1999-2012年三江源区植被净初级生产力及固碳释氧量测评

[目的]估算近14a三江源地区植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)以及固碳释氧量,为河源区的生态环境建设以及制定碳减排与碳增汇政策提供科学依据。[方法]基于遥感、气象、土地等数据,通过CASA模型、碳排放模型、Sen+Mann-Kendall模型,分析三江源地区植被NPP及其固碳释氧量的时空变化特征。[结果](1)三江源区植被NPP单位面积多年均值主要集中在0~750g/(m^2·a)之间,约占研究区81.72%;空间分布特征呈东南—西北递减规律,高值分布在海拔较低、河流密集以及林地地区,而高寒地区NPP值相对较低。(2)1999—2012年研究区NPP物质量年际变化呈增加趋势,增速约为7.26g/(m^2·a),没有通过0.05显著水平检验;年际变化空间特征中,约23.64%呈下降趋势,其中通过0.05置信水平者约占2.3%,主要分布在人类活动较频繁的地区;在受人类活动影响较少且水资源丰富地区呈增加趋势,约占研究区的76.36%,其中30.58%通过0.05置信水平检验。(3)固碳释氧物质量变化中,耕地变化幅度较大,其次是林地和其他用地,牧草地变化波动性较小。与人类活动因素有关,人为因素作用越明显,其变化幅度就越大,反之亦然。[结论]三江源高寒牧草地生态总体改善较好,受人类影响较少,而在海拔较低、河流密集以及人类活动频繁地区生态变化相对较复杂,局部地区存在退化现象,需要进一步加强该地区的生态环境保护建设。

湖北省鄂州市湿地净初级生产力及固碳释氧量估算

[目的]估算湖北省鄂州市净初级生产力(net primary productivity,NPP)以及固碳释氧量,探索一种适用于中小尺度上,涉及大量水体的湿地NPP估算方法,为制定相关湿地生态保护政策提供更为准确的数据支撑。[方法]构建湿地分类模型,将鄂州市湿地划分为浅水地表湿地与深水水体湿地。对浅水地表湿地,采用基于遥感影像的光能利用率模型进行NPP估算;对深水水体湿地,引入叶绿素a与生物量指标,构建回归模型,对湿地水体NPP进行估算。汇总两者的估算结果,得到鄂州市湿地2020年度NPP总量及其空间分布和固碳释氧量。[结果]鄂州市湿地2020年度净初级生产力总量为2.99×10^(5)t(以C计),CO_(2)的固定量为4.87×10^(5)t,O_(2)的释放量为3.59×10^(5)t,整体上呈现南高北低的分布格局。[结论]采用湿地分类的方法,对深水水体湿地NPP单独进行估算,弥补了基于遥感影像的模型估算方法中对湿地水体部分估算的不足,使估算结果更接近湿地真实水平,采用的模型方法可为类似涉及水体的湿地NPP估算工作提供一种新思路和方法。

南海北部初级生产力的物理-生物海洋学耦合特征及其对固碳量的影响

通过修订的VGPM模型,利用南海北部7年平均SeaWiFS和AVHRR遥感资料,分析了该海域河口上升流及反气旋涡等生境表层叶绿素浓度和初级生产力的周年变化,结果表明,季风驱动下的物理-生物海洋学耦合过程是控制研究海域浮游植物生物量和初级生产力时空变化的主导因素。浮游植物生物量和初级生产力随着季风、环流以及中尺度涡等物理现象的更替而呈现出明显的区域差异和季节变化,其高值一般出现在珠江口和沿岸上升流区,而低值则出现在外陆架反气旋涡和海域南端,往往伴随东北季风的盛行而升高,随西南季风的增强而降低。通过遥感资料估算得到南海北部海域年平均初级生产力为165.6 g/(m2.a)(以碳计),浮游植物年固碳量为4.83×107t/a(以碳计),其中每年最多约有1.9×107t碳向真光层外输出。

