候变化的影响，森林生态系统的碳 储量有所减少，但这些减少的碳元素并未全部以二氧化碳的形式释放到大气中， 而是部分被林木生长所吸收。因此，整体上，中国主要森林生态系统的碳收支仍 处于一个相对稳定的水平。
中国主要森林生态系统碳储量和碳 收支评估
基本内容
中国是一个森林资源丰富的国家，其森林生态系统多样，包括温带落叶林、 亚热带常绿阔叶林、热带雨林等多个类型。这些森林不仅为人类提供了丰富的物 质资源，如木材和林产品，同时还承担着重要的生态功能，如碳储存和气候调节。 因此，对中国主要森林生态系统的碳储量和碳收支进行评估，对了解我国森林生 态系统的生态价值具有重要意义。
土地利用变化对陆地生态系统碳贮量的影响
土地利用变化对陆地生态系统碳贮量的影响3杨景成 韩兴国33 黄建辉 潘庆民(中国科学院植物研究所植被数量生态学开放研究实验室,北京100093)【摘要】 陆地生态系统是重要的碳库之一,在碳素生物地球化学循环中起着重要作用.本文就森林、农田生态系统,综述了土地利用变化对陆地生态系统碳贮量的影响及其可能的作用机制.土地利用变化显著地影响陆地生态系统的结构和功能,造成系统碳贮量的变化,这很大程度取决于生态系统类型和土地利用方式的改变.森林砍伐后变为农田和草地,使生态系统中植被和土壤碳贮量大大降低.土壤碳含量的降低主要是由于凋落物输入的减少,有机质分解速度的提高,以及耕种措施对有机质物理保护的破坏造成的.土壤碳损失主要发生在森林砍伐后较短的时期内,而其降低速率取决于诸多因素以及土壤理化和生物过程.农田和草地弃耕恢复为森林,以及农田保护性管理措施的利用,能够使大气中的碳在植被和土壤中得到汇集.森林恢复过程中植被可以大量汇集大气中的碳,而由于农田耕种历史不同以及土壤空间异质性,导致土壤碳汇集速率差异极大.保护性农田管理措施(诸如免耕、合理的种植制度、化肥的施用等)可以影响土壤理化特性、作物根系生长以及残茬数量和质量、土壤微生物数量和活性,维持和提高土壤碳含量水平.关键词 土地利用变化 陆地生态系统 碳贮量 森林砍伐 森林恢复 耕作 轮作 施肥文章编号 1001-9332(2003)08-1385-06 中图分类号 Q948 文献标识码 AE ffects of land use change on carbon storage in terrestrial ecosystem.Y AN G Jingcheng ,HAN Xingguo ,HUAN GJianhui and PAN Qingmin (L aboratory of Quantitative V egetation Ecology ,Institute of Botany ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100093,China ).2Chin.J.A ppl.Ecol .,2003,14(8):1385～1390.Terrestrial ecosystem is an important carbon pool ,which plays a crucial role in carbon biogeochemical cycle.Hu 2man activities such as fossil fuel combustion and land use change have resulted in carbon fluxes from terrestrial e 2cosystem to the atmosphere ,which increased the atmospheric CO 2concentration ,and reinforced the greenhouse nd use change affects the structure and function of the terrestrial ecosystem ,which causes its change of carbon storage.To a great extent ,the change of carbon storage lies in the type of ecosystem and the change of land use patterns.The conversion of forest to agricultural land and pasture causes a large reduction of carbon storage in vegetation and soil ,and the decrease of soil carbon concentration is mainly caused by the reduction of detritus ,the acceleration of soil organic