森林碳储量与碳汇功能的探讨
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森林碳汇功能
森林碳汇功能是指森林生态系统通过光合作用吸收大气中的二氧化碳并将其转化为生物质(如树木的茎、叶和根),从而减少大气中温室气体浓度的自然过程。
森林是地球上最重要的碳库之一,对于调节全球碳循环和缓解气候变化具有至关重要的作用。
以下是森林碳汇功能的几个关键点:
1. 碳储存:森林中的植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物,同时释放氧气。
这些有机物构成了森林的生物量,包括树木的干、枝、叶和根系,以及林下的灌木和草本植物。
此外,森林土壤也是一个重要的碳储存库,因为植物残体和根系的分解会将碳储存在土壤中。
2. 碳固定:森林不仅能够储存碳,还能够长期固定碳。
这意味着森林可以持续地从大气中吸收二氧化碳,只要森林得到妥善管理和保护,它们就能够持续地提供碳汇服务。
3. 碳吸存:随着树木的生长,它们会吸收越来越多的二氧化碳并将其转化为木材和其他组织。
因此,成熟的森林通常比年轻的森林具有更大的碳储存能力。
4. 碳释放:虽然森林是重要的碳汇,但在某些情况下,它们也可
能成为碳源。
例如,森林火灾、病虫害、砍伐和森林退化都会导致储存在森林中的碳释放回大气中。
为了增强森林的碳汇功能,需要采取一系列的森林管理措施,包括植树造林、森林恢复、可持续林业管理、减少森林破坏和退化等。
通过这些措施,可以提高森林的碳储存能力,从而帮助减缓全球气候变化的速度。
国际社会也认识到了森林碳汇的重要性,许多国家和组织正在通过各种项目和政策来支持森林碳汇的发展和保护。
森林生态知识:森林生态系统中的碳储量与碳排放森林是地球上重要的碳汇之一,其生态系统中的生物群落可以吸收大量的二氧化碳(CO2),将碳元素储存在树木、土壤和植被中,并通过光合作用来生长和繁殖。
但同时,森林生态系统也会受到人类活动的影响,导致碳排放增加和碳储存减少,这进一步导致全球变暖和气候变化。
因此,我们需要更深入地了解森林生态系统中碳储存和碳排放的情况,以确定森林管理和保护的最佳方法,以减缓气候变化的影响。
碳储存森林生态系统通过两种主要方式来储存碳。
第一种是通过植物的光合作用,将二氧化碳转化为生物质并储存在树木、枝干、树叶和其他植被中。
这种储存方式通常被称为生物固碳。
第二种方式是将有机碳储存在森林土壤中,通常是以有机质和碎石的形式。
这种储存方式被称为土壤碳储存。
森林生态系统树林中碳储存能力很大,通常在林冠下的土壤和植被中能够储存大量的碳。
碳排放森林生态系统中的碳排放通常是由人类活动引起的。
人类释放二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等大量温室气体,导致全球变暖。
这些气体的释放主要是由燃烧化石燃料、生产和运输产品等活动引起的。
此外,森林本身也会排放气体,如植物呼吸和土壤呼吸。
但是,对于大部分地球的地表,森林植被总的吸收二氧化碳,实际上是减少了二氧化碳的排放,净贡献在全球非常显著。
碳平衡森林生态系统的碳平衡(即碳储存和碳排放之间的平衡)直接影响全球气候变化。
如果我们能够减少碳排放并增加碳储存,就可以实现碳平衡并减缓全球气候变化。
森林改造、植树造林,保护原始森林等活动,可以帮助增加森林生态系统中的碳储量,进而减少CO2的排放。
同时,使用更清洁的能源、减少浪费等措施,可以减少二氧化碳等温室气体的排放,进一步促进碳平衡,减缓气候变化的影响。
结论综上所述,森林生态系统对全球气候变化的影响非常重要。
通过了解森林生态系统中碳储存和碳排放的情况,可以确定保护和管理森林的最佳方法。
减少人类活动对森林生态系统的干扰和改善现有经济模式是保护森林生态系统的最重要的工作。
森林经营管理对森林碳汇的影响和提高措施探析森林是地球上重要的生态资源,不仅为我们提供氧气,还能吸收二氧化碳,起到减缓气候变化的作用。
森林的管理对于碳汇的影响至关重要。
本文将从森林经营管理对森林碳汇的影响和提高措施两个方面进行探析。
1.1 森林经营管理对碳储量的影响森林经营管理对碳储量有着直接的影响。
不同的管理措施会导致森林生长速度、森林种类、林分结构等方面发生改变,进而影响到森林碳储量的增减。
过度的砍伐和不合理的种植方式会导致森林碳储量的减少,而科学的修枝修剪、合理的植被更新等管理措施则能够促进森林的生长,增加碳储量。
除了影响碳储量,森林经营管理也对碳排放产生着影响。
在采伐和燃烧森林时会释放大量的二氧化碳,导致碳排放量的增加。
在森林经营管理中,需要采取合理的采伐方式和绿色的森林建设方式,以减少二氧化碳的排放。
除了影响森林本身的碳储量和排放,森林经营管理还会影响土壤中的碳储量。
不当的土地利用、过度的施肥和化学农药的使用都会对土壤中的碳储量产生不利影响。
在森林经营管理中,需要注重保护土壤生态系统,促进土壤碳储量的增加。
二、提高措施探析2.1 科学的森林经营规划为了提高森林的碳汇能力,需要进行科学的森林经营规划。
这包括确定合适的森林种植结构、促进森林的更新和生长、优化森林开发利用方式等方面。
科学的规划能够最大程度地提高森林的碳储量,并减少碳排放的情况。
2.2 促进森林的自然生长为了增加森林的碳储量,需要促进森林的自然生长。
这包括尊重森林生态系统的自然规律,减少过度的人为干预,保护和恢复植被,避免过度的采伐等。
通过促进森林的自然生长,可以提高森林的碳汇能力。
2.3 推动生态经济发展除了森林经营管理方面的提高措施外,推动生态经济发展也是一种重要的手段。
生态经济能够使得森林资源得到更加合理的利用,促进森林资源的可持续发展,减少以牺牲森林资源为代价获取经济利益的情况,从而提高森林的碳汇能力。
2.4 加强对森林碳汇的监测和评估为了科学有效地提高森林的碳汇能力,需要加强对森林碳汇的监测和评估。
国有林场开发森林经营碳汇前景分析及问题研究李志坚1,陈刚2(1.江西省吉安市永丰县沙溪林场,江西吉安331500;2.江西省吉安市永丰县沙溪镇人民政府,江西吉安331500)摘要:近些年来,伴随着我国经济发展水平的不断提升,也出现了越来越严重的环境污染问题,因此对森林资源的开发、利用与保护的科学性研究逐渐受到了越来越多的关注与重视。
为有效解决经济发展带来的环境污染问题,我国国有林场在开发森林经营碳汇方面投入了越来越大的工作力度,同时也获取了越来越广阔的发展前景。
为此,本文将结合森林经营碳汇的相关内容,着重分析其具体的发展前景以及发展过程中存在的问题,并提出了发展碳汇林业应对气候变化、建立统一森林碳汇计量体系、提高碳汇林业科技服务水平、建立碳交易法律制度保障体系、加强宣传推进森林碳汇事业发展这几点有效解决策略,希望能够为我国国有林场开展森林碳汇研究共走提供有力的理论依据。