基于IUEMS系统和NPP算法的广西北部湾经济区固碳释氧量分析

测算区域固碳释氧量并分析其空间分布特征,是实现“双碳”目标的基础科学问题。基于城市生态智慧管理系统(IUEMS)的固碳释氧量测算模块,采用植被净初级生产力(NPP)算法,对广西北部湾经济区2010年、2014年、2020年的固碳释氧量进行计算,进一步应用ArcGIS和GeoDa软件进行固碳释氧量空间相关性分析。结果表明:广西北部湾经济区10年间固碳释氧量增长率为2.8%,10年间广西北部湾经济区5个地级市的固碳释氧量为增量,另外1个地级市固碳释氧量为减量,总体而言,碳汇大于碳源,固碳释氧量呈增长趋势;研究区固碳释氧量具有较显著的空间正相关性,各年份的全局Moran’s I指数呈现一定的波动性,但没有明显的下降或者上升趋势;研究区2010—2020年固碳释氧量的局部空间相关类型中,非显著性和低—低集聚的像元数占比较大,高—高类型集聚的像元数占比较小;其中高—高类型主要分布在玉林市的桂东丘陵及防城港市和崇左市的十万大山区域,低—低类型主要分布在南宁盆地、北海市和钦州市的沿海低地。

呼伦贝尔农垦集团农场净碳汇量的时空变化分析

主要基于呼伦贝尔农垦农场2001—2022年的遥感、气象数据以及农垦集团相关农业生产数据估算呼伦贝尔农垦集团农场的净碳汇量。结果表明:(1)2001—2022年呼伦贝尔农垦农场净生态系统生产力总体呈逐年上升趋势,空间分布呈现出由大兴安岭向两麓递减的分布方式,其中呈显著增加趋势的包括东方红、欧肯河、古里、甘河、宜里和巴彦农场,其余为极显著增加趋势;(2)呼伦贝尔农垦农场碳排放量基本趋于平稳状态,农垦农场碳排放量和单位播种面积碳排放量的区域差异不明显。其中,呼伦贝尔农垦农场农业生产投入碳排放量2017年为19.70万t,2022年为19.92万t;(3)近6年来,呼伦贝尔农垦农场的净碳汇量总体呈波动上升趋势。总体而言,呼伦贝尔农垦农场具有较强的净碳汇能力,可通过调整种植结构结合优化田间管理技术以及农业生产过程中减少碳排放等措施,提高呼伦贝尔农垦农场的净碳汇能力。

新疆绿洲生态系统固碳潜力研究

净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)是表征陆地碳循环的重要指标,它可以反映陆地生态系统的碳汇能力。面对我国实现“碳达峰”与“碳中和”的“双碳”目标,提升陆地生态系统固碳能力是重要途径之一。新疆地域面积广阔、植被恢复潜力巨大,评估新疆生态系统碳固存现状,挖掘碳固存潜力,对积极响应并实现国家“双碳”目标具有重要的现实意义。本研究基于Carnegie Ames Stanford Approach(CASA)模型,结合土地利用数据、遥感数据以及气象(气温、降水和太阳辐射)数据,模拟2001—2020年新疆NPP,通过Sen-MK方法分析NPP的变化特征趋势,并利用Pearson相关分析法分析NPP变化与气候因子之间的影响关系,进一步采用2001年和2020年不同土地利用及植被情景,以及Miami模型模拟的纯气候情景下NPP的变化格局,最终获取新疆NPP的最大潜力及NPP的最大增量。结果表明:(1)2001—2020年间新疆NPP总体表现为波动上升趋势;(2)在气候因素的影响中降水对新疆NPP产生的影响最大;(3)新疆的主要土地利用类型中耕地的NPP较大且耕地面积呈现增加趋势;(4)新疆整体NPP的增量潜力达79.43 g C·m^(-2)。本研究可以为新疆实施生态恢复以及耕地保护措施等提供参考依据。

