中国森林生态系统中植物固定大气碳的潜力_王效科
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。
兴安落叶松原始林和采伐后恢复林分的碳汇能力研究
４３．９１％，ｉｔ ｉｓ ａｂｏｕｔ ４０．６６％，４５．８５％ａｎｄ ４４．３５％ｆｏｒ ｇｒａｓｓｅｓ，ｍｏｓｓｅｓ ａｎｄ ｌｉｔｔｅｒｓ．Ｆｏｒ ｆｏｒｅｓｔ
ｓｏｉｌ，ｔｈｅ ｍｅａｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｗａｓ：Ｌｅｄｕｍ
ｐａｌｕｓｔｒｅ－Ｌａｒｉｘ
ｇｒｎｅｌｉｎｉｉ ｆｏｒｅｓｔ ｆｏｒｅｓｔ
（４３５．５６５ （２４８．０４８
ｔ－ｈｍｏ）＞杜香一兴安落叶松林（３０７．７１１ ｔ－ｈｍ之）＞真藓一兴安落叶松林 ｔ－ｈｍｏ）＞草类一兴安落叶松林（１ ６９．２９３ ｔ－ｈｍ之）。生态系统各组分碳库表
ｔ。
现为：土壤层＞植被层＞枯枝落叶层，、土壤是生态系统碳库占的关键。寒温带兴安落 叶松林原始林单位面积平均碳储量为２９０．１ ７６
７３．６８０９‘ｋｇ叫；Ｇｒａｓｓ・Ｌａｒｉｘ ｇｒｎｅｌｉｎｉｉ ｆｏｒｅｓｔ
６８．８８０９’ｋｇ叫；Ｂｒｙａｃｅａｅ－Ｌａｆｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉｉ
２４２．６６１９‘ｋｇ叫；Ｂｅｔｕｌａ ｆｒｕｔｉｃｏｓａ—Ｌａｆｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉｉ ｆｏｒｅｓｔ ２３４。１４０ ｓｏｉｌ ｒｅｄｕｃｅｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｄｅｐｔｈ．
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｏｆ Ｌａｒｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉｉ ｉｓ
ｂａｒｋ＞ｌｅａｆ＞ｔｒｕｎｋ＞ｂｒａｎｃｈ＞ｒｏｏｔ，ｔｈｅ ｍｅａｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｉｓ ４９。９６％；ｆｏｒ ｂｅｔｕｌａ
ｐｌａｔｙｐｈｙｌｌａ，ｉｔ ｉｓ：ｂａｒｋ＞ｒｏｏｔ＞ｔｒｕｎｋ＞ｂｒａｎｃｈ＞ｌｅａｆ，ｍｅａｎ ｃａｒｂｏｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｇ－ｋ９１，ｔｈｅ
ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ
1980—2005年大兴安岭森林火灾灌木,草本和地被物烟气释放量的估算
第!"卷第#期$%#%年#月林业科学&’()*+(,&(-.,)&(*(’,)./01!"，*/1#2345，$%#%#67%—$%%8年大兴安岭森林火灾灌木、草本和地被物烟气释放量的估算!郭福涛9胡海清9彭徐剑（东北林业大学林学院9哈尔滨#8%%!%）摘9要：9应用排放因子法，对大兴安岭林区#67%—$%%8年间森林火灾中不同林型下灌木、草本和地被物层气体释放量进行估算。
结果表明：大兴安岭$8年间森林火灾灌木、草本和地被物层’:$，’:，’;<=，*:，&:$的释放量分别为$81%!>#%"，81?$>#%"，%1$#>#%"，%1%6>#%"和%1$!>#%"@。
其中白桦A 落叶松林、白桦A 杜鹃林和蒙古栎A 胡枝子林是气体释放量较多的林型，约占总排放量的?%B 以上。
此外大兴安岭林区森林火灾&:$和*:的释放量可达到我国总生物质燃烧释放量的8%B 左右，其释放量与农业上备受关注的秸秆燃烧相当。
关键词：9大兴安岭；灌木；草本；地被物；排放因子中图分类号：&?"$1$999文献标识码：,999文章编号：#%%#A ?!77（$%#%）%#A %%?7A %"收稿日期：$%%7A %"A %$。
基金项目：国家科技支撑计划（$%%7C,D68C#%），林业公益性行业科研专项（$%%7%!%%$），黑龙江省科技计划（E,%6C$%#A %"）。
!胡海清为通讯作者。