关键词:国有林场开发;森林经营碳汇;前景分析;问题研究中图分类号:F326.2文献标识码:A 文章编号:1005-7897(2022)14-0163-030引言现阶段,在全球气候变暖以及大气当中的二氧化碳浓度不断增加的背景之下,陆地生态结构与功能出现了极大的转变,对我们人类的正常生存和发展带来了严重威胁。
因此这方面问题逐渐受到了世界范围内越来越多国家的重视,成为国际上的一个热点问题。
我国作为森林资源十分丰富的国家,怎样开展科学合理的森林经营工作,提升森林的生态性能与固碳能力,是新时期发展过程中提高我国国际综合竞争力的关键所在,同时也是我国经济与社会发展的重要内容。
由此可见,在当前情况下,必须要进一步加强森林经营碳汇研究,做好国有林场开发森林资源过程中的保护工作,充分发挥出国有林场主导和国有森林资源的重要作用。
1森林经营碳汇概念森林经营碳汇是指借助于经营森林,提升整体森林资源质量,让森林当中的植物能够将大气中过多的二氧化碳充分吸收,而后将其固定到土壤和植被当中,降低大气当中的二氧化碳浓度,因此这属于当前最为有效的碳吸收方法。
基于遥感技术的森林生态系统监测与碳储量评估:从森林覆盖率到森林生物量,从碳汇功能到碳交易摘要森林生态系统是地球上重要的碳汇,在全球气候变化背景下,准确评估森林碳储量和监测森林碳汇功能显得尤为重要。
遥感技术作为一种高效、快速、大尺度获取森林信息的工具,在森林生态系统监测与碳储量评估中发挥着重要作用。
本文将以遥感技术为核心,阐述其在森林覆盖率、森林生物量、碳汇功能和碳交易等方面的应用。
首先,介绍遥感技术在森林覆盖率监测中的应用,包括数据源、方法和精度评估;其次,阐述遥感技术在森林生物量估算中的应用,包括生物量模型构建和验证;然后,探讨遥感技术在森林碳汇功能评估中的应用,包括碳排放量和碳吸收量的估算;最后,分析遥感技术在碳交易中的应用,包括碳排放权交易和碳汇交易。
本文将重点探讨遥感技术在森林碳储量评估和碳汇功能监测中的应用现状、面临的挑战以及未来的发展趋势,并展望其在实现全球碳中和目标中的潜在贡献。
关键词:遥感技术,森林生态系统,碳储量评估,碳汇功能,碳交易引言森林生态系统是地球上最大的陆地碳库,在全球碳循环中扮演着至关重要的角色。
森林通过光合作用吸收大气中的二氧化碳,并将其固定在生物量和土壤中,从而起到重要的碳汇作用。
随着全球气候变化日益加剧,森林碳汇功能的减弱将加剧温室效应,对全球生态环境造成严重威胁。
因此,准确评估森林碳储量和监测森林碳汇功能,对于制定有效的碳减排策略、应对气候变化具有重要意义。
传统的森林碳储量评估方法主要依赖地面调查,具有成本高、耗时长、难以大规模实施等缺点。
近年来,随着遥感技术的快速发展,特别是高分辨率遥感影像和无人机技术的应用,为森林碳储量评估提供了新的思路和手段。
遥感技术可以快速、高效地获取大范围森林信息,并进行时空动态监测,克服了传统方法的局限性,为森林碳储量评估和碳汇功能监测提供了有力支撑。
本文将围绕遥感技术在森林生态系统监测与碳储量评估中的应用展开论述,分析其在森林覆盖率监测、森林生物量估算、碳汇功能评估和碳交易等方面的优势和应用前景。
林业碳汇相关研究课题
以下是一些林业碳汇相关研究课题,供您参考:
1.林业碳汇的监测与计量技术研究:该研究课题旨在研究如何准确监测和计量森林的碳储量和碳汇能力,包括森林生长、死亡、采伐等过程中的碳动态变化,为森林碳汇交易提供科学依据。
2.林业碳汇的市场化机制研究:该研究课题旨在研究如何将森林碳汇纳入碳排放权交易市场,探索建立森林碳汇交易市场体系,包括碳信用开发、交易、认证等方面,推动森林碳汇的商业化发展。
3.林业碳汇的生态补偿机制研究:该研究课题旨在研究如何通过政府补偿、市场交易等方式,对森林碳汇的生态服务价值进行补偿,以保护和发展森林资源,同时促进地方经济发展和生态保护的良性循环。
4.林业碳汇的技术创新研究:该研究课题旨在研究如何通过技术创新,提高森林碳汇的效率和效果,包括选育高固碳能力的树种、优化森林结构、开发碳汇监测与计量技术等,以增强森林碳汇的能力和潜力。
5.林业碳汇的政策支持研究:该研究课题旨在研究如何制定有效的政策措施,支持林业碳汇的发展,包括财政资金投入、税收优惠、金融扶持等方面,以推动林业碳汇的快速发展和规模化推广。
这些研究课题涵盖了林业碳汇的监测与计量、市场化机制、生态补偿机制、技术创新和政策支持等方面,旨在推动林业碳汇的发展和保护,为应对气候变化和促进可持续发展做出贡献。
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。
红河州森林碳储量和碳汇能力监测评估项目1. 红河州森林碳储量和碳汇能力监测评估项目的背景和意义在全球气候变化和环境保护的背景下,红河州作为我国西南地区的重要生态屏障,具有丰富的森林资源和生态功能。
森林作为碳汇的关键,对于全球碳平衡和气候调节具有重要作用。
对红河州森林碳储量和碳汇能力进行监测评估,不仅有利于科学了解该地区的碳循环过程,还能为相关政策的制定和生态保护提供科学依据。
2. 碳储量监测技术及应用(1)测量方法传统的测量方法包括样地法、激光雷达扫描和地面调查等。
而随着技术的发展,遥感技术和地理信息系统的应用已成为监测碳储量的重要手段,通过卫星数据获取森林覆盖面积和高度等信息,进而计算碳储量。
(2)应用意义通过监测碳储量,可以科学评估森林的碳储量变化情况,为制定森林管理和气候变化政策提供数据支持。
还能够为森林碳交易和碳排放权交易提供准确的数据基础。
3. 碳汇能力评估方法与成果(1)评估方法碳汇能力评估是通过监测森林生长动态和碳吸收过程,结合土地使用变化的影响,来评估森林生态系统对碳的吸收和储存能力。
(2)评估成果通过对红河州森林碳汇能力的评估,可以科学评估该地区森林对气候变化的影响,为生态保护和气候变化应对提供科学依据。
4. 个人观点与理解作为森林生态系统的重要组成部分,监测评估红河州森林碳储量和碳汇能力不仅是一项科学研究,更是为了有效保护森林及其生态功能,为应对全球气候变化做出贡献。
我个人认为,这一项目的实施有助于加深我们对于森林生态系统的认识,为生态文明建设和可持续发展提供了重要的科学支撑。
总结回顾通过对红河州森林碳储量和碳汇能力监测评估项目的探讨和分析,我们不仅了解了碳储量监测技术及应用和碳汇能力评估方法与成果,同时也认识到了其在生态保护和气候变化应对中的重要意义。
期待该项目能够得到持续推进,为红河州乃至全球的生态文明建设做出更大的贡献。
致力于将这一丰富而深刻的主题呈现于这篇文章之中,希望能够为您提供全面、深刻且灵活的理解。
毛竹的森林碳储量与碳动态研究碳循环是地球生态系统中最关键的过程之一,而森林作为重要的陆地生态系统,对碳的储存和循环起着重要的作用。
毛竹作为一种常见的竹类植物,广泛分布于中国的南方地区,对其森林的碳储量和碳动态的研究具有重要的科学意义。
本文将围绕毛竹的森林碳储量和碳动态展开研究,并对相关领域中的研究进行综述。
首先,我们需要了解什么是森林碳储量。