黄河三角洲滨海湿地植被的碳储量和固碳能力

在测定黄河三角洲滨海湿地盐生植被、湿生植被和水生植被3类天然湿地植被以及稻田的生物量、净初级生产力基础上,估算了黄河三角洲滨海湿地植被的总碳储量、总固碳能力和各种湿地植被单位面积的碳储量、固碳能力。黄河三角洲滨海湿地全部天然湿地植被和稻田的总碳储量为200.54×104t,总固碳能力为69.91×104t/a。其中,单位面积草本湿生植被和稻田的固碳能力低于当地地带性植被温带落叶阔叶林的平均固碳能力(1.06 kg/(m2.a)),高于中国陆地植被的平均固碳能力(0.49 kg/(m2.a))和全球陆地植被的平均固碳能力(0.41 kg/(m2.a));单位面积盐生植被和水生植被的固碳能力低于中国和全球陆地植被的平均固碳能力。结果表明,黄河三角洲滨海湿地植被总的碳储量较小,固碳能力较低,但植被的顺行演替过程会使其碳储量不断增大,固碳能力不断提高。因此,应该保护黄河三角洲滨海湿地的天然植被,尤其要保护芦苇(Phragmites australis)群丛等碳储量大、固碳能力较强的湿生植被。

小兴安岭天然白桦林生态系统碳储量

采用相对生长方程与碳/氮分析测定法,测定小兴安岭天然白桦林在7个立地类型(阳坡上、中、下部和阴坡上、中、下部及谷地)的生态系统碳储量(植被和土壤)、净初级生产力与年净固碳量,揭示立地类型对白桦林碳汇功能的影响规律。结果表明:1)小兴安岭白桦林植被碳储量((49.39±3.09)^(89.20±10.17)t/hm2)在谷地、阳坡下部和阴坡上、中部4个立地类型显著高于阳坡上、中部及阴坡下部3个立地类型(38.2%~80.6%,P<0.05)。2)其土壤有机碳储量((147.30±21.39)^(273.67±22.67)t/hm2)在阴坡上、中部和谷地最高,显著高于阳坡上、中部和阴坡下部(27.9%~85.8%,P<0.05),阳坡下部居中,仅显著高于阴坡下部(53.3%,P<0.05),阳坡上、中部和阴坡下部相对较低。3)其生态系统碳储量((207.88±16.07)^(357.85±20.80)t/hm2)在谷地、阳坡下部和阴坡上、中部4个立地类型显著高于阳坡上、中部和阴坡下部3个立地类型(33.2%~72.1%,P<0.05)。4)其植被净初级生产力((5.80±0.26)^(8.87±1.17)t/(hm2·a))在阳坡下部和阴坡上、中部3个立地类型相对较高,显著高于阴坡下部(31.2%~52.9%,P<0.05),阳坡上、中部与谷地3个立地类型居中,高于阴坡下部(15.5%~26.4%,P>0.05),阴坡下部最低。5)其年净固碳量((2.76±0.10)^(4.15±0.32)t/(hm2·a))在阳坡下部和阴坡上、中部3个立地类型相对较高,显著高于阴坡下部(27.9%~50.4%,P<0.05),阳坡上、中部与谷地3个立地类型居中,高于阴坡下部(12.3%~23.9%,P>0.05),阴坡下部最低。因其植被年净固碳量低于我国陆地植被平均固碳量(15.3%~43.7%),故小兴安岭天然白桦林属于碳汇功能相对较低的森林类型。

农牧一体化生产下的玉米碳含量与碳同化量研究

为探索“玉米田养鹅”生产模式对系统碳截获量的影响,通过对比试验方法进行田间试验,结果表明:玉米田养鹅处理对玉米干物质积累和碳同化能力无明显影响;常规处理中除草剂降低了杂草的拮抗作用,其系统总干物质积累和碳同化量均较高;在生殖生长阶段,由于杂草对资源的竞争使对照下玉米的干物质积累和碳同化量显著低于常规处理。总的来看,玉米田养鹅处理对杂草群落控制效果显著,鹅采食杂草后所转化的粪肥是间接的同化碳投入,潜在增加了系统碳同化量。