!"#$%&#$’(’)*&"+",+-+&"+.)/’%01/23"，4+/3"&(.5$##+/"5&6+/’)7$))+/+(#8’/+"#96:+"$(7&;$(<’&(=’2(#&$("368’/+"#8$/+")/’%>?@A #’BAACEF/GF@3/9<F <3HIH4J9KL4J MFNH34（!"#$$%$&’$()*+(,，-$(+#).*+’$()*+(,/012)(*1+,9 3.(410#8%%!%）D3"#/&E#：9C=FOH4J @PL LQHOOH/4R3S@/T （)G ）QL@P/U ，@PHO V3VLT LO@HQ3@LU @PL J3OLO TL0L3OLU RT/Q OPTFWO ，PLTW3JLO 34U 0H@@LTO 03=LT WL@XLL4UHRRLTL4@R/TLO@@=VL H4D3;H4’34Y/F4@3H4O UFTH4J R/TLO@RHTLO RT/Q #67%@/$%%81+PL TLOF0@OP/XLU @P3@@PL 3Q/F4@O /R ’:$，’:，’5<,，*:34U &:$TL0L3OLU RT/Q OPTFWO ，PLTW3JLO 34U 0H@@LTO 03=LT XLTL $81%!>#%"，81?$>#%"，%1$#>#%"，%1%6>#%"34U %1$!>#%"@TLOVLS@HZL0=56)+7%.8%.+,8#,%%.9:.(15;<)%1011，6)+7%.8%.+,8#,%%.9=#$>$>)0>($0*1<*1134U ?7)("7*<$0;$%1".9:)*8)>1@.41"$%$(XLTL @PL Q3H4R/TLO@@=VL R/T TL0L3OH4J @PL J3OLO ，3SS/F4@H4J R/T Q/TL @P34OLZL4@=VLTSL4@/R @/@30TL0L3OL5,UUH@H/4300=，@PL 3Q/F4@/R &:$34U *:TL0L3OLU RT/Q D3;H4’34Y/F4@3H4O X/F0U Q3[L FV RHR@=VLTSL4@/R WH/Q3OO RFL0O H4’PH43，H@X3O 30Q/O@@PL O3QL IF34@H@=3O @PL ST/V TLOHUFLO @P3@3TL L;@L4OHZL0=S/4SLT4LU H43JTHSF0@FTL RHL0U5F+6G’/."：9D3;H4J ’34Y/F4@3H4O ；OPTFW ；PLTW3JL ；0H@@LT ；LQHOOH/4R3S@/T99森林火灾产生的各种痕量气体作为影响温室效应的一种重要因子，越来越受到广大学者的关注（蒋延玲等，$%%#；康惠宁等，#66"；刘国华等，$%%%；王效科等，$%%#；吴仲民等，#667；周玉荣等，$%%%）。
生态效益评价内容和评价指标筛选
生态效益评价内容和评价指标筛选王效科; 张路; 欧阳志云; 杨宁; 吴凡; 任玉芬; 王思远; 薄乖民; 蒋高明; 王玉宽; 孙玉军【期刊名称】《《生态学报》》【年(卷),期】2019(039)015【总页数】8页(P5442-5449)【关键词】生态效益; 评价内容; 指标选择【作者】王效科; 张路; 欧阳志云; 杨宁; 吴凡; 任玉芬; 王思远; 薄乖民; 蒋高明; 王玉宽; 孙玉军【作者单位】中国科学院生态环境研究中心北京100085; 中国科学院大学北京100049; 中国科学院遥感与数字地球研究所北京 100094; 西北林业调查规划设计院西安710084; 中国科学院植物研究所北京 100093; 中国科学院成都山地灾害与环境研究所成都610041; 北京林业大学北京100083【正文语种】中文尽管生态效益一词已经被国人熟知和广泛使用,但是如何科学评价生态效益还存在很多急需解决的问题。
生态效益作为人类从生态系统得到的好处,不像经济效益那样可以通过市场交易价格来定量评估。
生态效益多选择一些相关指标来评价。
但由于受生态系统、区域环境、人类活动和人类福祉需求差异等影响,不同学者选取的生态效益评价内容相差很大。
这就造成了生态效益在不同项目、不同研究和不同区域之间很难比较,严重影响了生态效益作为决策依据的客观性和科学性,特别是影响到基于生态效益的国家生态补偿政策的制定。
早在1980年,我国科学家就提出了森林生态效益的评价内容和指标,如朱济凡在“论我国林业发展的新战略问题”中就指出“森林具有调节气候、涵养水源、保持水土、制服风沙、净化大气、栖息鸟兽、保护环境、保存物种等多种功能”[1],并提到张嘉宾同志初步估算,云南省怒江州的贡山、福贡、碧江、泸水四县森林保土、保水功能的价值是森林用材、燃材功能价值的6倍。
后来,随着我国大规模的三北防护林体系、农田防护林体系、长江珠江上游和沿海防护林体系及退耕还林工程建设等,林业生态工程生态效益的评估在各地大规模开展,其中有代表性的包括：雷孝章等[2]针对林业生态工程生态效益,提出了森林生态系统稳定性维持、森林改善小气候、森林水源涵养、森林保土作用、土壤改良状况指标和区域功能特异性等6类评价内容。
内蒙古森林生态系统碳储量及其空间分布-ChinaXiv