森林碳储量是指森林生态系统中包括植物体和土壤有机质在内的碳储量总量。
研究表明,毛竹的森林碳储量较高,主要集中在其茎部和地下部分。
毛竹的茎部具有较高的碳密度,而其地下部分的根系和块茎等也储存着大量的碳。
其次,我们来看毛竹森林的碳动态。
碳动态是指碳在生态系统中的流动和转化过程。
研究发现,毛竹森林具有较快的碳吸收和固定能力,而且在生长期间维持较高的净生产力。
另一方面,毛竹的周期性疏伐和更新也会释放大量的碳。
因此,毛竹森林的碳动态是一个复杂而动态的过程,需要综合考虑森林的生长过程、采伐和更新等因素。
在研究毛竹的森林碳储量和碳动态时,我们可以运用多种方法和技术。
一种常见的方法是通过样地调查和测量,来获取毛竹森林中不同部分的碳储量。
通过对样地内的毛竹个体进行测量,可以估算茎部和地下部分的碳密度,并据此计算整个森林的碳储量。
同时,利用遥感技术可以对大范围的毛竹森林进行碳储量和碳动态的评估。
遥感技术可以获取森林的生长信息和空间分布,从而推断森林的碳状况。
在最近的研究中,科学家们对毛竹的森林碳储量和碳动态进行了一系列深入的研究。
一项研究发现,毛竹森林的碳储量主要受到森林年龄、密度和地理位置等因素的影响。
研究结果表明,随着森林年龄的增加,碳储量也呈增加的趋势。
同时,高密度的毛竹林通常具有更高的碳储量。
另外,不同地区的毛竹森林也存在一定的碳差异,这与气候和土壤条件有关。
另外,研究还发现,毛竹森林的碳动态会受到人类活动的影响。
森林的采伐和疏伐以及林地转换等人为干扰会导致碳的释放和失去。
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。
森林碳储量测算与碳汇管理研究随着全球气候变化问题的日益凸显,减少温室气体排放已成为全球关注的焦点。
而森林作为地球最重要的陆地生态系统之一,承载着巨大的生态和环境功能,其中的碳循环过程对全球气候平衡具有重要意义。
因此,准确测算森林碳储量并进行碳汇管理成为了当务之急。
一、森林碳储量的测算方法1. 火烧法:通过森林火灾后的热量释放与残余物的碳含量来测算森林火灾前碳储量的损失。
2. 树轮法:通过对树木的年轮进行观察与分析,结合气候数据等因素,计算出树木生长过程中固定的碳。
3. 土壤取样法:通过采集森林土壤样品,分析其中有机质的含量,从而推算出森林土壤中的碳储量。
4. 遥感技术:利用遥感卫星对森林进行影像扫描,通过图像的处理与分析,获取森林植被的生长信息,进而计算出其碳储量。
二、森林碳汇管理的重要性1. 气候调节:森林具有吸收二氧化碳的能力,通过碳汇管理,可以增加森林的碳储量,减少大气中的温室气体,从而调节气候。
2. 生态平衡:森林是地球上最重要的生态系统之一,维持着生物多样性和生态平衡,合理的碳汇管理有助于保护和恢复森林生态系统的健康。
3. 可持续发展:通过森林碳汇管理,可以为森林资源提供经济价值,并促进可持续发展,如碳交易和碳抵消项目等。
三、森林碳汇管理的挑战和对策1. 数据采集与处理:森林碳储量测算需要大量的数据支持,包括森林类型、林木信息、土壤质量等,如何采集和整理这些数据是一个挑战。
应利用现代技术手段,如人工智能和大数据分析,提高数据收集和处理的效率。
2. 碳汇监测与验证:对于森林碳汇管理项目的监测与验证是十分重要的,确保其真实性和有效性。
建立科学的监测体系和标准,加强对各类碳汇项目的监管与评估。
3. 资金支持与政策导向:碳汇管理是一项复杂而长期的工作,需要政府和相关机构的支持和引导。
建立完善的资金机制和政策体系,提供资金支持和政策导向,推动森林碳汇管理工作的推进。
四、森林碳汇管理的实践与案例分析1. 森林碳汇管理工程:通过森林经营管理、生态恢复和碳排放抵消等方式,提高森林的碳储量,实现碳汇管理的目标。
森林碳汇研究的计量方法及研究现状综述一、本文概述随着全球气候变化的日益严重,森林作为地球上最大的碳汇之一,其在减缓气候变化中的作用日益受到关注。
森林碳汇研究,作为生态学和气候学的重要交叉领域,旨在深入理解森林生态系统对碳的吸收、储存和释放过程,以及这些过程如何受到环境和管理措施的影响。
本文旨在对森林碳汇研究的计量方法及其研究现状进行综述,以期为未来的研究提供参考和借鉴。
本文将介绍森林碳汇的基本概念和研究的重要性,阐述森林碳汇计量方法的发展历程和现状。
在此基础上,本文将重点分析现有的森林碳汇计量方法,包括直接计量法和间接计量法,以及这些方法的优缺点和适用范围。
同时,本文还将关注森林碳汇研究的前沿领域和最新进展,如遥感技术的应用、模型模拟方法的改进等。
本文将综述森林碳汇研究的主要成果和结论,包括森林碳储量的估算、森林碳汇功能的评价、森林碳汇与气候变化的关系等方面。
通过对这些研究成果的梳理和分析,可以深入了解森林碳汇研究的现状和存在的问题,为进一步的研究提供思路和方向。
本文将总结森林碳汇研究的挑战和前景,探讨未来研究的发展趋势和重点。
在全球气候变化的背景下,森林碳汇研究的重要性不言而喻。
通过不断完善和创新研究方法和技术手段,深化对森林碳汇过程的理解和管理,将为全球气候治理和生态文明建设提供有力支撑。
二、森林碳汇研究的计量方法森林碳汇的计量是评估森林生态系统碳吸收和储存能力的重要手段,其方法主要包括直接测量法和模型估算法。
直接测量法是通过实地测量森林生态系统中各组分(如树木、土壤、凋落物等)的碳含量,进而计算整个生态系统的碳汇量。
这种方法虽然准确度高,但工作量大,且受地域、气候等条件限制,难以在大范围内实施。
模型估算法则是利用数学模型,结合遥感、GIS等技术手段,对森林碳汇进行估算。
这种方法具有操作简便、适用范围广等优点,因此在森林碳汇研究中得到了广泛应用。
目前,国内外已经建立了多种森林碳汇估算模型,如生物量转换模型、蓄积量转换模型、遥感估算模型等。
森林生态体系的碳储量自工业革命以来,大气中温室气体含量的增加是不争的事实,到2005年,大气中CO2的浓度已经由工业革命前的280mg/kg升到379mg/kg,2005年大气二氧化碳的浓度值已经远远超出了根据冰芯记录得到的65万年以来浓度的自然变化范围(180~330mg/kg),最近100年(1906——2005年)来,全球地表温度已上升了0.74℃。
温室效应导致的气候变化将对农牧业生产、水资源、海岸带资源环境、森林生态系统、人体安康和各地区社会经济产生重大影响,威胁着人类生存[1]。
1森林生态系统碳储量研究的背景与意义随着气候变化的研究越来越受到国际上广阔学者的重视,森林生态系统碳储量的研究成为近年来国际上研究的热点,森林不仅具有调节区域生态环境的功能,而且在全球碳平衡中起着巨大的作用,森林作为陆地生态系统的主体,储存了10000亿t有机碳,占整个陆地生态系统的2/3以上[2]。
森林通过光合作用将大气中的二氧化碳以有机物的形式固定到植物体和土壤中,在一定时期内起到减少温室气体积累的作用,因此在温室气体减排中扮演着重要的角色。