大兴安岭天然沼泽湿地生态系统碳储量

采用碳/氮分析仪测定法与标准木解析法,研究大兴安岭5种典型天然沼泽湿地(草丛沼泽、灌丛沼泽、毛赤杨沼泽、白桦沼泽和落叶松沼泽)的生态系统碳储量(植被和土壤)、净初级生产力、植被年净固碳量及其沿沼泽至森林方向过渡带水分环境梯度的分布格局,揭示其空间变异规律性,并定量评价寒温带5种典型天然沼泽湿地的碳储量与固碳能力及其长期碳汇作用。结果表明:①5种天然沼泽湿地的植被碳储量分布在(0.48±0.08)—(8.33±0.66)kgC/m2之间,沿过渡带环境梯度呈递增趋势;②土壤碳储量分布在(19.21±6.17)—(38.28±4.86)kgC/m2之间,沿过渡带环境梯度却呈递减趋势;③生态系统碳储量分布在(27.54±7.16)—(38.76±4.58)kgC/m2之间,沿过渡带环境梯度基本呈恒定分布规律性,且以湿地土壤碳储量占优势地位(69.8%—98.8%);④植被净初级生产力分布在(0.68±0.10)—(1.08±0.12)kg.m-.2a-1之间,毛赤杨沼泽最高,草丛沼泽、灌丛沼泽、白桦沼泽居中,落叶松沼泽最低,且总体上低于温带森林湿地而高于寒温带天然落叶松林;⑤植被年净固碳量分布在(0.32±0.09)—(0.51±0.06)kgC.m-.2a-1,毛赤杨沼泽最高(高于全球植被平均年净固碳量)、灌丛沼泽和白桦沼泽居中(达到或接近全球平均值)、草丛沼泽和落叶松沼泽最低(略低于全球平均值),故这5种沼泽湿地均属于碳汇功能相对较强的湿地植被类型。

辽河三角洲河口芦苇沼泽湿地植被固碳潜力

增加陆地生态系统碳汇是一种有效应对CO2浓度升高的措施。河口湿地是一类特殊的陆地生态系统,是生产力最高的生态系统之一。研究河口湿地的固碳潜力对准确评估河口湿地碳汇、发挥和提高湿地固碳功能具有重要意义。通过野外调查和数值模型,量化研究了辽河三角洲河口沼泽湿地的植被固碳潜力。根据区域的实际情况,将植被的固碳潜力分为湿地演替、人工灌溉苇田和气候变化的潜力。研究结果表明辽河三角洲河口沼泽湿地植被具有很高的固碳潜力,翅碱蓬(Suaeda pterantha)群落扩张每年可递增固碳潜力0.053—0.07Gg C,滩涂转变为芦苇(Phragmites australis)沼泽每年可递增固碳潜力0.07Gg C,芦苇、獐毛草甸(Aeluropus sinensis)演替为芦苇沼泽的固碳潜力为17.2 Gg C/a,通过灌溉管理措施,芦苇沼泽的固碳潜力为474.6—544.6 Gg C/a。根据未来气候变化情景和预测结果,到2030年、2050年、2100年,芦苇沼泽湿地的固碳潜力分别为576.9—655.1Gg C/a,603.3—684.1Gg C/a,680.9—769.4Gg C/a,其中由人工灌溉苇田的潜力最大。

