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 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var.tianshanica forest.Chi n J A ppl Ecol (应用生态学报),10(4):389～391作者简介　王效科,男,1964年生,博士,副研究员,主要从事生物物质燃烧、森林生态、C 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。

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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。

《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。

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。

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
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。