森林碳汇也在国际气候变化谈判中得到广泛重视,巴厘岛国际气候变化大会开场把森林问题作为一个主题纳入气候谈判,《京都议定书》规定的4种温室气体的减排方式中,2种与森林有直接的关系,以"净排放量"计算温室气体的排放量,即从本国实际排放量中扣除森林所固定的局部和通过采用绿色开发机制(CDM)来减排,清洁开展机制(CDM)的造林、再造林工程和森林管理等活动允许兴旺国家可以通过在开展中国家实施林业碳汇工程来抵消其温室气体的排放量。
所有这些工作必须建立在量化森林碳储量的工作根底之上,通过量化森林碳储量来评价不同类型的森林在陆地生态系统的固碳能力,为碳循环的研究和森林的可持续开展和土地利用提供相关数据依据,关注量化森林碳储量从理论和实践上都具有重要的意义。
气候变化问题日益受到关注,引起了碳循环研究的兴起,近些年,大量学者投入到碳储量的研究队伍,研究范围既有区域性小斑块和生态系统,也涉及森林群落。
西北植物学报Κ2005Κ25;4ΓΠ835—843A ctaB ot.B orea l.-O cciden t.S in.文章编号Π100024025;2005Γ0420835209我国森林生态系统碳储量和碳平衡的研究方法及进展Ξ刘 华Κ雷瑞德;西北农林科技大学资源环境学院Κ陕西杨陵712100Γ摘 要Π森林在全球碳循环中起着十分重要的作用Λ从现存生物量的角度出发Κ综述了我国森林生态系统碳储量和碳平衡研究采用的主要方法及手段Κ以及在该领域的研究现状Κ并从实际情况出发探讨我国未来研究的发展趋势和亟待解决的一些问题Λ关键词Π碳储量Μ碳平衡Μ森林生态系统中图分类号ΠS718.55+4 文献标识码ΠAResearch M ethods and Advances of Carbon Storage andBa lance i n Forest Ecosystem s of Ch i naL I U H uaΚL E I R u i2de;Co llege of R esource and Environm entΚN o rthw est Sci2T ech U niversity of A griculture and Fo restryΚYanglingΚShaanxi712100ΚCh inaΓAbstractΠFo rests p lay a very i m po rtan t ro le in global carbon cycle.In ligh t of ex tan t b i om assesΚthe paper summ arizes m ajo r research m ethods and m easu res adop ted in studying carbon sto rage and balance in fo rest eco system s of Ch inaΚand research trends in these fields as w ell as p ractically discu ssing developm en tal tendencies and som e u rgen t p rob lem s in the fu tu re researches of the fields in ter m s of the realities of Ch ina.Key wordsΠcarbon sto rageΜcarbon balanceΜfo rest eco system 森林生态系统是陆地生态系统的主体Κ它不仅具有改善和维护区域生态环境的功能Κ而且在全球碳平衡中起着巨大的作用Λ这是因为它储存了陆地生物圈有机碳地上部分的76%~98%[1Κ2]和地下部分的40%[3]Λ碳平衡的研究是在全球气候变暖的大背景下应运而生的研究热点ΚCO2作为一种主要的温室气体Κ也首当其冲成为关注的焦点Λ碳是生命物质中的主要元素之一Κ是有机质的重要组成部分Λ与其它陆地生态系统相比Κ森林生态系统具有较高的生产力Κ每年固定的碳约占整个陆地生态系统的2 3[4]Κ成为生物圈中对地球初级生产的最大贡献者Λ我国的森林覆盖面积由1998年的13.92%[5]增加到2004年的16.55%Κ随着植树造林步伐的加快和森林经营管理水平的提高Κ预计到2010年我国的森林覆盖率将会达到20.3%Κ到2050提高到26%[6]Λ因此Κ有关森林生态系统碳储量和碳平衡的研究越来越受到重视Κ相关的工作已做了很Ξ收稿日期Π2004207204Μ修改稿收到日期Π2004210218基金项目Π国家林业局:十五Φ重点项目;200124Γ作者简介Π刘 华;1976-ΓΚ女;蒙古族ΓΚ博士研究生Κ主要从事生态系统结构与功能、森林碳通量及景观生态学方面的研究Λ多[1Κ7~22]Κ积累了一定的研究方法Λ归结起来Κ主要分两大类Π一类是利用微气象原理和技术测定CO2通量的方法Λ国外在20世纪80年代开始使用此方法Κ建立了150多个观测站Μ为了使我国在这方面的研究与国际接轨Κ中国科学院[23]于2002年正式启动了中国陆地生态系统碳通量观测项目Κ在长白山、千烟洲、鼎湖山和西双版纳设立了4个典型森林生态系统CO2通量定位观测站[24Κ25]Κ具体测定原理见文献[24~27]Λ另一类是与生物量紧密相关的反映碳累积量的现存生物量清查方法Λ我国有许多专家和学者对该系统进行了研究Κ但由于所研究的群落、林分以及所选尺度的大小不同Κ对碳储量和碳平衡估算的结果也有一定的差异Λ因此Κ本文着重就与生物量相关的森林生态系统的碳储量和碳平衡研究方法进行归纳整理Λ1 资料的收集与整理以蓄积量和生物量为主要调查因子的森林资源连续清查资料、样地调查资料是森林资源数据收集和整理的主要来源Λ研究表明Κ某一森林类型的生物量与其本身的生物学特性;蓄积量、林龄等Γ有着密切的联系[28]Λ在我国Κ林业调查分国家森林资源清查;又称一类清查Γ、规划设计调查;又称二类清查Γ和作业设计调查三大类Λ自建国以来Κ分别于1950~1962年、1973~1976年;第一次全国森林资源清查Γ、1977~1981年;第二次全国森林资源清查Γ、1984~1988年;第三次全国森林资源清查Γ、1989~1993年;第四次全国森林资源清查Γ和1994~1998年;第五次全国森林资源清查Γ6个时段已进行了全国范围的森林资源清查和复查工作Κ取得了包括人工林和天然林在内的大量的森林资源资料Λ而且Κ森林清查的对象是从幼小到成熟林木的几乎所有的森林类型Λ具有分布范围广Κ测量因子易获得和时间连续性强的优点Λ2 森林生态系统碳储量和碳平衡的研究过程与方法 基于生物量的森林生态系统碳储量的估算是利用生物量和干物质中碳含量的乘积得来的Κ是由植被;包括树木和非乔木Γ、枯落物和土壤三部分组成Κ其大小决定于植被类型、林分面积、立地条件、自然环境等方面Λ其碳平衡过程主要是植物从大气中吸收CO2Κ通过光合作用将CO2转化为有机化合物并固定在各器官如叶、干、枝、根和繁殖器官上Κ用于生物呼吸以维持树木生长、林龄增长等生命活动Κ同时树木死亡、自然凋落物和土壤碳分解也是释放CO2的主要途径[22]Λ2.1 