立地类型对长白山天然白桦林生态系统碳储量的影响

利用相对生长方程与碳/氮分析法,对比分析长白山天然白桦林在7个立地类型(阳坡上、中、下部与阴坡上、中、下部及谷地)上的生态系统碳储量(植被与土壤)、净初级生产力与年净固碳量,揭示立地类型对温带白桦林生态系统碳库与固碳能力的影响规律。结果表明:1长白山天然白桦林植被碳储量(45.61 87.22 t·hm-2)呈阴坡上、中部与谷地>阳坡上、中部与阴坡下部>阳坡下部变化趋势,且高立地型显著高于低立地型50.8%91.2%(P<0.05),中立地型高于低立地型20.4%44.4%(P>0.05);2土壤碳储量(66.71 158.51 t·hm-2)呈阳坡上部、阴坡中部与谷地>阳坡中、下部与阴坡下部>阴坡上部变化趋势,且高立地型显著高于低立地型99.3%137.6%(P<0.05),中立地型高于低立地型40.7%67.0%(P>0.05);3生态系统碳储量(139.44 231.12 t·hm-2),呈阴坡中部与谷地>阳坡上部与阴坡下部>阳坡中、下部与阴坡上部变化趋势,且高立地型显著高于低立地型35.6%65.7%(P<0.05),中立地型高于低立地型5.8%34.7%(P>0.05);4植被净初级生产力(4.92 11.25 t·hm-2·a-1)和年净固碳量(2.32 5.32 t·hm-2·a-1)均呈阴坡上、中部>阳坡上、下部与阴坡下部及谷地>阳坡中部变化趋势,且高立地型显著高于中、低立地型42.5%128.7%和45.2%129.3%(P<0.05),中立地型高于低立地型10.6%56.3%和14.2%53.4%,但仅阴坡下部提高显著。因此,长白山白桦林生态系统碳库与固碳能力均受到立地类型的强烈影响,故对其碳汇功能评价应考虑其立地分异规律性。

立地类型对张广才岭天然白桦林生态系统碳储量的影响

运用相对生长方程与碳/氮分析方法,测定了我国温带张广才岭7种立地类型(阳坡上、中、下坡位和阴坡上、中、下坡位及谷地)天然白桦林的生态系统碳储量(植被与土壤)及植被净初级生产力与年净固碳量,揭示立地类型对温带天然白桦林生态系统碳库及其固碳能力的影响规律。结果表明:1白桦林植被碳储量((76.28±18.11)—(115.57±5.59)t C/hm^2)在阴、阳坡的上坡位和下坡位显著高于谷地35.1%—51.5%(P<0.05),阴、阳坡中坡位高于谷地但差异性不显著(32.5%—33.6%,P>0.05);2其土壤碳储量((81.53±6.15)—(181.90±21.62)t C/hm^2)在阳坡各坡位显著高于阴坡中、下部与谷地24.0%—123.1%(P<0.05),阴坡上、中部显著高于阴坡下部和谷地36.0%—81.2%(P<0.05);3其生态系统碳储量((174.57±20.27)—(282.96±17.92)t C/hm^2)在阳坡各坡位显著高于阴坡中、下坡位与谷地14.1%—62.1%(P<0.05),阴坡上、中坡位显著高于阴坡下坡位与谷地19.5%—48.1%(P<0.05);4其植被净初级生产力((6.98±1.60)—(9.59±0.69)t hm^(-2)a^(-1))在阴、阳坡上坡位显著高于阴坡中坡位34.2%—37.4%(P<0.05),其他4个立地类型高于阴坡中坡位但差异性不显著(8.5%—20.6%,P>0.05);5其年净固碳量((3.26±0.74)—(4.56±0.36)t C hm^(-2)a^(-1))在阳坡上坡位显著高于阴坡中坡位39.9%(P<0.05),其他5个立地类型高于阴坡中坡位但差异性不显著(9.2%—30.4%,P>0.05)。因此,张广才岭天然白桦林的生态系统碳储量及其固碳能力均存在着明显的立地分异规律性,故在评价与管理我国温带白桦林碳汇时应考虑立地类型影响。

