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森林生态系统碳储量和固碳能力研究进展

森林土壤是全球碳循环中一个巨大的碳汇,近一半森林植被固定的CO2,以地上或地下凋落物的形式进入土壤,形成较为稳定的SOC库。植被、气候、土地利用与覆被变化等自然和人为因素,不仅影响森林植物光合碳固定能力,也影响输入到土壤生态系统中有机物质的质量和数量,进
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森林土壤是全球碳循环中一个巨大的碳汇,近一半森林植被固定的CO2,以地上或地下凋落物的形式进入土壤,形成较为稳定的SOC库。植被、气候、土地利用与覆被变化等自然和人为因素,不仅影响森林植物光合碳固定能力,也影响输入到土壤生态系统中有机物质的质量和数量,进而对SOC的积累和分解速率进行控制,调控土壤碳源、汇、库功能和动态[1]。 土地的不合理利用可导致森林土壤变成大的碳源,增加大气中的CO2浓度,加剧全球气候温室效应。改造森林为农田,就会减少SOC的来源、升高土壤微生物的活性、增加土壤碳的释放量,降低土壤碳库储量和碳汇功能。土壤作为一个巨大的碳源,退耕还林、营建防护林等合理的土地利用方式可增加土壤SOC 储量。[2]林业活动在减缓气候变暖的各种活动中,都表现出保护碳储存、增强碳吸收和碳替代等能力。 2 人工林碳汇功能的研究进展 森林碳汇的载体是森林,对生态环境保护起到至关重要的作用,并能够有效增加森林碳汇量,得到了国际社会的承认。据上世纪80年代初国外专家学者的研究表明,在全球碳平衡及潜在的碳储存中,作为最主要的植被类型,森林扮演着极为重要的角色,已成为与全球气候变化密切相关的重要有机体,它维持的碳库占全球总碳库的46.3%,土壤碳储量约占世界陆地土壤总碳库的73%,森林植被部分维持的碳库占全球植被碳库的77.1%。森林通过生长从大气中吸收储存大量的CO2,其存储能力取决于森林类型、种类组成、林龄及其与人类活动的关系。[3] 近年来,由于CO2排放量的升高而影响全球气候变暖,再次引起了许多科学家对陆地生态系统中碳平衡以及碳存储和分布的关注。为了增加陆地生态系统碳储量以达到减缓全球变暖速度的目的,利用陆地生态系统植被和土壤来积累有机碳是许多国家采取的主要措施,通过增加森林面积、提高森林质量和森林生产力这两个方面来增加森林蓄积量,从而增加森林生态系统的碳储量。当前,能减缓全球气候变暖的一项有效措施就是营建人工林,既能改变土地的退化过程,又能增强对大气CO2的吸收。国外的一些学者将提高人工林的经营和管理水平、增强人工林土壤碳汇功能称之为一种“双赢策略(Truly win-win strategy)”和“减缓全球气候变化的一种可能机制和最有希望的选择”。[4] 我国自上个世纪70 年代起就一直坚持植树造林这一基本国策,不断增加我国人工林面积,营建的三北防护林、长江中上游防护林和沿海防护林、太行山绿化工程和平原绿化工程等五大防护林体系现已初见成效,北方防护林、南方速生林、特种林和果树生产等四大基地也已初步形成规模。我国持续不断地建设这些林业生态工程项目,形成了森林资源总面积和总蓄积量双增的格局,森林碳储量明显递增。因此,扩大人工林面积,提高人工林的经营和管理水平,是扩大森林资源、发挥森林资源多种功能的唯一途径,将显著增强我国陆地生态系统的碳汇功能。[5] 3 国内外森林生态系统碳汇能力研究进展 Pacala等分别对1980年代美国本土和欧洲大陆的陆地生态系统,对各自地区的工业排放CO2的吸收能力进行了研究和分析,对其本国生态系统的碳汇进行了较为全面的估算。我国则重点针对某些植被和土壤类型的区域碳汇进行估算,如:中国森林植被和中国草地的生物量碳汇研究、利用生态过程模型估算中国陆地生态系统的净生产力等等。 在森林生态系统碳储量的估算研究方面,国外也取得了一定的进展,如俄罗斯、加拿大和美国等国家对森林生态系统植物碳储量的估算研究。随着气候、土壤等自然地理因子的地带性变化,森林生态系统的固碳能力和碳储量表现出相当的时空变化规律。 