森林生态系统碳储量的研究目前Κ我国对森林碳储量的估计Κ无论在森林群落或森林生态系统尺度上还是在区域、国家尺度上Κ普遍采用的方法是通过直接或间接测定森林植被的生产量与生物现存量再乘以生物量中碳元素的含量推算而得Λ因此Κ森林群落的生物量及其组成树种的含碳率是研究森林碳储量的关键因子[29]Λ我国森林生物量最早的测定是由潘维俦、冯宗炜、李文华等于20世纪70年代末80年代初[30Κ31]开始进行的Λ现已报道的相关研究资料比较丰富Κ但由于不同的研究者所选的研究地点、森林类型、研究尺度大小以及生物量测定方法的不同Κ使得碳储量的估算方法和结果也有一定的差异Λ具体研究方法见表1和表2Λ碳含量的数值大小也是引起碳储量估算差异不容忽视的因素Λ由于植物既有低碳组织Κ又有高碳组织Κ国际上常用的树木碳含量值为0.45~0.50[32]Λ而对某些森林群落组成树种的碳含量的直接测定也有报道[12Κ29Κ33~35];表3ΓΛ2.2 森林生态系统碳平衡的研究方法森林生态系统碳平衡包括碳输入和碳输出两个过程Λ碳的输入主要是植被对CO2的固定Κ碳的输出包括群落呼吸作用、凋落物和土壤碳的分解作用释放CO2的过程Λ森林生态系统碳循环过程如图1所示Λ图1 森林生态系统碳循环过程F ig.1 Carbon cycle in fo rest eco system s638西 北 植 物 学 报25卷表1 森林生态系统生物量的研究方法T able1 M ethods in bi om ass researches of fo rest eco system s生物量B i om ass研究方法及来源R esearch m ethod and o rigin森林类型Fo rest type特点Feature地上部分平均生物量法皆伐法[34Κ36]青海云杉、刺槐、水杉、柳杉、热带山地雨林、测定精度高Κ需要大量的时间和人力Κ对森林的破坏性大Λ在热带地区森林生物量的测定中可以取得客观的数据Λ相对生长法[37~40]杉木、马尾松、兴安落叶松、青冈、长白山温带森林、暖温带针叶林、西南硬叶常绿阔叶林、天山云杉、峨嵋冷杉利用林木易测因子来推算难于测定的林木生物量Κ从而减少测定生物量的外业工作Λ可以进行大尺度森林生物量的估算Λ对估计同类林分的生物量Κ有一定的精度Λ但是由于实测资料较少Κ而且在进行实地测量时Κ又往往选择林分生长较好的地段为样地Κ其生物量都较高Κ从而使得平均生物量偏大[16]Λ材积源生物量法[41]热带山地雨林是推算大尺度森林生物量的简易方法Κ但不能精确估算Λ生物量转换因子连续函数法[9Κ17Κ30Κ42]杉木、马尾松、云南松、华山松、落叶松、红杉、云杉、冷杉、油松、柏木、柳杉、铁杉、水杉、桦木、椴、栎、热带林、常绿阔叶林、桉树、阔叶混交林、杂木、疏林及灌木、兴安落叶松克服了材积源方法的不足Κ也弥补了平均生物量法所带来的人为的差异Μ实现了由样地调查向区域推算的尺度转换Κ可以对区域尺度的森林生物量进行估算Λ由于样本数少Κ对桦木、栎类、桉树等建立的生物量与蓄积量的线形关系还存在争议[43]Λ基于此ΚZHOU等克服了样本容量小的缺点Κ建立了兴安落叶松生物量与蓄积量的双曲线模型Κ但不能确定是否适合其它类型的森林生物量的估算[44]Λ枯落物网袋法[48Κ49]平衡法[50]青海云杉、山地雨林、常绿阔叶林、红松林、峨嵋冷杉等黄土高原刺槐林是目前枯落物实测的唯一较好的方法Κ其准确性易受主观和客观因素的影响Κ且费时费力Λ利用林分类型的生物量模型进行推算Κ可反映历史水平Κ弥补了网袋法的不足Λ根系挖掘法 收获法[34]钻土芯法[15Κ48Κ51]挖掘法结合取土柱法[36]青海云杉、红松、冷杉等阔叶红松林、云冷杉林、岳桦林刺槐、水杉、柳杉这是最常用、古老的测定根系生物量的方法Κ测定方法及所需工具简单Κ需要大量人力Κ测定结果在某种程度上比较精确Κ但很难进行时间动态的跟踪[52]Λ该方法是目前用得最为普遍的一种方法Κ主要适用于对细根的研究Κ对根的分枝格局及粗根的生物量测定误差较大Κ但结果的可信度较高[52]Λ根据研究的实际情况Κ合理结合上述两种方法表2 森林生态系统碳储量的研究方法T able2 R esearch m ethods of carbon sto rages of fo rest eco system s计算公式Fo r m ula碳含量C content研究尺度范围R esearch item文献来源O rigin of references生物量×碳含量0.45~0.50植被、凋落物、根系[7Κ11]生物量×碳含量燃烧法测定C含量加权后的系数植被、凋落物、根系[10Κ45]T c=;aV+bΓ・Cc0.50植被[9Κ17Κ30] T c=B t×Cc0.50植被[53]T c=V・D・SB・BT・;1+TDΓ・Cc0.45森林群落;包括林下植被Γ[1] T c=V・B’・Cc0.45植被[46] Sc=D s・H・C・Cc・S0.58土壤[47]注ΠT cΠ森林群落;包括林下植被Γ碳储量ΜaΚbΠ常数ΜVΠ森林类型或省市的森林蓄积量;m3ΓΜB tΠ森林植被的宗生物量ΜCcΠ植被、凋落物、根系及土壤中C含量值ΜDΠ树干密度;m g・m-3ΓΜSBΠ各龄级各森林类型的林木树干与乔木层生物量的比值ΜBTΠ乔木层和群落生物量的比值ΜT cΠ森林植被碳储量ΜB’Π增加单位蓄积量时Κ某森林类型生物量的平均增加值ΜScΠ土壤碳储量ΜD sΠ土壤容重ΜHΠ采样深度ΜCΠ土壤有机质百分含量ΜSΠ面积Λ表3 不同森林类型的平均碳含量及测定方法T able3 Carbon content and deter m inati on m ethods of different types of fo rests in Ch ina森林类型Fo rest type平均碳含量M ean content of C测定方法D eter m inati on m ethod文献来源O rigin of references辽东栎Q uercus liaotung ensis0.4761干烧法[29]白桦B etu la p laty p hy lla0.5008干烧法[29]山杨P op u lus d av id iana0.4859干烧法[29]油松P inus tabu laef orm is0.5030干烧法[29]侧柏P la ty clad us orientalis0.5030干烧法[29]华北落叶松L arix p rincip is2rup p rech tii0.5097干烧法[29]红皮云杉P icea kora iensis0.5111干烧法[29]青海云杉P.crassif olia0.5212重铬酸钾硫酸氧化法[34]栎林Q uercus fo rest0.4991重铬酸钾硫酸氧化法[21]杉木Cunning ham ia lanceola