长白山原始针叶林沼泽湿地生态系统碳储量

采用年轮分析及相对生长方程法与碳/氮分析仪测定法,测定温带长白山沿湿地过渡带环境梯度依次分布的5种典型原始沼泽类型(草丛沼泽-C、灌丛沼泽-G、落叶松泥炭藓沼泽-LN、落叶松藓类沼泽-LX和落叶松苔草沼泽-LT)生态系统碳储量(植被和土壤)、植被净初级生产力与年净固碳量,定量评价温带森林湿地固碳能力及其长期碳汇作用,并揭示其沿过渡带水分环境梯度的空间分异规律。结果表明:①5种天然沼泽类型的植被碳储量(3.18±1.70)—(112.2±18.3) tC/hm2沿过渡带环境梯度总体上呈递增趋势,针叶林沼泽显著高于C和G 12.2—34.3倍,G高于C 0.6倍,且LX和LT显著高于LN 0.3—0.6倍;②土壤碳储量(296.3±42.2)—(824.50±50.79) tC/hm2沿过渡带环境梯度总体上呈递减趋势,C显著高于G和针叶林沼泽30.8%—178.3%(P<0.05),G显著高于针叶林沼泽38.7%—112.8%,且LN和LT显著高于LX 32.8%—53.4%;③生态系统碳储量(408.42±57.53)—(827.52±50.96) tC/hm2沿过渡带环境梯度总体上也呈递减趋势,C显著高于G和针叶林沼泽30.2%—102.7%,G显著高于针叶林沼泽21.5%—55.6%,且LN和LT显著高于LX 18.8%—28.0%;④5种沼泽类型的植被净初级生产力与年净固碳量分布在(5.74±0.08)—(10.98±1.67) t hm-2 a-1和(2.44±0.03)—(5.17±0.83)tC hm-2 a-1,其中,LX和LT的植被净初级生产力显著高于C、G和LN 61.2%—91.3%和34.5%—59.6%;而在植被年净固碳量方面,3种针叶林沼泽类型均显著高于C和G 28.7%—111.9%和19.4%—96.6%。故长白山5种天然沼泽类型的植被净初级生产力与年净固碳量沿湿地过渡带环境梯度总体上呈现出阶梯式递增趋势,且仅有LX和LT达到了中国陆地植被及全球陆地植被平均固碳水平。因此,温带长白山沼草丛沼泽和灌丛沼泽长期碳汇作用强于森林沼泽,湿地碳汇管理实践中应重视草丛沼泽和灌丛沼泽的保护与恢复。

煤炭开采导致的农田生态系统固碳损失评估

煤炭开采活动损坏了原生地貌和地表植被,造成了矿区及其周边环境的破坏,引起植被-土壤碳汇量减少,导致了农田生态系统碳储量的大量流失。为了量化煤炭开采对矿区农田的生态影响范围,评估矿区农田生态系统固碳损失,本研究以长河流域矿区为例,构建了一种估算煤炭开采导致农田生态系统固碳损失的方法。利用矿区数据、遥感数据、气候数据、地理数据等确定农田直接受损区和参照区,通过测算直接受损区周边归一化植被指数(NDVI)的变化趋势确定间接受损区;采用增强自适应的遥感图像时空融合方法(ESTARFM)和CASA模型计算农田植被固碳量,实地采样并测试了农田土壤有机碳;结合矿区土地利用变化计算矿区农田生态系统固碳损失量。结果表明:2000—2015年,长河流域矿区因煤炭开采导致的农田直接受损面积为5.06 km^2,间接受损面积为18.99 km^2;矿区农田植被固碳量为3936.16 t/km^2,土壤碳储存量为6737.05 t/km^2;矿区农田生态系统固碳总损失量为30737.68 t,其中直接受损区固碳损失量占总损失的42.12%,间接受损区固碳损失量占总损失的57.88%,表明间接受损区也应纳入煤炭开采导致的生态破坏的评估中;煤炭开采对矿区农田生态系统固碳量的影响属于失碳效应。