matter decomposition ,and the destroy of physical protection to organic matter due to agricultural practices.The loss of soil organic matter appears at the early stage after deforestation ,and the loss rate is influenced by many factors and soil physical ,chemical and biological processes.The conver 2sion of agricultural land and pasture to forest and many conservative agricultural practices can sequester atmo 2spheric carbon in vegetation and soil.Vegetation can sequester large amounts of carbon from atmos phere ,while carbon accumulation in soil varies greatly because of farming history and soil spatial heterogeneity.Conservative a 2gricultural practices such as no 2tillage ,reasonable cropping system ,and fertilization can influence soil physical and chemical characters ,plant growth ,quality and quantity of stubble ,and soil microbial biomass and its activity ,and hence ,maintain and increase soil carbon concentration.K ey w ords Land use change ,Terrestrial ecosystem ,Carbon storage ,Deforestation ,Reforestation ,Tillage ,Rotation ,Fertilization.3国家自然科学基金资助项目(40071085).33联系通讯人.2001-01-09收稿,2002-03-11接受.1 引 言碳素循环是生物地球化学循环研究的核心内容之一.含碳化合物在大气圈2地圈2水圈2生物圈的循环过程,直接影响着人类的生存和各种生物生存环境的稳定性.由于化石燃料的燃烧和非持久性土地利用,人类已经极大地改变了地球碳素循环,改变了千百万年来由于生物和环境协同进化而形成的碳素循环的平衡,导致诸如大气CO 2浓度升高和由此引起的全球气候变化等一系列严峻的全球性生态环境问题.陆地生态系统是重要的碳库之一,在全球碳循环中起着举足轻重的作用.其碳贮量为2850Pg (1Pg =1015g ),约是大气碳库的4倍,其中土壤碳库为2300Pg ,生物量碳库为560Pg [29].陆地生态系统既可以是CO 2的源,也可以是CO 2的汇.陆地与大气之间碳的净通量主要取决于两个独立的过程:一是土地利用(森林收获、毁林造田、退耕还林、农田管理等)和其他人类活动引起的地表变化;二是自然干扰,包括大气CO 2浓度的升高、氮沉降和气候变化等[5].据Houghton [23]对土地利用变化影响结果的估计,在过去100年间陆地生物圈是一个巨大的碳素释放源.历史上由应用生态学报 2003年8月 第14卷 第8期 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Aug.2003,14(8)∶1385～1390于自然生态系统转变为人为生态系统,导致土壤向大气释放80～100Pg C,植物群落释放100～150Pg C[32].1850～1990年,土地利用的变化导致124Pg C释放到大气中,约相当于同时期化石燃料燃烧释放量的一半,其中108Pg C来自森林生态系统(热带森林占2/3,温带和极地森林约占1/3),其余16Pg C的释放主要是中纬度草地的过度放牧和农田耕种引起的[21].20世纪80年代,由于土地利用的变化造成陆地生态系统向大气输入的碳净通量为2Pg・年-1,绝大部分来自热带地区,其中由于森林砍伐后变为农田和草地的释放量大约占85%,收获木材及木材加工品的释放量约占15%[21].通过采取减少森林砍伐、弃耕农田和草地恢复为森林等保护性管理措施,可以减少陆地生态系统向大气的CO2净排放,增加森林生态系统对大气中碳的汇集.