植物生态学报 2016, 40 (3): 0–0 doi: 10.17521/cjpe.2015.1088Chinese Journal of Plant Ecology ——————————————————收稿日期Received: 2015-03-17 接受日期Accepted: 2015-10-24 * 通讯作者Author for correspondence (E-mail: huzm@)内蒙古森林生态系统碳储量及其空间分布黄晓琼1,2 辛存林1 胡中民2* 李钢铁3 张铜会4 赵 玮2 杨 浩2 张雷明2 郭 群2 岳永杰3 高润宏3 乌志颜5 闫志刚6 刘新平4 李玉强4 李胜功21西北师范大学地理与环境科学学院, 兰州 730070; 2中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; 3内蒙古农业大学生态环境学院, 呼和浩特010018; 4中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 兰州 730000; 5赤峰市林业科学研究院, 内蒙古赤峰 024000; 6内蒙古大兴安岭林业科学技术研究所, 内蒙古牙克石 022150摘 要 内蒙古森林面积居全国第一位, 林木蓄积量居第五位, 准确地估算该区域森林碳储量对于评估中国森林碳储量以及制定森林资源管理措施均具有重要意义。
该研究基于内蒙古森林资源野外样方调查和室内分析, 评估了内蒙古森林生态系统的固碳现状, 估算了内蒙古森林生态系统不同林型和不同碳库(乔木、灌木、草本、凋落物和土壤碳库)的碳密度大小, 揭示了其空间分布特征。
在此基础上估算了内蒙古森林碳储量大小及空间格局。
结果表明: 1)内蒙古森林植被层碳储量为787.8 TgC, 乔木层、凋落物层、草本层和灌木层分别占植被层总碳储量的93.5%、3.0%、2.7%和0.8%。
内蒙古森林植被层平均碳密度为40.4 t·hm –2, 其中, 乔木层、凋落物层、草本层和灌木层的碳密度分别为35.6 t·hm –2、2.9 t·hm –2、1.2 t·hm –2和0.6 t·hm –2。
中亚热带常绿阔叶林乔木层碳储量特征
中亚热带常绿阔叶林乔木层碳储量特征金彪;杨华;杨蕊;彭湃;罗佳;牛艳东;张灿明;任朝晖;曾掌权【摘要】以湖南省会同县马尾松次生林、马尾松阔叶树混交林和常绿阔叶林分类型为研究对象,探讨了生态系统随不同演替阶段进行的乔木层碳储量及空间分布特征.结果表明:不同演替阶段森林类型乔木层各器官平均有机碳含量为马尾松林>针阔混交林>常绿阔叶林的趋势.乔木层碳储量以常绿阔叶林最高,为129.34 t·hm-2,其次为针阔混交林,为95.83 t·hm-2,最小是马尾松林,为85.27 t·hm-2.各林分类型乔木层各器官碳储量为干>根>枝>叶>皮.乔木层碳储量主要集中于树干,其占乔木层碳储量比例由马尾松林向常绿阔叶林降低,而树根碳储量比例由马尾松林向常绿阔叶林增加.马尾松林、针阔混交林和常绿阔叶林20cm径级以上径级的个体占乔木层碳储量的大部分.【期刊名称】《湖南林业科技》【年(卷),期】2018(045)003【总页数】4页(P49-52)【关键词】常绿阔叶林;乔木层碳储量;中亚热带【作者】金彪;杨华;杨蕊;彭湃;罗佳;牛艳东;张灿明;任朝晖;曾掌权【作者单位】湖南省八大公山国家级自然保护区管理处, 湖南桑植 427100;湖北省襄阳市保康县公共检测中心, 湖北保康 441600;湖南省林业科学院, 湖南长沙410004;湖南衡山森林生态系统定位观测研究站湖南南岳 421900;湖南省林业科学院, 湖南长沙 410004;湖南省林业科学院, 湖南长沙 410004;湖南衡山森林生态系统定位观测研究站湖南南岳 421900;湖南省林业科学院, 湖南长沙 410004;湖南衡山森林生态系统定位观测研究站湖南南岳 421900;湖南水资源研究和利用合作中心, 湖南长沙 410013;湖南双牌县五星岭国有林场, 湖南双牌 425211;湖南省林业科学院, 湖南长沙 410004;湖南衡山森林生态系统定位观测研究站湖南南岳421900【正文语种】中文【中图分类】S718.5森林生物量碳储量占陆地生物量碳储量的3/4以上[1]，一般随时间的推移而积累，到成熟林或过熟林时处于一种动态平衡[2]。
哀牢山亚热带常绿阔叶林乔木碳储量及固碳增量(1)
生态学杂志Chinese Journal o f Eco l ogy2010,29(6):1047-1053哀牢山亚热带常绿阔叶林乔木碳储量及固碳增量*张鹏超1,4张一平1,2,3**杨国平1,2,3郑征1,2,3刘玉洪1,2,3谭正洪1,4(1中国科学院热带森林生态学重点实验室(西双版纳热带植物园),云南勐仑666303;2中国科学院哀牢山亚热带森林生态系统研究站,云南景东676209;3云南哀牢山森林生态系统国家野外科学观测研究站,云南景东676209;4中国科学院研究生院,北京100049)摘要为了解哀牢山亚热带常绿阔叶林的乔木碳储量及其固碳增量,利用2005和2008年的植被调查数据,对哀牢山3种主要常绿阔叶林的乔木碳储量及其固碳增量进行了分析。
