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1、第26卷第6期地理科学进展Vol.26,No.62007年11月PROGRESSINGEOGRAPHYNov.,2007中国森林生态系统植被碳储量时空动态变化研究徐新良,曹明奎,李克让(中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101)摘要:森林是陆地生态系统的主体,在全球碳循环中起着十分重要的作用。本文利用20世纪70年代以来的六次森林清查资料,结合森林生物量实测数据,采用分树种、分龄组的生物量—蓄积拟合关系,估算了中国20世纪70年代以来森林植被碳储量的动态变化。结果表明:我国六次森林资源清查中森林的植
2、被总碳储量分别为3.8488PgC、3.6960PgC、3.759PgC、4.1138PgC、4.6563PgC和5.5064PgC,虽然存在一定的波动现象,但总体增长趋势明显,尤其是80年代以来,植被碳储量净增加1.8104PgC,平均每年以0.0823PgC的速率增加,这表明80年代以来我国森林植被一直起着明显的CO2汇的作用。从碳密度的变化看,70年代以来我国森林植被平均碳密度增长了3.001Mgha-1,其中幼龄林与中龄林碳密度分别增长5.2871Mgha-1和0.6022Mgha-1,而成熟林碳密
3、度却降低了0.7581Mgha-1,可见中国森林植被的碳汇功能主要来自于人工林的贡献,而且随着幼龄林、中龄林碳储量和碳密度的增长,中国森林植被的碳汇功能将进一步增强。我国森林植被碳储量和碳密度空间差异显著,森林植被碳库主要集中于东北和西南地区,平均碳密度以西南、东北以及西北地区为大,中国森林植被碳储量和碳密度的这种空间分布规律与人类活动对森林的干扰强度密切相关。关键词:森林资源清查资料;森林生态系统;碳储量;碳密度1引言森林生态系统是陆地生态系统的主体,在陆地上,森林面积虽然只占全球非冰表面的[1,2]40
4、%,但其生物量约占陆地生物量的90%,其土壤碳储量约占全球土壤碳储量的73%。作为全球气候系统的重要组成部分,森林在陆地生态系统碳循环研究中占有十分重要的地位,寄托着人类降低大气CO含量和减缓全球气候变暖趋势的希望[3]2。目前大量的研究表明:森林破坏(尤其是热带雨林的破坏)已成为继化石燃料燃烧之后,大气中CO2浓度增加的第二大来源[4~6]。与此同时,人们通过对全球碳通量的估算发现未知碳汇很可能存在于北半球中高纬度的森林中[5~10]。因此研究森林生态系统,尤其是中高纬度森林的确切碳储量和固碳能力已成为当
5、前生态学及相关学科的研究热点。根据国家林业局公布的第六次森林资源清查结果,截止到2003年,我国森林面积1.75收稿日期:2007-09;修订日期:2007-11.基金项目:国家自然科学基金资助项目(40601079)、国家重点基础研究计划(G2002CB412507)。作者简介:徐新良(1972-),男,山东青岛人,博士,主要从事土地利用/土地覆被变化与陆地碳循环遥感研究。E-mail:xuxl@lreis.ac.cn2地理科学进展26卷亿公顷,森林覆盖率18.21%,随着植树造林步伐的加快和森林经营管理
6、水平的提高,预计到[11]2010年我国的森林覆盖率将会达到20.3%,到2050年提高到26%。因此,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,许多学者在这方面作出了非常有意义的工作。方精云等[12]基于中国近50年来的森林资源清查资料对中国森林植被碳库及其变化作了大尺度的研究探讨,该项工作被《科学》周刊编委会首席指导萨格登评价为:“首次对中国的碳汇做出了真正正确的评价⋯⋯”。另外王效科[13]和赵敏[14]等分别基于第三次和第四次森林清查资料,估算了中国森林植被碳储量和碳密度,从某一时间断面上
7、反映了中国森林对全球碳循环的影响。在森林碳储量的估算中,由于不同学者所采用的方法不同以及森林生态系统碳储量的空间异质性和时间变化的复杂性,使得森林碳储量的估算仍存在很大的不确定性[15~18]。本文在分析中国森林生态系统主要优势树种生物量和蓄积量关系的基础上,根据全国第一至第六次森林资源清查资料中按省市和按优势树种调查统计的各林龄级的面积和蓄积量资料,估算了中国森林生态系统的植被碳储量,进而分析了20世纪70年代以来中国森林生态系统植被碳储量的时空动态变化特点和规律。2研究资料和方法本研究所使用的数据来源有
8、两类:森林资源清查资料和文献发表的生物量实测资料。2.1森林资源清查资料森林资源清查资料是国家林业局从1973年到2003年在全国范围内(不包括台湾省和西藏控制线以外的地区)对森林资源连续进行的6次清查数据,该系列资料为1973～1976[19][20][21](第一次全国森林资源清查)、1977～1981(第二次全国森林资源清查)、1984～1988(第三次全国森林资源清查)、1989～1993[22][23]