合理的保护性农田管理措施,可以减少农田生态系统的碳损失,稳定甚至增加土壤碳贮量.总之,土地利用对陆地生态系统碳贮量的影响取决于生态系统类型和土地利用方式的变化.2 土地利用变化对森林生态系统碳贮量的影响211 森林的砍伐与森林转变为农田和草地森林生态系统是最大的陆地碳库,在全球碳循环中起着至关重要的作用,其相对较小的变化将会对全球碳循环产生显著的影响.全球森林面积为3.44ⅹ109hm2[15],地上部碳贮量为360～480Pg,地下部为790～930Pg,分别约占陆地生态系统地上部、地下部(土壤、枯落物、根)和土壤碳贮量的82%～86%、40%和70%～73%.在森林生态系统碳的分布格局中,低纬度森林占37%,中纬度森林14%,高纬度森林49%.在20世纪90年代,低纬度地区由于森林的砍伐,释放碳1.6±0.4Pg・年-1,中高纬度地区由于森林的恢复而汇集碳0.7±0.2Pg・年-1,整个陆地森林生态系统向大气释放碳0.9±0.4Pg・年-1[13,39].森林生态系统遭到破坏,尤其是森林砍伐后变为农田和草地,会导致碳由陆地生物圈向大气大量释放,其释放量可与化石燃料燃烧引起的CO2释放量相当.由于人口、政治以及经济发展等诸多因素,人类活动导致世界森林面积大幅度减少,引起陆地生态系统向大气释放大量的碳,增加大气中CO2的浓度,加剧了全球温室效应.1850～1995年间,由于土地利用变化热带亚洲地区森林面积减少了173×106hm2,向大气释放了43.5Pg C,约为同期全球释放量(120Pg)的1/3,其中森林砍伐后转变为永久性农田的释放量为33.5Pg,占总量的75%,刀耕火种、森林采伐、燃料木材的收获引起森林生物量下降,而导致系统净损失11.5Pg C.土地利用变化导致该地区森林生物量减少58%(76～32Pg),土壤碳贮量下降18%.1980年前后,土地利用变化引起的碳排放量大约为该地区总排放量的75%[21].1980～1990年,由于土地覆盖\利用的变化导致非洲热带森林地上部碳库减少6.6Pg C,其中43%起因于森林的砍伐,57%来自于人类其他活动造成的生物量下降[18].森林砍伐不仅使木材的输出、植物损伤死亡和凋落物分解速率提高,造成碳素损失,而且还会使砍伐过的地区因气候变干,更易招火灾,从而使失去更多生物量碳的的可能性增加.森林砍伐后转变为农田和草地,地上部生物量会明显降低,而土壤碳贮量的变化则比较复杂.土地利用方式变化后,土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量变化的方向和速度取决于诸多因子及土壤理化和生物过程.森林变为农田后SOC含量快速下降,其主要原因是凋落物输入减少,有机质分解速度提高,以及耕种措施对有机质物理保护的破坏.作物残茬易于降解,而其所含的不溶性物质较低;另外,耕作使土壤充分混合,打破了团聚体结构,并且使有机质暴露,加快了其降解速度.这些均导致土壤团聚体结构中轻分子量有机碳和一些有机矿物碳含量降低.据研究,热带森林转变为农田或放牧地后,碳贮量将减少40%,而转变为牧场将减少20%[10,11].据Houghton[22]推算,在皆伐之后,热带、温带和极地森林枯落物和土壤碳分别减少35%、50%和15%,随着土地的进一步耕种,有机碳含量降低到原来的50%[22].森林皆伐和土地耕种导致美国南部土壤碳损失40%[9].在森林转变为农田后的第1～2年内,表层(0～20cm)土壤碳含量降低达25%.在转变为草地初期,表层土壤碳含量存在相似的变化趋势,2年内碳损失达21.4%,但8年以后,草地表层土壤碳含量恢复到转变前森林土壤碳含量水平[26].Detwiler[12]认为,森林的砍伐和燃烧不会导致土壤碳损失,有时候还会使之增加.砍伐后变为农田和草地以及农田的耕种才会引起土壤碳损失,所以土壤碳减少的主要原因不是森林的砍伐,是砍伐后土地的利用.森林收获对土壤碳的影响取决于森林植被类型,大多数情况下不会产生影响或影响很小(<10%)[28].有研究表明,土壤碳的减少与森林收获后土壤的遮阴和温度有关.森林收获3年后,在完全暴露、半暴露和完全遮阴情况下,0～5cm表层土壤碳分别减少57%、49%和25%,5～15cm表层变化趋势相同,分别减少30%、25%和17%[7].森林砍伐与土地耕种对表层土壤碳含量的影响大于深层土壤.耕种30～50年后0～20cm土壤表层SOC损失50%,0～100cm土层SOC损失30%[43].212 森林生态系统的恢复历史上由于人类活动的影响,全球森林面积大幅度减少,造成陆地生态系统碳的大量流失.随着社会经济发展格局的变化和人们环境意识的增强,世界各国开始采取积极的保护性措施,使森林在一定程度上得以恢复.在1940年波多黎哥森林覆盖率降至6%,之后,由于经济的发展使农田弃耕恢复为森林,到1985年森林覆盖率达到33%[41].