中国人工林碳汇探究进展

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1、中国人工林碳汇探究进展　　摘要：人工林是中国森林的重要组成部分，且人工林能吸收大气中CO2成为碳汇。总结了人工林生态生物量测定方法及模型和土壤碳汇研究方法及模型，介绍了中国主要的人工林的固碳能力。指出现阶段人工林碳汇研究推绎到大尺度时存在的困难，应及时修订或验证已有的生物量——蓄积量模型，整合经验相对生长方程，将3S（GPS，RS和GIS）技术运用于生物量估算，提高估算结果的准确性和可信度。在计算碳汇时，应根据不同树种采用不同的转换系数。关键词：人工林；碳汇；生物量；研究方法中图分类号：F124.5文献标志码：A文章编号：1673-

2、291X（2013）19-0179-03温室气体浓度升高导致全球气温明显上升，带来一系列环境变化，引起了各国政府和科学界的高度重视[1～2]。《京都议定书》的签署与生效要求发达国家承担温室气体减排义务，一些发达国家在量化不同类型生态系统的CO2源/汇值的同时提出了“抵消排放”和“换取排放”，即在国外扩大森林面积来实现本国减排的目标13[3]。因此，人工林是增加碳汇、解决全球变暖的重要途径之一。现阶段，中国人工林主要有桉树、杨树、杉木、马尾松、油松、华山松等。根据森林资源第七次清查结果[4]，中国人工林保存面积0.62亿公顷，蓄积19

3、.61亿立方米，人工林面积居世界首位。因此通过对人工林碳汇的研究，对中国生态系统及应对全球气候变化具有重要意义。一、人工林碳汇研究方法（一）林分生物量测定方法及模型13生物量是指某一区间某一特定区域内生态系统中绿色植物净第一性生产量的累积量，即某一时刻的生物量也就是在此时间以前生态系统所积累下来的活有机质量的总和。碳汇主要是通过生物量和碳通量乘积来估算。其生物量现主要的测定方法有皆伐实测法，平均标准木法和回归估计法[5]。在生物量模型的研究中，黄从德[6]利用生物量与蓄积数据，采用连续函数法进行拟合确定W=aVb（W为单位面积生物量

4、；V为单位面积蓄积量；a，b为参数）为最优模型，用以估算乔木生物量。根据方精云[7]等人研究，不同树木的生物量与材积量之间的换算系数各异，柳杉人工林的生物量与材积比为0.57，故换算系数采用0.57。方晰[8]等运用相对生长模型W=a（D2H）b估测出不同年龄阶段马尾松林各组分的生物量。通过对不同年龄阶段的马尾松林分研究，得出马尾松林分随着年龄的增大，林分密度减小，但林分的生物量和碳贮量却是随着年龄的增长而增加。张健[9]等在总结前人的基础上，得出桉树生物量模型，主要有：（1）胸径和树高与生物量回归关系，表达为幂函数：（a），W=a

5、（D2H）b；（b），W=a0+a1D2H+a2（D2H）2+…+an（D2H）n；（2）生物量与胸径、树高、枝下高的回归关系W=a0+a1D+a2H+a3H枝下+C冠幅；（3）生物量与H/D1.3和D1.3回归关系，lnW=a0+a1lnD1.3+a2lnH/D1.3；（4）生物量与胸径的回归关系，lnW=a0+a1lnD1.3；（5）生物量与胸径、树高、材积的回归关系，lnW=a0+a1lnD2H+a2lnV，lnW=a0+a1lnD1.3+a2lnH+a3lnV，W=a0+a1D+a2DH+a3V，在对样地进行调查后，可以R2

6、值的大小确定最优模型。而李轩然[10]等在拟合人工林生物量相关方程时，不同器官分别拟合与散点分布趋势接近的线性函数Y=a+bX，幂函数Y=aXb和指数函数Y=aebX。杉木人工林，Chapman.Rielaards[11]对总生物量（B，t/hm2），及各器官生物量随林龄（A）的变化趋势进行了拟合。B=k*（1-el*λ）m，并对杉木的速生特性拟合杉木人工林生物量及各器官生物量（B，t/hm2）与树高（H，m）和胸径（D，cm）之间的相关关系B=a*Db*Hc。方精云等[12]利用中国第三次森林资源清查不同龄级杉木人工林蓄积资料，拟

7、合蓄积量（V，m3）计算各龄级平均生物量（B，t/hm2）：13B=0.3999*V+22.541。侯振宏[13]等并对杉木不同器官生物量与胸径（D），树高（H）做拟合，得到W=a*DbHc模型。应金花[14]等对一代杉木人工林生物量与胸径（D）、树高（H）和密度（株/hm2）进行拟合：W=a*DbHcNd，其中a，b，c，d为回归参数。对杨树人工林研究中，冯宗炜[15]等根据林木相对生长法则，利用各径级伐倒木各表1杨树各部分生物量与D、D2H的拟合方程部分器官的生物量与胸高直径D、D2H之间幂函数的相关关系，分别建立生物量模型W=

8、a*Db，W=a（D2H）b其中后者相关性更高；李建华[16]在相对生长法原则基础上，拟合的生物量扩展因子求算杨树林分的生物量（TB）：TB=[V·DN·BEF]·（1+RSR），其中TB为总生物量；V为林分蓄积；DN为木材基本密度（