海上丝绸之路经济带中国沿线省市生态系统碳储量演化分析与预测

[目的]丝绸之路经济带促进沿线各个国家和地区城市经济的快速发展,引起土地利用的深刻变化,研究该区域土地利用所引起的碳储量变化,对优化土地利用格局、实现双碳目标具有重要意义。[方法]通过耦合PLUS-InVEST模型评估与预测21世纪海上丝绸之路中国沿线5个省市1980—2030年的土地利用碳储量情况,模拟多情景下土地利用碳储量时空特征,探究土地利用对碳储量影响。[结果]50年间区域的耕地显著减少,建设用地显著增加,林地能够实现基本的动态平衡;50年间该区域的碳储量流失量巨大且流失速度不断加剧,碳储量减少区域主要位于南部粤港澳大湾区、北部上海、杭州地区和沿海岸线;通过现状与多情景分析,未来碳储量减少主要受耕地流失、建设用地激增的影响;在生态保护情景碳储量有所增加、维持建设用地水平的耕地保护情境下,碳储量大量减少。自然变化情景同经济加速发展情景碳储流失量相当。[结论]通过研究碳储量与情景模拟相结合,可知研究区现处于经济加速发展状态,碳储量流失加剧是由于耕地流失与城市化的进程加速,减缓碳储量流失的关键因素是林地总量动态平衡;基于区域现状与发展地位,应在现有经济发展现状下,严格保障耕地和林地保有量,集约利用现有建设用地,对草地等生态用地提质,以维护区域生态碳储量水平。通过研究为实现海上丝绸之路经济与生态发展协调提供参考。

黄河流域陆地生态系统碳储量测算及其影响因素

准确估算陆地生态系统碳储量,科学制定生态环境保护和土地利用政策,对促进区域低碳可持续发展,实现“碳中和”目标具有重要意义。基于大量碳密度样点数据,将其与生态地理分区和土地利用类型图空间叠置,采用克里金插值法得到黄河流域碳密度空间分布数据集。应用InVEST模型对2000年、2010年和2020年黄河流域陆地生态系统碳储量的时空演变测度,提高了碳储量估算结果的准确性。利用Pearson相关性分析和多尺度地理加权回归模型(MGWR)对自然、社会经济和景观格局指数等因素对县级行政单元尺度单位面积碳储量的影响进行分析。主要结论如下:(1)黄河流域碳密度空间分布呈西部大于东部、东部地区自东南向西北递减的格局;(2)2000—2020年黄河流域陆地生态系统碳储量增加0.02%(7.011×10~9—7.012×10~9t),空间分布与碳密度相同,空间集聚特征显著,“高高集聚区”主要分布在黄河上游西南部的青藏高原地区,“低低集聚区”主要分布在黄河上游北部和黄河下游大部分地区;(3)Pearson相关性分析得出与碳储量呈正相关的影响因素为Pr(降水)、NDVI(归一化植被指数)和Slope(坡度);呈负相关的影响因素为TEM(温度)、HAI(人类影响指数)、SHDI(香农多样性指数)、DN(夜间灯光数据像素值)和PPOD(人口密度)。(4)MGWR模型得出TEM、Pr、NDVI和SHDI空间异质性强,HAI在2010年后异质性强;Slope空间异质性中等;DN和PPOD为全局尺度变量,空间影响平稳;(5)MGWR模型得出NDVI对黄河流域县级单位面积碳储量作用强度最大。NDVI、Slope对县级单位面积碳储量的影响呈正效应,TEM、HAI、DN和PPOD呈负效应,Pr、SHDI呈正、负双向效应。

2010—2020年桂林市生态系统碳储量演化及土地利用的驱动影响

随着经济发展与城市化进程加快,人类活动对生态环境的扰动越来越强烈,导致生态环境问题日益明显,社会对生态环境安全更加关注。本研究选取桂林市2010年、2015年、2020年共三期土地利用数据,利用ArcGIS分析其土地利用变化情况,并通过InVEST模型计算出2010—2020年桂林市生态系统碳储量,结合土地利用转移变化,分析土地利用变化对碳储量变化的影响。结果表明:(1)桂林市土地利用类型以林地为主,2010—2020年林地面积持续占桂林市土地面积的60%以上,2010-2020年桂林市土地利用变化主要表现为建设用地的快速扩张;(2)2010、2015、2020年桂林市总碳储量分别为2503.45×10^(6)t、2493.36×10^(6)t、2490.56×10^(6)t,呈现逐年减少的趋势,桂林市的固碳能力有所降低;(3)土地利用布局在极大程度上影响了碳储空间分布,桂林市碳储量存在显著的空间变异格局,西北及东部地区碳储量总体较高;(4)不同土地利用类型具有不同的固碳能力,林地、草地、耕地、建设用地、未利用地和水域对研究区的碳储贡献依次降低。本研究通过对桂林生态系统碳储量时空演化分析,以及土地利用变化对生态系统碳储量的影响进行探究,对桂林市国土空间规划、土地利用调整提供科学依据。

哈密市土地利用变化对生态系统碳储量的影响研究

基于InVEST模型评估1990—2020年哈密市碳储量变化及其对土地利用变化的响应,运用最优参数地理探测器模型分析碳储量空间驱动因素,并采用PLUS模型预测2040年生态系统碳储量。结果表明,1990—2020年哈密市耕地、草地、建设用地面积增加,未利用地、林地、水域面积减少,生态系统碳储量共增加3855.93×10^(4) t,呈现中间高、四周低的空间分布特征,土地利用与人为干扰指数是主要驱动因素。未利用地向草地转移是碳储量增加的主要原因,生态用地向建设用地和未利用地转移是碳储量减少的主导因素。2040年哈密市生态系统碳储量预测值为50525.62×10^(4) t,伊州区和巴里坤县为未来碳储量主要增加区。