巴西亚马逊平原大面积森林曾经遭受严重破坏,但近几年部分农田和草地已被放弃,恢复为森林,并进入次生演替阶段[46].对我国近20年来森林碳贮量的推算结果表明,虽然存在一定波动,但总体呈现递增趋势,平均每年以26.5Tg C的速率递增[30].SOC是陆地碳循环中最大的碳库,农田退耕恢复为自然植被或常绿植被,SOC能够得到汇集.农田恢复为常绿植被,6831应 用 生 态 学 报 14卷潜在地改变了因常绿植遭到破坏而造成的SOC损失.碳在土壤中汇集的时间和速率差别很大,这与恢复植被的生产力,土壤物理、生物学状况以及SOC输入及物理干扰历史有关.在常绿植被恢复早期,碳汇集的最高速率往往低于100g ・m-2・年-1.Post等[37]的研究表明,农田恢复为森林和草地后土壤碳的平均汇集速率分别为33.8和33.2g・m-2・年-1.自然植被恢复后,土壤碳汇集速率低,可能是由于有机质输入较少造成的.随着植被初级生产力的提高,土壤有机质输入增加,土壤碳汇集的速率会有进一步的提高.森林是巨大的碳汇,对调节全球碳循环的平衡起着至关重要的作用.森林恢复过程中植被可以大量汇集大气中的碳.但是,土壤碳含量变化的研究结果差别很大.土壤碳汇集速率的差异主要是由农田耕种历史及其空间异质性引起的[37].Lugo[[31]研究表明,森林砍伐后土壤碳含量降低65%,在农田弃耕恢复为森林50年后,碳含量达到原有水平的75%.Wilde[50]发现,红松林15cm表层土壤有机质(soil organic matter,SOM)含量与红松林恢复时间呈显著正相关,在恢复40年后,SOM含量增长300%～400%.从碳的分布格局看,农田弃耕恢复为森林后碳主要汇集在生物量、地被层和土壤表层.美国南卡罗来那州耕种100多年的土地恢复为森林40年后,生物量、地被层和7.5cm土壤表层碳汇集的比例分别为80%、20%和少于1%.尽管矿质土壤碳的输入量很大,但由于降解速率快、土壤结构粗糙、粘土矿物活性低等原因,土壤碳的汇集受到很大限制.土壤碳的汇集主要发生在0～7.5cm表层,占总汇集量的96%,而7.5cm以下土层仅占4%[40].温度、湿度是影响土壤碳汇集的两个重要因子.SOC的汇集存在一定趋势,即从温带地区到热带地区其汇集速度加快.热带地区森林恢复以后,土壤碳很快达到砍伐前的水平.由于温度、湿度的增加,土壤有机质的输入量增加,是产生这一趋势的主要原因之一.对提高SOC贮量起重要作用的因素有:1)增加有机质的输入速度;2)改变土壤有机质的分解,增加轻质有机碳(light fraction organic carbon,LC2OC)比例;3)通过土壤下层有机质输入和土壤生物的混合,直接或间接增加土壤深层有机质;4)通过形成团聚体结构或有机矿物复合体,增加对SOC的物理保护.农田恢复为常绿植被,其生境条件有利于这些过程的进行,促进了SOC的汇集[37].在森林恢复过程中固氮物种和施肥(氮、磷肥)能显著增加土壤碳汇集[33,42,49].固氮物种的存在和氮肥的施用增加土壤氮含量,提高初级生产力,进而使土壤有机碳输入增加;另一方面,土壤氮素含量的提高使土壤C/N降低,提高微生物活性,加速土壤有机碳的分解,使其含量降低,但同时加速了土壤营养元素的循环,有助于初级生产力的提高.3 土地利用变化对农田生态系统碳贮量的影响 全世界农田总面积约为17×109hm2,其碳贮量约为170Pg,超过全球陆地碳贮量的10%.在过去两个世纪,土地利用变化引起的CO2释放量大约占人类活动造成的碳释放量的一半,而由于SOM矿化导致的农田土壤碳损失为50 Pg[36,38].目前,对提高农田土壤碳含量的机制已经没有太多的争议.土壤碳贮量及其动态主要取决于土壤中碳(植物残茬)的输入与流失(有机质的分解)之间的平衡.土壤有机碳水平与碳输入关系密切,大部分农田稳定态碳含量与碳输入呈线性相关,符合SOM动态理论[36]. 农田管理措施(轮作、耕作、施肥等)不仅决定了土地利用的经济潜力,而且可以通过改变土壤湿度和温度、根系生长状况、作物残茬的数量和质量,影响土壤微生物量(soil mi2 crobial biomass,SMB)及其活性,最终影响SOM动态.从农业和环境角度看来,SOM至关重要,既决定着农作物产量,同时也是大气CO2的源或汇.对特定的气候条件和管理措施,绝大多数永久性耕地的SOM含量趋于稳定水平.这是由于农田土壤碳大量流失主要发生在耕种初期,而温带地区的农田已经耕种了50～100年,甚至更长,土壤碳输入与流失之间基本达到平衡[8].SOC矿化受土壤温度、湿度、透气性、p H、营养状况等土壤理化性质、有机质本身理化特性以及土壤微生物和细胞外酶的影响.经过长期耕种的土地,SOM动态很大程度上受轮作、耕作、施肥等管理措施的影响.通过改进和优化管理措施,可以减少土壤CO2净排放,稳定甚至增加SOC贮量.