ta0.4930重铬酸钾硫酸氧化法[21]火炬松P inus tead a0.5448重铬酸钾硫酸氧化法[21]热带山地雨林原始林T rop.M nd p ri m ary rain fo rest0.5487重铬酸钾2硫酸氧化湿烧法[12]热带山地雨林更新林T rop.M nd regenerative rain fo rest0.5198重铬酸钾2硫酸氧化湿烧法[12]马尾松P inus m assoniana0.5446重铬酸钾外加热法[36]刺槐R obin ia p seud oacacia0.42-[46]杨类P op u lus sp.0.51-[46]7384期刘 华Κ等Π我国森林生态系统碳储量和碳平衡的研究方法及进展2.2.1 森林碳的固定 大气中能进行全球循环的CO2气体与绿色植物的光合作用能力是森林固碳的两个基本前提Λ碳的积累作用并不是线性的Λ早期的碳积累作用较快Κ随着树木逐渐趋于成熟Κ固碳速度也将有所下降Κ直到树木的年呼吸速率与年碳吸收相等时为止[54]Λ因此Κ通过测定树木净光合作用速率和叶面积指数Κ根据植物种群结构参数Κ可以推算出林地光合作用固定的C量[59]Λ净光合速率和叶面积指数的测定现在普遍使用的仪器是便携式CO2分析仪Λ此外Κ还可以利用森林资源清查资料所获得的林地生物量的变化计算C的积累Λ2.2.2 群落的呼吸作用 森林群落的呼吸量的测定中因累加法最便于操作而被广泛使用Λ具体方法是将林木伐倒后Κ分别对不同器官和同一器官的不同直径部位;对非同化器官而言ΓΚ利用碱;KOHΓ吸收法进行呼吸的测定Κ然后累加[56Κ57]Λ另一种方法是利用非同化器官的直径级与长度的关系Κ确立呼吸速率与直径间的数量关系Κ推导出林木呼吸速率的计算模型[56]Λ目前Κ利用便携式红外CO2分析仪Κ测定树木各器官不同部位的呼吸速率Κ并通过建立各器官大小与呼吸速率之间的关系Κ推算单株总体的呼吸速率以及整个群落的呼吸消耗量是普遍采用的方法[55]Λ2.2.3 凋落物和土壤碳的释放 常用的测定方法是用密闭碱液吸收法[57]Λ近年来Κ利用红外CO2气体分析仪进行测定也是比较普遍采用的方法之一[58]Λ对于大尺度的研究Κ可以通过建立数学模型推算土壤的呼吸值Λ杨昕等[83]利用实测资料建立了一套直接计算土壤呼吸的公式ΚRR=N PP CΚ其中RRΠ土壤异氧呼吸量ΚN PPΠ植被的净初级生产力ΚCΠ土壤碳密度Λ在实验条件如试验仪器不足的情况下采用某些可测定的指标Κ建立其与土壤呼吸间的定量关系Κ如A T P含量Κ也不失为一种好的研究方法Λ3 我国森林生态系统碳储量和碳平衡研究状况及存在的问题 森林是陆地生态系统的主体Λ在1997年京都会议以后Κ如何精确定量评估森林作为温室效应气体CO2的吸收源和库的作用Κ及如何准确阐明森林作为CO2吸收源的问题已不仅是全球生态学领域迫切需要解决的科学问题Κ同时也成为满足京都议定书制定的CO2排放目标的迫切需要Λ中国的森林主要分布于中纬度或温带及亚热带地区Κ寒温带及热带较少Λ其中Κ人工林居世界第一Κ已成林的人工林面积约3425万hm2[54]Κ其中80%以上为中、幼林和近熟林[53]Κ因此我国森林生态系统在全球碳循环中作用是不容忽视的Λ目前Κ我国对有关森林生态系统碳循环的研究还处于初级阶段Κ但许多学者在这方面作出了非常有意义的工作Λ方精云等[9]基于中国近50年来森林资源清查资料对中国森林植被地上部分碳库及时空变化作了大尺度的研究探讨Λ指出在20世纪80年代之前Κ由于人口增加、经济发展引起森林资源大规模地开发利用是造成中国森林生物碳储量较大幅度的下降的主要原因Μ此后Κ由于人工林面积的迅速扩大Κ森林碳储量又开始回升Λ据此推算Κ最近20年来Κ中国森林碳的平均累积量为0.021Pg C aΚ起到了碳汇的作用ΛStreets等[60]研究指出Κ中国森林对大气CO2的净吸收已从1990年的0.098Pg C a升高到2000年的0.112Pg C aΛ王效科等[1Κ61]以各林龄级森林类型为统计单元Κ得出中国森林生态系统的植物C储量为3.255~3.724PgCΜ不同龄级的森林植物碳密度差别较明显Κ且碳密度的分布与人口密度的变化呈显著负相关Κ这说明人为干扰对森林植被C密度的影响远高于气候等自然因素Λ除了上述的一些总体研究外Κ我国许多学者还对森林生态系统定位站不同森林类型的碳储量及碳平衡进行了详细研究Λ如Π李意德、吴仲民等对海南岛尖峰岭热带山地雨林的生物量测定[41]、群落生产力[45]、群落[57]、土壤和凋落物的呼吸[58]、林地土壤碳储量和CO2的排放[67]、近冠层CO2通量特征[63]、皆伐对C库的影响[12]以及生态系统碳平衡[10]等方面做了一定的研究工作Λ田大伦、项文化等利用定位观测数据Κ对会同森林定位站杉木人工林的生物量[64~66]、碳密度、碳储量及其空间分布特征[67]和碳平衡[68]等方面进行了相关的研究Λ陈存根、刘建军等对秦岭定位站油松、锐齿栎等主要森林类型的生物量和生产力[69]、土壤呼吸[70]、土壤和根系及土壤碳循环[71~73]方面做了详细的研究Λ此外Κ许多研究者自20世纪80年代初也已对长白山自然保护区中主要森林生态系统生物量[74~76]、凋落物及养分含量[77]、倒木贮量[78Κ79]、地下部分生物量及地下C贮量[15Κ35Κ80]进行了大量的调查和研究Λ在我国的许多省区也在这方面做了一定的工作Κ如山东省[46]、青藏高原[14]、海南岛[81]、湖北宜昌[82]、四川贡嘎山[40Κ59]等Λ虽然森林生态系统的研究取得了如上所述的一838西 北 植 物 学 报25卷些预期结果Κ但在基于生物量的森林碳储量的估算上Κ不同的研究结果间仍存在一定的差异Κ无法确切反映出森林生态系统的现实状况ΛFang 等[9]估算的中国森林植被碳储量为4.63Pg Κ略高于赵敏[53]等的估算值3.778Pg Κ王效科[1]等的估算结果为3.255~3.724PgC Κ低于上述两者的Κ这主要源于所采用的方法和选择的参数值有别Λ马钦彦等[29]通过对不同森林类型碳含量的研究表明Κ以0.5作为碳转换系数估算碳储量的结果优于以0.45作为转换系数的估算结果Λ更准确地估算应该是分森林类型采用不同的碳含量值Λ王绍强等[5]通过对中国森林植被碳储量的不同研究进行比较Κ认为导致植被碳储量估算出现较大差异的一个重要原因是对中国陆地生态系统自然植被类型划分上的不同引起的面积差异Λ这说明碳储量的估测还存在较多的不确定性Λ总的研究结果表明Κ我国森林碳储量主要集中于云杉林、冷杉林、落叶松林、栎类林、桦木林、硬叶阔叶林和阔叶混交林7个林分类型中[19]Λ森林生态系统的总碳库为28.12Gt Λ其中Κ土壤碳库为21.02Gt Κ占总量的74.6%Μ植被碳库为6.20Gt Κ占总量的22.2%Μ凋落物层的碳储量为0.892Gt Κ占总量的3.2%Λ森林生态系统;包括植被、凋落物、土壤Γ平均碳密度是258.83t ・hm -2Λ热带森林净固碳力是最高Κ暖温性针叶林也较高Κ可能是由于我国暖温性针叶林和热带林多为次生林Κ其中幼龄林和中龄林所占比例较大而导致的[54]Λ4 