森林经营管理模式对碳汇潜力的影响研究取得重要进展

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1、森林经营管理模式对碳汇潜力的影响研究取得重要进展森林作为陆地生态系统的主体，是地球陆地上分布最广、面积最大、组成结构最复杂、物质资源最丰富的生态系统，同时也是自然界功能最完善的资源库、生物基因库、水-碳-养分及能源储存调节库。虽然全球森林面积仅占陆地总面积的26%，但森林植被和土壤共储存了1146Pg碳，分别约占全球植被和土壤碳储量的86%和73%，因此在全球碳循环中具有重要的作用。由于森林与气候之间存在着密切的关系，气候的变化将不可避免地对森林结构和功能产生不同程度的影响。反之，森林生态系统作为一个巨大的碳库，受气候变化及人类活动干扰，其碳源/汇功能也

2、存在进一步加剧或减缓气候变化的效应。推进森林资源可持续经营，增加森林总量、提高森林质量、增强森林生态服务功能，已成为我国推进生态文明建设和建设美丽中国的战略任务。中国设立了在2020年（相比2005年）增加4000万hm2人工林的国家林业战略目标，借助森林生物固碳功能，还可以通过碳排放交易机制，率行碳排放大国温室气体减排义务。然而，不同森林管理模式固碳能力差异显著，尤其是森林演替周期数百年，从幼龄林、中龄林至成熟林、再到老龄林，需要开展系统深入研究而不是从一个时间断面对比分析。有关同龄林与异龄林何种管理模式具有更高的生产能力争论了60余年，由于缺乏可信数

3、据支持至今未能形成定论。同龄林异龄林图1林地的主要林龄组成结构受技术手段限制，过去学者常用基于森林资源清查数据的生物量估算法，借助相对生长方程分别估算干、枝、叶、根生物量，而后汇总得到一片区域的总生物量并转化为固碳量。但是该方法本身存在很大的不确定性，同时很难进行时间尺度与空间尺度上的扩展。近年来，随着涡动相关技术的发展，针对全球不同气候区森林、草地、农田、湿地等典型生态系统类型建立了700余个通量观测站点，自动连续获取下垫面与大气间的碳、水循环及能量交换数据，使得定量评估其碳源/汇潜力、时间特征规律及环境控制机制成为可能。本研究收集了覆盖地中海气候、温

4、带气候及寒带气候条件下的3个林龄序列14个通量站合计62站点年数据，揭示了同龄林和异龄林演替过程中固碳潜力及水分利用效率差异，借助于趋势分析法，推出异龄林随着林龄的增加至成熟林仍能维持较高的碳汇水平，同时伴有较高的生态系统水分利用效率。尽管同龄林在中早期碳汇潜力较高，但其结构单一，碳汇周期短，对外界干扰如病虫害或极端气候抵抗能力弱，每个演替周期的开始，其幼龄期需要10年左右才能从碳源转化为碳汇。相反，异龄林能长达数百年仍为碳汇，辅之以适度人为管理，采伐过熟林，使其近自然演替，老-中-幼共生，且能在不同林冠层次上获取光热资源，保持较强的固碳能力。图2技术路

5、线图该研究得到国家自然科学基金（41401221，41271500）、中央高校基本科研业务费（SWU116088）等项目的支持，我院青年教授汤旭光博士为论文第一作者，由西南大学、中科院南京地理与湖泊研究所、瑞典农业科学大学、麦克马斯特大学及加州大学欧文分校等单位科研人员共同完成，苏黎世联邦理工学院NinaBuchmann教授为研究框架提供了大量建议。论文发表在环境科学国际知名期刊ScienceoftheTotalEnvironment（TOP，IF3.976）。XuguangTang,HengpengLi,MingguoMa,LiYao,Matthias

6、Peichl,AltafArain,XibaoXu,MichaelGoulden,Howdodisturbancesandclimateeffectsoncarbonandwaterfluxesdifferbetweenmulti-agedandeven-agedconiferousforests?ScienceofTheTotalEnvironment.2017,599–600:1583–1597.论文全文链接：http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969717312196