运用CEN TUR Y模型研究美国农田SOC的变化情况,1940～1950年农田SOC水平趋于稳定,在1960～1970年之后开始上升,至1990年因早期耕种而损失的25%的碳已得到恢复.自1960年以来,美国农田碳积累速率平均为107Tg・年-1[14].311 耕作 农田耕作对SOM动态和土壤结构产生直接和间接的作用,很大程度上提高SOM周转速率,影响土壤碳含量.其影响强度取决于农田耕作深度、强度和频度.由于土壤局部小气候与土壤物理特性强烈的交互作用,使耕作对SOM生物降解速率产生不容忽视的影响.农具对土壤结构的破坏以及频繁的干2湿循环,使本来受到团聚体保护的土壤有机质得以暴露,这可能是加快SOM降解的主要因素之一[2]. 一般研究认为,耕作主要从以下3个方面影响SOM动态.1)耕作改变土壤小气候,进而直接影响到土壤微生物活性.免耕可以降低土壤表层温度,提高土壤含水量,降低土壤透气性.在干热气候条件下,这些作用会增加土壤微生物活性,而3种作用的平衡取决于气候条件与土壤物理特性.2)耕作可以改变土壤碳的空间分布格局.Balesdent[2]利用13C 标记作物,区分土壤原有SOM和新输入的有机质,经过连续17茬作物的生长,在免耕条件下,50%以上新输入的碳集中在4cm表层土壤,25cm以下土层为20%;而传统耕作条件下的碳几乎全部集中在耕作层.根据新输入碳的分布格局,可以预测不同耕作方式下生物降解、土壤呼吸和氮固定的差异.3)耕作使土壤中大的团聚体结构遭到破坏,导致土壤中碳、氮矿化速率提高.大团聚体保护SOM,使之降解变慢,而其保护能力也随SOM及粘土(Clay)量的增加而加强.在传统耕作条件下,土壤中大团聚体保护下的SOM碳含量为78318期 杨景成等:土地利用变化对陆地生态系统碳贮量的影响 10%,而免耕土壤中该值为19%.这一参数一定程度上取决于团聚体遭破坏的频率,即耕作频率[3].另外,土壤干2湿循环也提高土壤碳、氮矿化速率,最终影响土壤结构,这也是耕作使SOM降解加速的重要机制之一[19]. 耕作对土壤团聚体产生显著影响.传统的农田耕作导致土壤中富含碳的大团聚体遭到破坏,贫碳的小团聚体增加,从而引起SOM碳的流失.团聚体等级理论认为:1)矿物颗粒与细菌、真菌、植物碎屑一起结合为小的团聚体,而小的团聚体在过度性粘合物(微生物、植物多聚糖和临时性粘合物)作用下形成大的团聚体[48].2)随分散能量在土壤中的增加,大的团聚体分解为小的团聚体,然后解离为基本粒子.3)由于大的团聚体由小团聚体和有机粘合物组成,所以随团聚体结构加大,其碳含量增加.4)大的团聚体比小的团聚体包含更多初期的不稳定的有机质[45].团聚体等级理论能够比较好地解释土壤团块的减少与耕作造成SOM损失之间的关系.大团聚体解体引起不稳定SOM释放,使微生物降解加剧,消耗SOM,导致微生物量及其活性下降,使形成团聚体结构的粘合物减少,最终导致团聚体减少[44]. 新鲜作物残茬为土壤提供粗糙颗粒有机质(particulate organic matter,POM),以聚集真菌及其他微生物和细胞外多糖,使残茬和土壤颗粒聚集成大的团聚体[1,25].新形成的团聚体呼吸速率高,随新鲜残茬的输入,微生物可利用的易分解碳水化合物增加,产生烷基碳含量较高的团聚体内颗粒,并进一步分解成更小的颗粒.但是大团聚体内部的POM 分解速率要比非团聚体POM慢.小的POM外部被土壤颗粒和微生物副产品包围,形成更稳定的小团聚体,对POM 起到保护作用.这一阶段CO2流失较团聚体形成阶段少.传统耕种方式深度大、强度和频度高,使表层新鲜土壤频繁地经受干2湿、冻2融循环,对土壤团聚体结构破坏严重.传统耕种方式与免耕少耕相比,新的团聚体形成速率相近,主要受土壤中残茬输入数量的影响.然而它对土壤干扰频繁,破坏加剧,导致稳定的大团聚体数量和寿命降低,提高了被保护的SOM的矿化速率.总之,高强度的传统耕种方式使土壤团聚体形成和破坏的循环加快,使更多新的不稳定的SOM受到分解,从而提高了土壤呼吸.免耕条件下,更多的作物残茬转化为SOC、土壤微生物量碳(soil microbial biomass carbon, SMBC)和可矿化碳[17].在0～5cm土层SOC、SMBC和可矿化碳比传统耕作下的土壤高33%～125%[16].免耕可以使碳在20～30cm土壤表层以0.73%的速度积累,而在1m土层的积累速度为0.35%.由于采用免耕少耕措施,1990年美国农田积累22Tg C[47].免耕与轮作、提高复种指数等措施相结合,可以更加有效地提高碳贮量[27]. 一般认为,免耕与少耕可以增加土壤碳贮量.这是因为: 1)免耕与少耕方式下,SMB显著提高,土壤微生物碳也相应提高,这意味着土壤积累了更多的不稳定碳,而由于矿化引起的碳流失下降,呼吸降低.耕种对土壤干扰的主要作用是降低土壤含水量,机械破坏,压实导致气孔数量减少,从而使土壤有机质的数量和多样性明显降低.