结果表明:原生的中山湿性常绿阔叶林、滇山杨次生林和旱冬瓜次生林的乔木碳储量分别为257190、222195和105139t C#hm-2;中山湿性常绿阔叶林乔木碳储量主要存储在DB H\91c m的乔木中(34168%);而次生林的乔木碳储量主要分布在径级21c m[DBH<41c m的乔木中(滇山杨林77129%;旱冬瓜林69128%)。
由此可见,哀牢山地区原生的中山湿性常绿阔叶林乔木层在碳蓄积方面占主导优势。
哀牢山亚热带常绿阔叶林的3个森林类型乔木层均具有固碳增量,即使是原生的中山湿性常绿阔叶林,其乔木层年平均固碳增量也达2147t C#hm-2#a-1;次生林乔木层的年平均固碳增量约为原生林的2倍,显示了哀牢山亚热带常绿阔叶林乔木层具有较强的碳汇增量。
初步估算,哀牢山亚热带常绿阔叶林林区内每年乔木固碳增量为8152@104t C#a-1。
关键词亚热带常绿阔叶林;生物量;碳储量;哀牢山中图分类号S71815,Q94811文献标识码A文章编号1000-4890(2010)6-1047-07Carbon st orage and se questration of tree layer in subtropical evergreen broadleaf forestsi n A ilao M ountain of Yunnan.Z HANG Peng-chao1,4,Z HANG Y-i ping1,2,3,YANG Guo-pi n g1,2,3,Z H E NG Zheng1,2,3,LIU Yu-hong1,2,3,TAN Zheng-hong1,4(1K ey Laboratory of Trop i-cal Forest Ecology,X is huangbanna T rop ical Bo t a nical Gar den,Chinese A cade my of Sciences,M eng lun666303,Yunnan,Ch ina;2A ilaoshan S tation for Subtrop ical Forest E cos y ste m S tudies,J ingdong676209,Yunnan,China;3N ational F orest E cos y ste m R esearch S tation at A ilaoshan,J ingdong676209,Yunnan,China;4G raduate Universit y of ChineseA cade my of Sciences,B eijing100049,China).Chinese J ournal of E colo gy,2010,29(6):1047-1053.Abst ract:In order to understand the tree layer carbon storage and sequestration in the subtrop-ica l ever g reen broadleaf forests i n A ilao M ounta i n,an analysisw as m ade on the tree layer car bonsto rage and sequestrati o n i n t h ree do m i n ant fo rests in the M ounta i n,based on the field surveys i n2005and2008.The tree layer carbon storage i n the pri m ary ever g reen broadlea f fores,t seconda-ry P opulus bonatii f o res,t and secondary Alnus nepalensis f o rest i n the M ountain w as257190,222195,and105139tC#hm-2,respectively.The tree layer car bon storage of the pri m ary ever-green br oad leaf forestw asm a i n l y contri b uted by the trees w ith DB H\91c m(34168%),wh ilethat of the t w o secondary forests w as m ainly contri b uted by the trees w ith