展 望中国是人口大国Κ经济发展正处于快速增长期Κ生产工业化和人民生活水平的不断提高Κ与此同时也出现了温室气体的大量排放Λ这必将会给我国自然生态系统和社会经济的长足发展带来难以承受的压力Λ基于可持续发展的战略Κ国家推出天然林保护工程、三北及长江流域防护林工程、环京津风沙源治理工程、退耕还林还草工程、野生动植物及生态区保护工程、重点地区速生丰产林基地建设工程六大生态建设工程Κ为我国生态环境建设和资源永续利用提供了良好的平台Λ由此也可见森林生态系统的研究任重而道远Λ在当前深入研究全球变化的背景下Κ森林生态系统碳平衡的研究应该在研究方法和内容上不断改进和完善Κ进而使研究结果尽最大可能真实地反映出自然状况Κ为准确预测未来提供科学依据Λ资源清查资料是基于生物量的森林生态系统碳储量和碳平衡的研究基础Κ受到研究者的普遍接受和应用Λ因此在具体的研究方法和采取的技术手段上将更为细致Κ并具有先进性Λ由于我国的森林类型复杂多样Κ有很强的地带性分布规律Λ在选择研究尺度及研究方法上应该分别对待Κ对不同地区不同的森林类型或树种应根据当地的自然生态环境选择适合的研究方法Κ得出不同地域不同森林类型的碳储量和碳密度Κ为全国或全球森林生态系统的碳循环的估测增加精确性和可信度Λ关键要在传统调查方法指标的基础上Κ增加不同植被类型中不同层次碳动态的跟踪调查和复查Λ而且一些估算模型也应由静态或经验模型向动态或过程模型转变[26]Λ随着数字化时代的发展Κ对中国森林生态系统的研究手段也在逐渐向数字化转变Κ调查技术手段向精度高、速度快、成本低和连续化的方向发展Λ借助中高分辨率的卫星数据并有机结合:3S Φ技术是未来资源清查发展的主流方向Κ因为卫星遥感具有丰富的信息和实时数据处理与传输能力Κ可以监测森林资源现状及消长变化情况Κ而且对人迹稀少、常规方法难以调查的地区;如西藏Γ更显其威力ΚGPS 可用于样地野外定位及区域边界和面积的测定Κ加之G IS 对空间属性的强大分析功能Κ这样可提高调查精度Κ又减少经费投入和劳动强度Λ比如Κ根据一些统计和样方实测数据Κ利用G IS 探讨中国森林生态系统的碳储量和碳密度的空间分布、碳循环的过程和碳平衡进行动态跟踪等等Λ这些工作为今后全面研究我国森林生态系统的碳循环以及在全球碳平衡中的地位奠定了良好的基础Λ森林生态系统是一个庞大而复杂的动态变化的系统Κ现在由于森林生态系统碳平衡研究的方法各有偏重和具有一定的局限性Λ在今后的研究中应提倡各种方法的综合运用Κ而且也倡导多学科研究人才的介入与联合Κ使研究向更高层次发展Λ参考文献Π[1] W AN G X K ;王效科ΓΚFEN G ZW ;冯宗炜ΓΚOU YAN G Z Y ;欧阳志云Γ.V egetati on carbon sto rage and density of fo rest eco system s in Ch ina [J ].Ch inese J ou rna l of A pp lied E cology ;应用生态学报ΓΚ2001Κ12;1ΓΠ13-16;in Ch inese Γ.9384期刘 华Κ等Π我国森林生态系统碳储量和碳平衡的研究方法及进展048西 北 植 物 学 报25卷[2] FAN G J Y;方精云Γ.Fo rest bi om ass carbon poo l of m iddle and h igh latitudes in the no rth hem isphere is p robably m uch s m aller thanp resent esti m ates[J].A cta P hy toecolog ica S in ica;植物生态学报ΓΚ2000Κ24;5ΓΠ635-638;in Ch ineseΓ.[3] M A I H I YΚBALDOCCH I D DΚJA RV IS P G.T he carbon balance of trop icalΚtemperate and bo real fo rests[J].P lan t Cell andE nv iro m en tΚ1999Κ22Π715-740.[4] KRAM ER P J.Carbon di oxide concentrati onΚpho to synthesisΚand dry m atter p roducti on[J].B io S cienceΚ1981Κ31Π29-33.[5] W AN G S 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森林碳汇的作用及发展对策【摘要】随着温室气体二氧化碳排放量的不断增加,全球气候的恶化进一步加剧,在这样的背景下生态环境遭到了极大地破坏,自然灾害也开始频繁发生。
森林作为地球之肺,在改善气候方面具有重要的作用。
本文就将主要以森林碳汇的作用以及发展对策为切入点,对其进行简要的介绍和分析,并对如何更好地发挥森林碳汇作用作出相应的建议。
【关键词】森林;碳汇;作用;发展对策引言碳汇是指植物通过光合作用,将大气中的温室气体二氧化碳吸收,并以生物量的形式储存在植物体内和土壤中,以此降低二氧化碳气体在大气中的浓度的过程。
森林碳汇实质的意义就是通过森林活动来减少大气中二氧化碳气体浓度,清除大气中的温室气体以及避免由此引起的碳的汇集和储存所造成的危害。
森林是生态系统的主体,是地球碳循环的重要组成部分。
相关的实践调查表明,森林在一年之中能够吸收大量温室气体,并且通过自身的生物原理将二氧化碳转变为氧气,虽然当前森林仅占陆地面积的1/3,但森林植被区的碳储存量却几乎占到陆地碳总容量的一半。
因此,做好森林碳汇是解决全球气候变暖问题的重要举措。
一、森林碳汇的发展背景以及作用介绍(一)森林碳汇的发展背景森林碳汇的发展背景主要是伴随着人类社会的不断发展与进步,尤其是工业革命以后,由于全球经济的迅猛前进,全球化程度不断加深,使得各种自然资源不断损耗,致使大气中产生了大量的温室气体二氧化碳,使全球平均气温得到了提升。
在这样的条件背景下,只有减少大气中的温室气体排放,才能从根本上解决气候变暖这一问题。
而通过植树造林和森林保护的措施吸收固定的二氧化碳的方法在成本上相对于工业减排的成本具有很大的优势,因此利用生态系统将二氧化碳以生物量的形式在一定程度上属于更加科学有效的方法。
陆地主要生态系统是以森林生态系统为主,所以森林系统在解决温室效应方面的作用是不可磨灭的。
(二)森林碳汇的作用森林碳汇对于生态环境的作用是至关重要的。
森林碳汇能够通过造林、植被达到生态恢复的目的。
森林碳储量与碳汇功能的探讨
【摘要】森林具有碳汇功能。
森林吸收二氧化碳,通过森林等植物的生物学特性,即光合作用吸收二氧化碳,放出氧气,把大气中的二氧化碳固定到植物体和土壤中,清除已排放到大气中的二氧化碳。
【关键词】森林;碳汇功能;森林吸收二氧化碳;放出氧气