耕作使土壤通气性以及土壤与残茬的接触增加,促进了碳的矿化[4].免耕与少耕使土壤不稳定碳输入增加,流失减少,意味着土壤汇集碳增加,而损失到大气中的CO2减少.同时,免耕与少耕使风雨对土壤的侵蚀作用降低,SOM聚集,从而起到减少土壤碳流失的作用.2)免耕与少耕使土壤水分利用效率提高,植物可利用水增加[20].作物残茬聚集在土壤表面,在土壤和大气之间形成一层屏障,减少土壤水分蒸腾,同时降低土壤表面风速,使水分和热量交换降低.干的作物残茬比土壤有更高的反射率和热辐射性,使土壤表面温度降低,影响到土壤微生物活性,降低土壤呼吸. 但也有研究表明,免耕与少耕对提高土壤碳贮量作用并不明显.在过去30年间,免耕与少耕在美国的广泛推广仅使土壤碳贮量提高277×1012～452×1012g,约为同期因化石燃料燃烧而造成的碳释放量的1%,而在欧洲这一数据为0.8%[4].另外值得考虑的一点是,现代农业以化石燃料投入为基础.与传统耕种方式相比,免耕与少耕降低了燃料和农机具的投入,从而减少了化石燃料燃烧引起的CO2向大气的释放.312 种植制度 合理的种植制度可以减少农田生态系统碳流失,增加土壤碳贮量.温暖、湿润、养分充足的土壤有利于作物生长,但同时也有利于土壤微生物活动,增加土壤呼吸.控制作物生产以获得养分(水、矿物元素)最大利用效率,可以有效地降低土壤呼吸,减少CO2向大气的释放. 提高复种指数,降低撂荒频率,可以显著增加农作物生物产量,相应地增加土壤中作物残茬输入,提高SOM含量.在许多以小麦及其他禾谷类作物为主的半干旱地区,一方面为了增加土壤含水量,另一方面为了避免遭受水灾,多采用夏季撂荒的种植制度.在撂荒季节农田进行耕作和放牧.温暖湿润的环境促进了微生物活动,使CO2释放量增加.如果为了控制杂草生长而多次耕作,则加剧了碳矿化.降低撂荒频率可以提高作物产量,同时也增加了土壤作物残茬的碳输入,虽然分解也相应增加,但输入量大于分解量.研究结果表明,频繁的夏季撂荒使土壤含水量长期保持较高水平,加上耕作次数增加,加剧了残茬和SOC的分解,导致SOC水平下降[20].土壤碳汇集与降低撂荒频率直接相关.在碳输入相同的情况下,小麦2撂荒种植模式碳净损失比小麦连作高20～25g・m-2[6].如果碳大部分以CO2形式流失,则意味着由于撂荒频率降低,使土壤SOC分解速率相对减缓,更多的碳保存在土壤中. 合理的轮作可以加速农田土壤碳的汇集.在轮作中加入长绿牧草可以增加土壤碳含量,这主要是因为:1)耕作干扰的减少,降低了土壤有机碳矿化速率;2)牧草地下生物量较高,高的碳输入是牧草汇集碳的主要原因;3)长绿牧草生长季长,蒸腾速率高,导致土壤含水量降低,影响土壤微生物活性,使土壤呼吸降低[36].不同作物间的轮作对土壤碳汇集有一定影响[4,35,51].水稻\玉米轮作与水稻连作对土壤碳贮量的影响存在一定差异,水稻连作碳汇集高11%～12%,氮积8831应 用 生 态 学 报 14卷。
森林生态系统碳储量的时空变化
森林生态系统碳储量的时空变化森林，作为地球上重要的生态系统之一，不仅为人类提供了丰富的资源和多样的生态服务，还在调节全球气候方面发挥着关键作用。
其中，森林生态系统的碳储量及其时空变化是当前全球气候变化研究中的热点话题。
要理解森林生态系统碳储量的时空变化，首先得清楚什么是碳储量。
简单来说，碳储量就是森林生态系统中储存的碳的总量。
这些碳主要存在于树木的枝干、树叶、根系，以及土壤中的有机物等部分。
在时间尺度上，森林生态系统的碳储量并非一成不变。
从长期来看，森林的生长和演替过程会对碳储量产生显著影响。
在森林的早期阶段，树木生长迅速，通过光合作用吸收大量的二氧化碳，并将其转化为有机物质储存起来，此时碳储量逐渐增加。
随着森林的成熟，树木生长速度放缓，碳的吸收和储存速度也会相应减慢。
然而，如果森林遭受火灾、病虫害、砍伐等干扰，大量的碳会被释放到大气中，导致碳储量急剧减少。
除了自然的生长和干扰过程，人类活动也在很大程度上改变了森林生态系统的碳储量。
过去几个世纪以来，大规模的森林砍伐使得全球森林面积大幅减少，从而导致大量的碳被释放。
而近年来，随着人们对环境保护意识的提高，以及相关政策的实施，森林保护和造林活动有所增加，这在一定程度上有助于提高森林的碳储量。
从空间分布上看，森林生态系统碳储量在全球范围内存在着明显的差异。
一般来说，热带雨林地区由于其丰富的生物多样性和旺盛的光合作用，碳储量相对较高。
例如亚马逊热带雨林，它被誉为“地球之肺”，储存了大量的碳。
而在一些高纬度地区和干旱地区，森林的生长条件相对较差，碳储量相对较低。
在同一地区，不同类型的森林其碳储量也有所不同。
例如，阔叶林通常比针叶林具有更高的碳储量，这是因为阔叶林的生长速度较快，生物量较大。
此外，森林的地理位置、地形地貌、土壤条件等因素也会影响碳储量的空间分布。
为了准确评估森林生态系统碳储量的时空变化，科学家们采用了多种先进的技术和方法。