温带长白山天然阔叶林沼泽湿地生态系统碳储量

【目的】数据性分析了几种沼泽类型的长期碳汇作用、碳储量和固碳能力。目的是为了揭示几种沼泽类型的空间变异规律。【方法】采用年轮分析仪及相对生长方程法与碳/氮分析仪测定法,研究了生态系统的植被年净固碳量及净初级生产力,主要研究温带长白山沿湿地过渡带环境梯度顺序分布的4种天然沼泽的生态系统碳储量(土壤和植被),这4种沼泽类型包括:白桦沼泽、毛赤杨沼泽、灌丛沼泽和草丛沼泽。并分析了这几种类型的沼泽沿过渡带水分环境梯度的分布格局。【结果】(1)各个不同的沼泽植被碳储量分布((3.18±0.17)t/m^2^(54.04±23.76)t/m^2)沿过渡带环境梯度呈递增趋势,2种阔叶林沼泽显著高于草丛沼泽和灌丛沼泽15.9~16.0倍和9.3~9.4倍(P<0.05),且灌丛沼泽高于草丛沼泽0.63倍(P>0.05)。(2)土壤碳储量为((459.67±7.11)t/hm^2^(824.5±50.79)t/hm^2)跟随过渡带环境梯度出现递减趋势,草丛沼泽显著高于2种森林沼泽和灌丛沼泽30.8%~79.4%(P<0.05),灌丛沼泽显著高于2种森林沼泽20.4%~37.1%(P<0.05)。(3)生态系统碳储量((516.71±6.44)t/hm^2^(827.52±50.96)t/hm^2)的草丛沼泽显著高于灌丛沼泽与森林沼泽30.2%~61.3%(P<0.05),这表明沿过渡带环境梯度生态系统碳储量总体上也呈递减趋势,灌丛沼泽高于白桦沼泽23.8%(P<0.05)和毛赤杨沼泽10.0%(P>0.05)。(4)植被年净固碳量((2.44±0.03)t/(hm^2·a)^(6.36±0.53)t/(hm^2·a))沿过渡带环境梯度呈现出阶梯式递增趋势,2种森林沼泽显著高于草丛沼泽与灌丛沼泽1.4~1.6倍和1.3~1.4倍(P<0.05),且高于中国陆地植被年均固碳量20%~30%及全球植被年均固碳量45%~55%。【结论】这表明森林沼泽湿地的固碳量远远高于陆地植被固碳量,故温带长白山2种阔叶林沼泽应属于高固碳湿地类型。

基于CASA模型的长江口崇明东滩湿地植被净初级生产力与固碳潜力

湿地生态系统具有很强的储碳、固碳能力,在全球碳循环中占有重要地位。为了解盐沼的固碳能力,以崇明东滩南部典型盐沼潮沟体系为对象,结合实验观测与遥感影像解译,估算了盐沼湿地的净初级生产力,并探讨了环境变化下盐沼湿地固碳潜力的变化。结果表明:盐沼植物净初级生产力表现出显著的时空差异,时间差异体现在年际和季节差异,即2013年和2017年盐沼植物净初级生产力总量分别为245.70和257.75 t C·a^(-1),呈现略微增长趋势;夏季植物净初级生产力(97.70±69.31 g C m^(-2)·month^(-1))显著高于其他季节(P<0.05);空间差异表现为净初级生产力随高程降低而降低,其中芦苇群丛的净初级生产力(1079.64±168.34 g C·m^(-2)·a^(-1))显著高于其他覆被类型(P<0.05);2017—2018年,研究区盐生植物固碳能力仍低于同一区域的陆地植被平均固碳水平,随崇明东滩盐沼逐渐成熟,固碳能力可进一步提高;在海平面上升背景下,盐沼植被的陆向演替,弥补了盐沼前缘侵蚀造成的有机碳损失,植物总固碳潜力每年递增130.24~250.12 t;而全球气温的持续升高以及河口环境的动态变化,如海平面上升、岸线侵蚀、植被演替及人为干扰等,增加了盐沼固碳能力的不确定性。在全球变化背景下,合理分析并预测其对碳循环的贡献,将为利用滨海湿地固碳增汇提供科学参考。