DB H fro m21c m to41c m(77129%for P.bonatii secondary fores,t and69128%for A.nepalensis secondary forest),suggesting that the tree layer o f pri m ary evergreen broad l e af fo rest played an i m portant ro le i n thecarbon storage in A ilao M ountain.The tree layers o f the t h ree forests all had the capab ility of car-bon sequestration.The m ean annua l i n cre m ent of tree layer carbon sequestration i n pri m ary ever-green broadleaf forestw as2147tC#hm-2#a-1,and that in the t w o secondar y forestsw as about *国家重点基础研究发展计划项目(2010CB833501)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-Q1-05-04)、国家自然科学基金项目(40571163)和国家重点基础研究发展计划资助项目(2003CB415101)。
森林在全球碳循环中的作用
森林在全球碳循环中的作用
森林生态系统在碳循环中的作用从人类认识到温室气体尤其是二氧化碳浓度的升高会使全球气温变暖，从而带来一系列严重生态环境问题时，就展开了对碳素循环的研究。
而森林生态系统作为吸收二氧化碳释放氧气的一个大碳汇，在碳循环中起着非常重要的作用。
全球森林面积为41.61亿公顷，其中热带、温带、寒带分别占32.9%、24.9%和42.1%。
全球陆地生态系统地上部的碳为562Gt，森林生态系统地上部的含碳量为483Gt，占了86%。
全球陆地生态系统地下部含碳量为1 272Gt，而森林地下部含碳约927Gt，占整个世界土壤含碳量的73%。
森林生态系统在碳循环中的作用主要取决于以下几个方面：
生物量
森林生态系统的生物量贮存着大量的碳素，如按植物生物量的含碳量为45%～50%计，那么整个森林生态系统的生物量将近一半是碳素含量。
森林的生物量与其成长阶段的关系zui为密切，一般森林据其年龄可分为幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林/过熟林，其中碳的累积速度在中龄林生态系统中zui大，而成熟林/过熟林，其中碳的累积速度在中龄林生态系统中zui大，而成熟林/过熟林由于其生物量基本停止增长，其碳素的吸收与释放基本平衡。
从森林的年龄结构来估算吸收碳素的潜力是决定森林生态系统碳汇功能的一个主要方面。
我国森林的结构以幼龄林、中龄林居多，因此我国森林生态系统中植物固定大气碳的潜力很大。
据王效科等估算，我国森林生态系统潜在的植物总碳贮量为8.41Pg，现有的实际碳贮存总量只是潜在的植物总碳贮量的44.3%。
因此，如果我国的森林生态系统得到切实有效的保护，那么它将是中国一个重要的碳汇。
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王效科等 : 中国森林生态系统中植物固定大气碳的潜力 森林生态系统类型乔木层的碳贮 存密度 ( P c , M g C ha
- 1
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D 是树干密度 [ 8] , R 是树干生物量 占乔木层 生物 量的 比例 , C c 是植 物中碳 含量 ( 该值 在不同植 物 间变化不大 , 为简便起见 , 常 采用 0 45[ 9] ) 。 然后 再根 据乔木层生 物量与总生 物量的比 值 , 估 算出 各森 林 类型 的 单 位面 积 总 生 物质 碳 贮 量 。 在这
29. 39 28. 88 22. 00 38. 29 52. 46 61. 27 81. 30 15. 59
* 本研究得到 国家基金 委重大项目 ( 9390011) 和 中 国科学院重大项目 ( K Z951- B1- 208) 资助。 作者简介 : 王效科 , 男 , 36 岁 , 博 士 , 副研究员。 主要 研究领域涉及农林业生 态系统、 大气污染 对生态系 统的 影响、 森林生态系统的 生物量、 生 产力和碳 循环、 地 理信 息系统在自然保护区的应用等。专著 ( 合作 ) 2 部。
)。 Pc = V D R Cc ( 1)
