森林碳蓄积量估算方法及其应用分析

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1、第9卷第4期地球信息科学Vol.9,No.42007年8月GEO-INFORMATIONSCIENCEAug.,2007森林碳蓄积量估算方法及其应用分析杨海军,邵全琴,陈卓奇,张帅(中国科学院地理科学与资源研究所资源环境数据中心,北京100101)摘要:近些年来,森林锐减、土地退化、环境污染、生物多样性丧失,特别是人类活动产生的C02浓度急剧上升和由此导致的温室效应等是目前人类面临最严峻的全球环境变化问题,所以全球碳循环问题日益成为全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,其中陆地生态系统碳循环又是全球碳循环中最复杂、受人类活动影响最大的部分。而森林生物量占整个陆地生态系统生物量的90%

2、,因此,为了正确评估森林在全球碳平衡中的作用,了解森林生态系统在碳循环中的作用,森林的碳动态研究正日益成为人们关注的重点。本文总结了估算森林固碳量的几种方法——样地清查法、模型模拟法和遥感估算法,分析了它们的特点及应用等有关问题。关键词:森林;碳汇;生物量;估算方法1引言立典型样地,通过收获法精确测定森林生态系统中生物量、枯落物和土壤等碳库的碳储量,在连续测森林生物量约占整个陆地生态系统生物量的定的基础上可以分析森林生态系统各部分碳库之间的流通量,输入系统的NPP和离开系统的枯落物90%,生产量约占陆地生态系统的70%,它不仅在维护区域生态环境上起着重要作用,而且在全球碳与土壤的碳排放速率

3、。利用收获法测定样地土壤和平衡中也起着巨大的贡献,这是由于森林本身维持枯落物碳库的碳储量和流通量较为容易,若实测所着大量的碳库(约占全球植被碳库的86%以上)。同有树木的碳储量和碳通量颇为困难,解决这个问题时森林也维持着巨大的土壤碳库(约占全球土壤碳比较好的办法是构建预测模型,通常做法是:伐倒库的73%)。此外,森林生态系统具有较高的生产少许树木,确定生物量与胸径或树高的回归关系,力,每年固定的碳约占整个陆地生态系统的三分之然后利用回归关系和所有树木的实测胸径或树高二,因此,森林生态系统在调节全球碳平衡、减缓大推算样地的生物量。气中C02等温室气体浓度上升以及维护全球气候样地清查法通常用样

4、地研究植被森林的生物等方面具有不可替代的作用[1]。因此,估算森林的碳量、碳蓄积量等的估算,因此其可分为以下方法:储量,评价森林的碳汇功能,具有重要意义。(1)生物量法是以森林生物量数据为基础的碳估算方法[2]根据研究对象的时空尺度和研究手段,可以大。生物量是指一个有机体或群落在一体将森林碳蓄积研究方法分为3类:样地清查法、定时间内积累的有机质总量。森林生物量通常以单模型模拟法和遥感估算法。下面就这三种不同方法位面积或单位时间积累的干物质量或能量来表示,的特点及其应用尺度等进行分析。由于微生物所占的比重极小,动物生物量也不足植物生物量的10%,所以通常以植物生物量为代表。最早测定森林固碳量

5、所采用的生物量法,是采2森林碳蓄积量估算方法及其应用用传统的森林资源清查方法,即森林的生物量估分析测。通过大规模的实地调查,取得实测数据,建立一套标准的测量参数和生物量数据库,用样地数据得2.1样地清查法到植被的平均碳密度,然后用每一种植被的碳密度样地清查法是通过典型样地研究植被、枯落物与面积相乘,估算生态系统的碳量[3]。植物生物量转或土壤等碳库的碳储量和碳通量,该方法适用于小换为碳量是按照一个比率(45～55%),即植物干物质尺度森林生态系统的研究。传统的样地清查法是设中碳所占的比重,采用直接测定法测定枯立木和枯收稿日期:2007-04-15;修回日期:2007-05-23.作者简介:

6、杨海军(1975-),男,博士研究生,专业方向GIS。E-mail:yanghj@lreis.ac.cn地球信息科学2007年·6·枝落叶层的碳储量,测定森林生态系统的生物量和林植被碳贮存量进行了估算;康惠宁等采用蓄积量生产力。法计算了中国森林固碳量[10]。Kitterge(1944)利用叶重和胸径的拟合关系,成(3)生物量与蓄积量为基础的植物碳贮量估算功拟合了预测白松等树种叶量的对数回归方程。方法近年来,以建立生物量与蓄积量关系为基础的植物碳贮量估算方法已得到广泛应用[7]1929～1953年,Burger(1952)研究了树叶生物量和木。王效科材生产的关系。Ketterings等(2

7、001)在不进行破坏性等人利用生物量与蓄积量关系为基础的植物碳储测量的条件假设下,通过对具体试验地的树高和胸量估算方法估算了中国森林生态系统的实际碳贮径的关系分析,为森林生物量相对生长模型B=aDb量和潜在碳贮量及其两者的差异[11](。该方法首先计B为生物量,a,b为参数,D为胸径)测得参数b,通过算出各森林生态系统类型乔木层的碳贮存密度(Pc,平均森林分布密度对a进行估计,减小了在混合次-1MgC·ha)。然后再根据