呼伦贝尔林草交错带植被固碳释氧功能变化及其驱动力研究

为了探究呼伦贝尔林草交错带固碳释氧功能的变化特征及其对气候和土地利用变化的响应,基于NDVI、气象和土地利用数据,采用CASA模型估算了交错带植被净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP),通过Pearson相关分析和地理加权回归分析探究了固碳释氧功能变化的主要驱动因素。结果表明:2000-2018年固碳释氧总量增加21.38%,其中新巴尔虎左旗(43.40%)和鄂温克族自治旗(27.41%)增加最显著。基于2000年、2010年、2018年土地利用数据进行统计,林地、草地、耕地、湿地和沙地的固碳释氧总量和单位面积平均值均增加,尤其是沙地(总量37.36%,均值36.53%)最为显著,其次为草地(总量27.86%,均值26.51%)。研究表明,沙化土地封禁等保护措施对沙化地区固碳释氧功能的提升有着重要的推动作用。而气候变化是整个研究区固碳释氧服务功能提升的主要驱动力,且林区和草原区主要驱动因子分别是气温和降水。

我国植被生态系统固碳能力提升潜力空间格局研究

通过植被的光合作用对大气中的CO_(2)进行收集与捕捉是当前实现“碳中和”目标的重要手段,目前的研究大多是聚焦于当前植被的固碳能力的强弱,而对于当下植被固碳能力提升潜力大小的研究相对较少。为此,基于1982—2017年全球陆表特征参量⁃植被净初级生产力(GLASS NPP)产品以及Miami模型分别构建遥感观测和气候模型模拟的全国NPP潜在最大值空间分布结果,通过与2017年实际监测的NPP进行比较,计算得到两种不同的全国植被固碳能力提升潜力结果,分别进行空间特征分析,并对比两者冷热点区域空间分布的差异性,最后与我国目前规划的重点生态功能区进行叠加对比,得出以下主要结论:(1)两种方法得到的全国固碳能力提升潜力空间分布整体趋势均表现为“南高北低”,且空间分布特征呈现出高度空间自相关特性(空间正相关性,表现为“高高聚集”“低低聚集”),但局部差异较大。(2)基于遥感观测为最大潜力值的方法所得到的全国固碳能力提升潜力热点区集中在三个区域,分别分布在四川省、广东省、浙江省以及江苏省境内。基于气候模型模拟为最大潜力值的方法所得到的固碳能力提升潜力热点区域主要分布在以江西省、广东省、广西为核心的南方8个省份。(3)当前我国重点生态功能区的碳固定潜能并不突出,因此建议有关部门在今后的政策制定过程中将这一方面也加以考虑。

西安市果园固碳制氧功能及生态价值评估

以西安市为研究区域,探讨果园生态系统固碳制氧功能,并利用水热平衡关系方程及植物的生理生态特点建立的自然植被的净初级生产力模型评估西安市果园生态系统服务功能及生态经济价值。结果表明,西安市果园生态系统平均每年的总生长量为832. 41万t,固碳370. 42万t,每年每公顷固碳3. 34 t;平均果园释放氧气量9. 01t·a^(-1)·hm^(-2)。平均每年固C的经济价值为23. 95×10~4万元,平均每年每公顷固C的经济价值为2 159. 61元;平均释放氧气的经济价值为39. 96×10~4万元·a^(-1),平均释放氧气的经济价值为3 603. 56元·a^(-1)·hm^(-2)。