式中 , V 是某一森林 类型的单位面 积森林 蓄积量 ( 来源于林业部第三次全 国森 林普查 资料 汇编 ) ,
Tab. 1 森林类型 红松 冷杉 云杉 铁杉 柏木 落叶松 樟子松 赤松 黑松 油松 华山松 油杉 马尾松 云南松 思茅松 高山松 杉木 柳杉 水杉 针叶混 针阔混 水胡黄 樟树 楠木 栎类 桦木 硬阔类 椴树类 檫树 桉树 木麻黄 杨树 桐类 软阔类 杂木 阔叶混 热带林 合计 幼龄林 11. 99 22. 04 19. 14 145. 83 8. 59 29. 59 16. 46 6. 25 7. 21 4. 05 3. 67 7. 95 5. 37 15. 73 23. 46 36. 25 3. 08 0. 99 2. 50 17. 57 13. 59 19. 48 13. 33 23. 93 11. 73 18. 33 16. 95 25. 00 2. 78 3. 47 6. 52 5. 69 5. 05 20. 08 17. 13 30. 87
表 1 中国森林生态系统实际和潜在的植物碳贮存量 The actual an d pot ent ial carbon st orage in forest ecosyst ems of China 碳贮存密度 ( M g ha - 1 ) 中龄林 39. 72 73. 15 53. 88 113. 30 22. 82 37. 84 39. 54 14. 52 19. 23 17. 68 18. 57 22. 48 16. 44 22. 91 36. 86 35. 54 9. 77 15. 63 21. 43 33. 53 46. 44 47. 11 29. 07 25. 00 60. 21 31. 40 50. 55 33. 75 6. 25 12. 36 13. 54 20. 22 17. 65 19. 48 57. 76 36. 83 82. 95 近熟林 61. 36 104. 61 73. 32 93. 47 45. 87 73. 52 52. 86 16. 67 28. 55 25. 28 16. 93 22. 48 23. 77 28. 68 33. 11 18. 52 39. 06 46. 47 58. 00 61. 01 43. 75 33. 26 78. 76 40. 17 67. 04 55. 04 6. 25 19. 44 68. 06 25. 20 12. 50 29. 78 64. 18 46. 51 110. 83 成熟林 90. 51 137. 35 102. 49 99. 42 14. 15 66. 39 44. 98 过熟林 102. 87 126. 81 106. 83 133. 84 54. 57 80. 82 52. 86* 16. 67* 19. 23* 48. 23 73. 04 45. 63 62. 44 94. 11 61. 67* 71. 13 31. 33 39. 06* 21. 43* 131. 96 116. 48 96. 67 79. 17* 140. 63 125. 93 47. 52 118. 75 104. 94 25. 00* 20. 83* 68. 06 58. 27 35. 94 84. 46 93. 22 79. 65 287. 50 碳贮量 ( T g) 实际的 28. 38 314. 43 330. 17 25. 51 27. 25 450. 18 15. 50 0. 12 0. 21 20. 41 9. 46 3. 52 138. 58 110. 73 24. 97 58. 34 63. 69 0. 33 0. 08 29. 83 76. 69 18. 08 1. 56 2. 89 835. 94 233. 92 192. 96 21. 52 0. 12 1. 89 2. 11 100. 96 0. 65 94. 13 31. 58 429. 77 28. 04 3724. 50 潜在的 64. 61 337. 49 410. 96 30. 58 103. 98 758. 74 26. 79 0. 15 0. 48 99. 42 37. 91 9. 12 812. 25 353. 73 41. 73 66. 51 240. 71 1. 56 0. 23 93. 10 180. 84 37. 35 4. 82 10. 65 1953. 88 405. 86 549. 58 46. 73 0. 24 6. 08 6. 86 317. 85 1. 92 301. 10 66. 29 925. 14 109. 71 8414. 95 实际占潜 在碳贮量的 % 43. 93 93. 17 80. 34 83. 42 26. 21 59. 33 57. 86 80. 00 43. 75 20. 53 24. 95 38. 60 17. 06 31. 30 59. 84 87. 72 26. 46 21. 15 34. 78 32. 04 42. 41 48. 41 32. 37 27. 14 42. 78 57. 64 35. 11 46. 05 50. 00 31. 09 30. 76 31. 76 33. 85 31. 26 47. 64 46. 45 25. 56 44. 26