森林是陆地生态系统的主体,对维持陆地生态平衡、保护生态安全、防止生态危机起着决定性的作用。
森林的生态功能主要是吸储等温室气体、防风固沙、保持水土、涵养水源、保护生物多样性、提供森林游憩等。
特别是近年来,随着温室效应和气候变暖的加剧,森林碳汇问题越来越受到人们的重视。
1.森林的碳汇功能
自20世纪80年代以来,全球气候变暖已成为不争的事实,由此引起的一系列生态问题日益引起国际社会的广泛关注。
预测到2100年,全球平均气温将升高1.8~4摄氏度,海平面升高18~59厘米,将给人类生产、生活和生存带来诸多重大不利影响。
导致全球气候变暖的主要原因是由于工业革命以来,煤炭、石油、天然气等矿物能源的大量开采和使用,向大气中过量地排放了以二氧化碳为主的温室气体的结果。
排放到大气中的二氧化碳浓度大大增加,打破了地球在宇宙当中的吸热和散热的平衡状态,导致全球气候变暖。
应对气候变化,关键是减少温室气体在大气中的积累,其做法是减少温室气体的排放(减排)和增加温室气体的吸收(增汇)。
减少温
室气体的排放主要是通过降低能耗、提高能效、使用清洁能源来实现。
而增加对温室气体的吸收,主要是通过森林等植物的生物学特性,即光合作用吸收二氧化碳,放出氧气,把大气中的二氧化碳固定到植物体和土壤中,这个过程和机制实际上就是清除已排放到大气中的二氧化碳,因此,森林具有碳汇功能。
由于森林吸收二氧化碳投入少、成本低、简单易行,有利于保护生物多样性。
我国政府把林业纳入减缓和适应气候变化的重点领域,要求全力打好“森林碳汇”这张牌,充分发挥林业在应对气候变化中的特殊作用。
森林是陆地生态系统中最大的碳库。
研究显示:全球陆地生态系统中存储了2.48万亿吨碳,其中1.15万亿吨碳存储在森林生态系统中。
在生长季节,l公顷阔叶林每天可以吸收1吨二氧化碳;森林每生长1立方米木材,就能从空气中吸收1.83吨二氧化碳,同时释放1.62吨氧气。
从20世纪80年代到现在,工业排放的二氧化碳由森林生态系统吸收的达到24%~36%,足以说明森林碳汇功能的重要意义。
2.森林生物量与碳储量
我国通过发展和保护森林,固定了大量二氧化碳等温室气体,在减缓气候变暖方面发挥了巨大作用。
1980年-2005年,我国通过持续地开展造林和森林经营、控制毁林,净吸收和减少碳排放累计达51.1亿吨。
仅2004年中国森林净吸收了约5亿吨二氧化碳当量,占同期全国温室气体排放总量的8%以上。
目前我国森林植被总碳储量高达78.11亿吨,森林生态系统年涵养水源量4947.66亿立方米,
年固土量70.35亿吨,年保肥量3.64亿吨,年吸收大气污染物量0.32亿吨,年滞尘量50.01亿吨。
发展碳汇林业是黑龙江省可持续发展中的一件大事,也是黑龙江的优势所在。
全省现有森林面积1923.2万公顷,森林蓄积量15.7亿立方米。
从森林面积、森林总蓄积和木材产量上看,均居全国首位,丰富的森林资源形成了巨大的碳库。
按照全省森林蓄积量15.7亿立方米计算,黑龙江省森林现有碳库储量为(储存二氧化碳)27.34亿吨。
随着天保二期和退耕还林的深入实施,碳储量及碳汇效益会更加显著。
不同纬度森林生态系统的二氧化碳通量具有显著的差异。
随纬度的增高,森林二氧化碳碳汇的功能减弱,甚至成为大气二氧化碳的源。
森林的二氧化碳通量特征存在日变化、季变化、年变化与不同发育阶段变化。
利用野外实测资料,结合森林资源清查资料,推算了我国50年来森林碳库及其动态变化,并分析了中国森林植被的二氧化碳源/汇功能。
利用森林资源清查资料从不同角度对我国森林生态系统的碳贮量进行分析后指出,我国森林正起着碳汇的作用,我国主要森林生态系统碳贮量为28.11pgc,其中森林生态系统植物碳贮量为3.26-3.73pgc,占全球的0.6%-0.7%。
3.银中杨与胡枝子混交碳汇林模式
选择高碳汇树种营造碳汇能力高的林分,对于快速提高我省森林资源总量,增强森林碳汇功能,增加森林碳汇储量具有重要意义。
银中杨速生、耐寒,目前在全省各地广泛应用于城乡及公路绿化,作为速生丰产的用材树种逐渐被认可。
据调查,银中杨12年林分平
均胸径20.5cm,平均树高15.5m,每公顷蓄积达到183.0m3;比小黑杨蓄积增产32.61%。
选择银中杨作为主要碳汇树种,生长速度快,蓄积增长迅速,能够快速增加森林碳储量。
培育20公顷银中杨碳汇林,12年生森林蓄积量达到3660m3,可吸收二氧化碳6375吨。
胡枝子林具有防冲(埂)带的水土保持效益;具有拦蓄地表径流,减少水土流失,固土防冲,提高水土保持工程的抗蚀能力;具有降低风速,增加田间积雪,改善农田小气候效益;具有增加土壤有机质,提高土壤肥力和提高土壤通透性,增加和调节土壤水分。
胡枝子叶是优良的牲畜饲料,每年每公顷鲜叶产量可达45吨。
营造银中杨与胡枝子多功能碳汇林,进行乔灌混交、林饲结合,行间混种大豆,实行林农复合经营模式,既利于促进树木生长,获得最大的碳汇,又兼顾了生物多样性和经济效益,培肥了地力,一举多赢。
4.开展森林碳汇和森林碳贸易研究具有重要的意义
为了尽快改变我国目前森林碳汇经济评价和森林碳贸易的落后局面,有关部门对此项工作给予了极大重视,并且已经开始研究和探讨我国开展森林碳汇经济评价的方法,寻找开展森林碳贸易的方法和途径,着手制定相关的政策和法律条文,从而加快我国森林碳贸易尽快走向具体实施的进程。
开展森林碳汇和森林碳贸易工作的重要意义体现在:有利于我国林业实现可持续发展;有利于我国林业与国际接轨;有利于我国生态建设和国家生态安全建设;有利于我国正确处理二氧化碳减排与经济发展的关系;有利于我国在国际上树立负责任大国的形象围绕缓解温室效应,国际社会进行了长
期的研究、探讨和协调行动,并提出和实施了一系列措施。
这些措施的实施,必将对世界各国政治、经济、社会以及各国的发展带来巨大影响。
我国应该对林业在遏制全球变暖方面的问题、国际气候谈判中的地位和作用给予应有的认识。
加强森林的碳汇的研究,在思想上和理论上做好准备应对林业面临的新机遇和新挑战,是当前造林绿化工作中的一项重要课题,也是我国林业建设和林业生产必须重视的新课题。
在国际范围内,发达国家通过为发展中国家提供造林资金或技术等可将其排放数额通过贸易形式减轻或转移,在陆地生态系统中,森林生态系统是最大的碳库,其碳贮量约为1146pgc(pgc指1米深度的土壤有机碳总质量,1pg=109)t,占全球陆地总碳贮量的46%。
1995年~2050年全球森林植被保存和吸收碳的潜力可达60~
87pgc,可能吸收同期石化燃料排放碳的11%~15%,森林系统的碳收支状况对于大气二氧化碳的循环具有重要地位。
中国森林面积虽仅有世界森林的3%,人工林面积却居世界第一。
目前人工林贡献了中国森林总生物量的20%和碳固定量的80%。
随着中国林业战略目标的实施和重点工程的推进,中国人工林面积将进一步扩大,这就意味着,继续增加的中国森林碳汇会对中国未来的二氧化碳减排和国民经济的增长作出巨大的贡献,森林的碳汇功能进一步增强。
[科]。