比如，通过实地测量树木的胸径、高度等参数，结合模型计算碳储量；利用卫星遥感技术获取大范围的森林信息，监测森林的面积和生长状况；分析土壤样本，了解土壤中碳的含量和变化。
中国森林生态系统碳储量——生物量方程
中国森林生态系统碳储量——生物量方程森林生态系统的生态功能和生态系统服务受到全球气候变化的影响。
其中，森林生态系统的碳储量是一个重要的指标，它不仅与生态系统的碳循环、能量平衡密切相关，而且与全球气候变化密切相关。
本文将介绍中国森林生态系统碳储量的生物量方程。
一、森林生态系统碳储量的意义森林生态系统是陆地生态系统中碳贮存的重要组成部分。
森林生态系统碳储量的增加和减少直接影响着全球碳循环和气候变化。
因此，认识和测定森林生态系统的碳储量，对于了解全球碳循环的过程和机制、评估森林生态系统对全球气候变化的响应和调控、以及推动全球碳排放的减少和生态保护具有重要意义。
二、森林生态系统碳储量的测量方法森林生态系统的碳储量测量包括两种方法：一种是直接测量森林生态系统碳储量的生物量，并将其转化为碳储量，另一种是间接测量，即通过模型计算得出。
下面将重点介绍直接测量方法。
1. 土壤碳储量的测量土壤碳储量是指土壤中所含有的碳元素的总量。
土壤碳储量可通过样地调查和模型求算两种方法进行估算。
样地调查法主要是通过选择代表性的样地，测定土壤碳含量和土层厚度，最终求得每平方米土地上的碳储量。
模型求算法主要采用计算机模拟的手段，结合土地利用类型、土地类型、气候和地形等因素，通过计算机算法模拟得到土壤碳储量。
2. 森林鸟类中碳储量的测量森林鸟类中碳储量的测定一般采用测定鸟体碳含量的方法。
通常，将采集的鸟体样本放入烤箱中加热，然后用碳定量分析仪测量出鸟体中的总碳含量，再将其转化为碳储量。
3. 土壤微生物中碳储量的测量土壤微生物中碳的含量和种类是评价土壤肥力和生态系统功效的重要指标，其测量方法主要是通过分离并进行培养和炭素同位素分析。
核磁共振技术和高通量测序技术也可以用于测量土壤微生物中碳的含量和种类。
三、中国森林生态系统碳储量的生物量方程中国共有森林面积约2088万公顷，森林碳储量达15.1亿吨，约占全国碳储量总量的7.2%。
为了更好地估算和管理中国森林生态系统的碳储量，许多学者和研究人员开展了相关的研究工作。
全球变化背景下森林生态系统碳循环及其管理
当全球氮沉降增加时，森林生态系统的生物量也会发生变化。研究表明，增 加氮沉降可以促进植物的生长，使生物量增加。这是因为在氮限制的条件下，植 物无法合成足够的蛋白质和核酸，从而限制了它们的生长。而增加氮沉降可以为 植物提供额外的氮源，打破这种限制。
除了对生物量的影响外，全球氮沉降还会改变森林生态系统的土壤呼吸。土 壤呼吸是指土壤中的微生物将有机物分解为二氧化碳和水的过程。在全球氮沉降 增加的情况下，土壤中的微生物会利用这些额外的氮源，加快有机物的分解，从 而使土壤呼吸增强。
1、植树造林是增加碳吸收的有效途径。塞罕坝林场通过大规模的植树造林 活动，增加了森林面积，提高了碳储存能力。据统计，该林场已累计吸收二氧化 碳超过1000万吨。
2、科学合理的采伐和种植技术是合理的采伐和种植技术，保持了林场的可持续发展，同 时也为当地的经济发展做出了贡献。
2、营养物质循环：全球氮沉降的增加会改变森林生态系统的营养物质循环。 因为氮是植物生长的重要元素之一，增加氮沉降可以提高植物对其他营养物质的 吸收和利用效率，如磷、钾等。这不仅可以促进植物的生长，还可以提高植物的 碳积累速率。
3、水分代谢：全球氮沉降也会影响森林生态系统的水分代谢过程。增加氮 沉降可以促进植物的生长，使植物的蒸腾作用增强，从而增加了水分的消耗。同 时，植物也会通过提高根系吸水能力来满足自身生长需要，这也会对水分循环产 生影响。
全球变化背景下森林生态系统 碳循环及其管理
01 引言
目录
02 全球变化对森林生态 系统碳循环的影响
03
森林生态系统碳循环 的管理策略
04
案例分析——以中国 塞罕坝林场为例
05 总结
06 参考内容
随着全球气候变化问题的日益突出，森林生态系统碳循环及其管理成为科学 研究的重要领域。本次演示旨在探讨全球变化对森林生态系统碳循环的影响，提 出相应的管理策略，并通过案例分析加以说明。
植被变化对土地碳储量的影响
植被变化对土地碳储量的影响植被是地球上重要的一部分，它对土地碳储量的影响也是不可忽视的。
随着气候变化和人类活动的影响，植被的变化对土地碳储量产生了重要的影响。
本文将从几个方面讨论植被变化对土地碳储量的影响。
首先，植被变化直接影响土地碳储量的原因之一是植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其转化为有机物质。
随着植被的增长，土壤中的有机物质也会相应增加。