[ 7]
1
在引起 全球温室效 应的痕量 气体 中 , 尤 以含 C 气体 的作 用最 为 显著。 CO2 和 CH 4 两 种 含碳 气体的贡献将达到 75% [ 1] 。而且 , 在大 气中这两 种气体的浓 度正 在 不断 增加 [ 2] 。为 了弄 清 大气 中这些含碳 痕量气体的 来源和归 宿 , 首 先应该搞 清楚全球主 要碳 库的 现 有贮 量及 其 潜力。 森林 是全球陆地 生态系统中 的最大有 机碳库 , 它贮有 1146 P g C, 占整 个陆 地 碳库 的 56% [ 3] 。 而 且更 重要的是 森林 生态 系统 具有 较 高的 碳贮 存 密度 ( carbon densit y, 即 与别 的土 地利 用方 式相 比 , 单 位面积内可 以 贮存 更 多量 的 有机 碳 ) 。据 研 究 , 森林 生态 系统 中 的平 均植 物 碳贮 存密 度 为 189 M g C ha1[ 3]
生态学杂志
2000, 19 ( 4) 72- 74
Chinese Journal of Ecology
中国森林生态系统中植物固定大气碳的潜力*
王效科 冯宗炜
( 中国科学院生态环境研究中心系统生态室, 北京 100080)
The Potential to Sequester Atmospheric Carbon Through Forest Ecosystems in China. Wang Xiaoke and F eng Zongwei( Dep ar tment of Sy stem Ecology , Resear ch Center f or Eco - Env ir onmental Sci ences, Chinese A cademy of Sciences , Beij ing 100080) . Chinese Jour nal of Ecology , 2000, 19 ( 4) : 72 - 74. In the field of global climate change study , scientists have paid an g reat attention to identify CO2 sources and sinks in the terrestrial ecosystems. It has been predicted that the for est ecosystems w ould become a CO2 sink because of its hug e capacity for stor ing carbon. Based on our previous study on the biomass of forest ecosystems in China, this study is to analyze the temporal change in carbon storage of forest ecosystems, and estimate the difference betw een actual and potential carbon storage o f forest ecosystems in China. It is showed that the actual carbon stor ag e is only 44. 3% of t he po tential one in the forest ecosystem o f China. Key words: forest ecosystem, carbon pools, car bon sink . 前 言 如果 这种结论正 确 , 我 们可以得出 一个令人 鼓舞 的结论。全 球 现有 的 森 林植 物 碳 贮 存量 为 359 Pg C[ 3] , 如果其只占全球森林潜在碳贮存量 的一 半 , 这样全球的森林生态系 统还可以 固定 359 Pg C, 即目前全球大气 碳库 ( 750 Pg ) 的 48% [ 6] 。假 设目前的森林碳 库饱和 需 150 年的 时间 , 即每 年 森林生态系 统平 均可 以吸 收 2 4 P g 的碳 , 该 值 大于 目 前 的 全 球 大 气 碳 的 平 衡 值 ( 1 8 Pg )