4 国内外森林生态系统碳储量的主要估算方法 目前,国内外森林生态系统碳储量的估算方法主要分为两大类:一类是现存生物量清查的方法,反映与生物量紧密相关的碳累积量,这类方法已经在我国得到了广泛的应用,国内学者也对该方法进行了研究。一般是通过测定森林植被的生物量再乘以生物量中的碳元素含量推算而得。因此,在森林生态系统碳储量许多研究中,森林群落的生物量及其组成树种的含碳率就成为课题研究的关键。不同的研究者选择的森林类型、研究地点所处的地理位置、研究尺度以及测定生物量方法的不同,碳储量的估算方法和结果也会有很大的差异。此外,含碳率的大小也是一个非常关键的因素,国际上常用的树木碳含率为0.45~0.55。[6] 另一类是利用微气象原理和技术测定森林CO2通量,然后再将CO2的量换算成碳的储量。国外在这类方法的研究上已经取得了很大的成果,在世界各地建立了多个观测站。我国在这方面起步则较晚,2002年中科院启动的中国陆地生态系统碳通量观测项目,分别在长白山、千烟洲、西双版纳和鼎湖山设立了4 个典型森林生态系统CO2通量定位观测站。 目前国内有关森林碳汇的估算有多种方法,主要有:蓄积量法、生物量法、涡旋相关法、驰豫涡旋积累法、箱式法及森林土壤碳测定法等,各种碳汇估算方法在适用范围和研究精度方面均存在很大差别。[7]多年来,国内外都对许多树种的生物量进行了研究,而且还不断扩大对森林生物量研究的范围,涉及个体、种群、群落、生态系统、景观、区域、生物圈等领域,包括对同一树种进行不同地理种源、不同发育阶段、不同自然地带的生物量差异研究等方向。[8] 目前已经有许多国家开始了尝试森林碳汇交易,交易模式主要以实施清洁发展机制或CDM项目为主。现阶段我国的碳汇造林是指以增加碳汇为主要目的,在确定了基线的土地上,在造林及其林分(木)生长过程中实施碳汇计量和监测,而开展的有特殊要求的营造林活动。从2011年开始,通过整合林业重点生态工程,广东省启动实施了森林碳汇重点项目,吸引更多的企业、个人、社会组织加入到固碳减排活动中来,通过各种渠道开展碳汇造林宣传和林业碳汇知识的普及,宣传低碳经济模式,倡导绿色生活方式,使追求健康和低排放生活的现代理念深入人心。 参考文献 [1] 田明华, 宋维明, 陈建成, 等. 试论低碳经济时代的森林经营[ J ]. 北京林业大学学报(社会科学版), 2010. 9(4): 73~78. [2] 王兵, 魏文俊, 李少宁等. 中国杉木林生态系统碳储量研究[J]. 中山大学学报:自然科学版, 2008(2): 93~98. [3] Claussen E. An Effective Approach to Climate Change. Science [J], 2004 , 306 : 816. [4] Silver WL , Ostertag R , Lugo A E. The potential for carbon sequestration through reforestation of abandoned tropical agricultural and pasture lands. Rest. Ecol [J], 2000 , 8 : 394~407. [5] 陈泮勤, 黄耀, 于贵瑞. 地球系统碳循环[M]. 北京: 科学出版社, 2004. [6] 于贵瑞. 全球变化与陆地生态系统碳循环和碳蓄积[M]. 北京:气象出版社, 2003. [7] 胡会峰, 刘国华. 中国天然林保护工程的固碳能力估算[J]. 生态学报, 2006 , 26 (1) : 291~296. [8] 李新宇, 唐海萍. 陆地植被的固碳功能与适用于碳贸易的生物固碳方式[J]. 植物生态学报, 2006 , 30 (2) : 200~209. 转载请注明来源。原文地址:http://www.lw54.com/html/nonglin/20171012/7266555.html   

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