在植被密集的区域，通过减少光照和气温变化，土壤中的有机物质更容易保持相对稳定，从而促进碳的积累。
相反，如果植被覆盖减少，阳光和气温的影响使得土壤中的有机物质降解速度加快，导致碳储量减少。
其次，植被变化对土地碳储量的影响还与土壤的质地和类型密切相关。
不同类型的植被适应不同的土壤条件，这也反过来影响土壤的有机质含量和分布。
例如，草原上的植被主要是由草本植物组成，这些植物的根系发达，能够增加土地的有机质储量。
而在森林地区，树木的根系更加复杂，因此土壤中的有机质更容易储存。
相反，在沙漠地区，土壤质地较为粗糙，植被稀疏，这使得土壤中的有机质含量较低。
此外，植被变化还会影响土壤中碳储量的分布。
在植被覆盖茂密的地区，植物残体和根系会逐渐降解，形成深层土壤中的有机碳贮量。
这些深层有机质通常较为稳定，可以长期储存。
而在植被较稀疏的地区，由于有机质的降解速度较快，深层土壤中的有机质含量较低。
因此，植被变化对土地碳储量的影响不仅仅是在地表上表现出来，还涉及到更深的土层。
需要注意的是，植被变化对土地碳储量的影响是一个动态的过程。
长期大规模的植被变化，如林地退化、草原退化和农田开垦等，会导致土地碳储量减少。
而适当的恢复植被覆盖，如植树造林、草地恢复等措施，则能够促进土地碳储量的增加。
因此，植被变化对土地碳储量的影响应该得到足够的重视，并采取适当的措施来保护和恢复植被覆盖。
综上所述，植被变化对土地碳储量产生重要的影响。
通过光合作用吸收二氧化碳和转化为有机物质，植被增长促进土壤中碳的积累；不同类型的植被适应不同土壤条件，影响土壤的有机质含量和分布；植被变化还影响土地碳储量的分布，以及土地碳储量的动态变化。
中国及全球陆地生态系统碳源汇特征及其对碳中和的贡献
中国及全球陆地生态系统碳源汇特征及其对碳中和的贡献《中国科学》中国及全球陆地生态系统碳源汇特征及其对碳中和的贡献摘要：增强陆地生态系统碳汇(简称陆地碳汇)是减缓大气二氧化碳(co2)浓度上升和全球变暖的重要手段，也是实现我国“碳中和”目标的有效途径。
为全面理解陆地碳汇特征及其对实现“碳中和”目标的贡献。
本文系统梳理了近40年来陆地碳源汇研究的主要进展，阐述了全球和我国陆地碳汇的时空格局及其驱动因素，分析了陆地碳汇对实现“碳中和”目标的作用。
根据全球碳收支评估报告，过去60年全球陆地碳汇从1960年代的(−0.2±0.9)pg c yr-1 (弱碳源；1 pg=1015 g=10亿吨碳)增加至2010年代的(1.9±1.1) pg c yr−1(碳汇)。
目前，陆地碳汇主要分布在北半球中高纬度地区，而热带地区表现为微弱的碳汇或碳源。
不同类型生态系统的碳汇大小存在差异：森林是陆地碳汇的主体，灌丛、湿地生态系统和农田土壤整体表现出碳汇功能，但草地的碳源汇功能尚不明确。
此外，荒漠生态系统可能起着碳汇功能，但其大小和形成机制尚存在争议。
大气co2浓度上升、氮沉降、气候变化和土地覆盖变化等是影响陆地碳汇强度的主要因素，火灾、气溶胶等因素也影响其大小不同区域陆地碳汇的驱动因素存在差异：北美和欧洲陆地碳汇主要是大气co2浓度上升和气候变化等因素所致；而在中国，除了上述全球变化要素外，植树造林、生态修复也是驱动其碳汇的重要因素。
综合以往研究结果评估，目前我国陆地碳汇强度为0.20~0.25 pg c yr−1，预计2060年可能处于0.15~0.52 pg c yr−1之间。
未来研究需通过扩大生态系统调查与监测的范围、完善陆地生物圈模型等途径提升陆地碳汇的评估精度，量化各类措施对生态系统碳汇潜力的影响，精准评估我国陆地碳汇对实现“碳中和”目标的贡献。
关键词陆地生态系统，碳汇，碳中和，碳循环，全球变暖本文将总结并呈现原文的主要结论。
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中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子分析
赵敏，周广胜
(中国科学院植物研究所植被数量生态学重点实验室，北京100093)
摘要：利用中国第四次(1989～1993年)森林资源清查资料，指出中国森林植被的总碳贮量和碳密度分别为3 778．1Tg(1Tg=10 g)和41．321 Mg／hm (1 Mg=10。
g)，其分布很不均衡，东北和西南各省的碳贮量和碳密度较大。
中国森林碳贮量约占世界的1．1％，森林碳密度低于世界平均水平，但中国森林以中、幼龄林为主，占80％以上，表明中国森林植被具有巨大的固碳潜力，对全球碳循环具有重要作用。
同时，采用多元线性回归模型、标准系数法定量分析了气候因子对森林植被碳贮量的影响程度，指出气温对森林植被碳贮量的贡献大于降水。
关键词：森林资源清查；多元线性回归模型；标准系数法；因子分析法；森林植被碳密度
中图分类号：P595 文献标识码：A 文章编号：1000—0690(2004)01—0050—05。