吉林省生态系统碳储量影响因素分析

基于1990年、2000年、2010年和2020年吉林省土地利用数据,通过InVEST模型估算1990~2020年吉林省生态系统碳储量,并进一步探究吉林省生态系统碳储量的影响因素及其区域差异.结果表明:1990~2020年吉林省生态系统碳储量呈现先上升后下降的趋势并存在空间正相关性.吉林省生态系统碳储量受到气候、植被等自然因素以及经济发展、城市建设和农业生产等人为因素的影响,年均NDVI和地表人类活动强度是主要的正向和负向影响因素,影响系数分别为1.09和-0.32.吉林省生态系统碳储量受空间因素的影响,忽略空间因素可能会高估气候因素对吉林省生态系统碳储量的影响.年均NDVI和地表人类活动强度均有正向的空间溢出效应,影响系数分别为0.83和0.73.吉林省东、中、西部生态系统碳储量的影响因素存在区域异质性.

气候变化下黑土区陆地生态系统碳储量时空格局与模拟

以典型黑土区——三江平原为研究区,采用最小二乘法揭示1990-2020年气候变化下研究区陆地生态系统碳储量变化趋势,借助重心分析和冷热点分析方法揭示研究区陆地生态系统碳储量时空分异特征,利用地理加权回归法分析气候因子对碳储量的影响,并借助CMIP6数据模拟和预测高强迫情景(SSP585)和中等强迫情景(SSP245)下陆地生态系统碳储量。结果表明:气候变化背景下1990-2020年研究区碳储量呈波动下降趋势,碳储量损失约2.66×10^(7)t;碳储量高值区主要分布在西北部和东部地区,碳储量低值区主要分布在北部和东南部地区;1990-2020年研究区碳储量下降速率变化幅度较大,其中鹤岗市碳储量下降速率最大,佳木斯市最小。1990-2020年研究区碳储量重心向东北方向移动1340m,其中2000-2020年向东北方向偏移1680m;碳储量热点区呈片状和块状分布格局,冷点区呈片状和带状分布格局,热点区范围基本保持不变,冷点区范围缩小。1990-2020年研究区年均气温、年降水量与碳储量关系具有显著性,呈正负无规律交错分布的空间格局。气候与土地利用变化决定碳储量的时空格局,其中林地-林地和耕地-耕地碳储量损失最大。在SSP585和SSP245情景下,2030年研究区碳储量分别为2.22×10^(7)t和2.26×10^(7)t,相比2020年分别减少2.17×10^(7)t和2.13×10^(7)t,碳储量空间分布格局未发生显著改变,但冷热点区范围均缩小,重心将持续向东北方向偏移6525m和6000m。

黄土高原陆地生态系统碳储量的时间演进与空间分异特征

[目的]揭示土地利用变化导致黄土高原陆地生态系统碳储量的时间变化及空间分异,为维护区域生态安全和土地管理提供理论指导。[方法]运用GIS、统计模型和地理探测器等方法,探究了1985—2019年黄土高原因LUCC引起的陆地生态系统碳储量的变化及空间分异的影响因素。[结果](1)1985—2019年黄土高原耕地减少277.14万hm^(2),林地、草地和建设用地分别增加167.97万hm^(2),119.35万hm^(2),128.47万hm^(2),其他土地减少143.75万hm^(2)。(2)1985—2019年黄土高原陆地生态系统碳储量共增加5225.51万t,2002年后,随着还林还草等生态工程的进一步推进,碳储量增幅明显,尤其是植被碳储量。(3)1985—2002年黄土高原陆地生态系统碳储量变化热点区域主要集中在陕西、山西、宁夏和内蒙古的部分地市;冷点区域主要集中在河南、山西、甘肃的部分地市;2002—2019年热点区域主要集中在陕西、甘肃、内蒙古和山西的部分地市;冷点区域主要集中在陕西、河南、山西、内蒙古和宁夏的部分地市。(4)黄土高原陆地生态系统碳储量空间格局受自然和人类活动的综合影响,年NDVI、实际蒸发量、人类活动强度、年降水量、坡度和高程是主要影响因子,且自然因子和人为因子组合交互作用高于单类型因子之间的组合。[结论]以退耕还林还草为主的生态工程所引起的林、草地面积增加使得黄土高原陆地生态系统碳储量不断增加。在保证粮食安全的前提下,科学制定差异化的生态治理方案,强化推进研究区生态工程建设,限制建设用地扩张,有利于提高区域碳储量。

近30年西北内陆荒漠资源大区土地利用驱动下生态系统碳储量时空变化

依据1990—2020年遥感影像、高程模型、植被、气象等数据,通过定量计算与定性分析相结合的区划分析,获取西北内陆荒漠资源大区的自然资源综合区划。根据西北内陆荒漠资源大区气候因子对全国水平下不同土地类型的碳密度进行修正,获取西部干旱区碳密度数据,利用InVEST模型,分析1990—2020年土地利用变化对碳储量的影响。结果表明:①近30 a来该研究区以草地退化为主,耕地和荒漠是草地主要转出的类型,其中2010—2020年土地利用类型变化显著;②研究区碳储量呈现西多东少的空间分布,其中西部阿尔泰山与塔城盆地温带草原亚区和伊犁盆地温带草原亚区由于草地面积较丰富而碳储量较高;③1990—2020年西北内陆荒漠资源大区的碳储量总体呈波动下降趋势,土地利用类型的转化引起碳储量净减少1.86×10^(8) t,其中2000年和2020年研究区大量草地转化为荒漠,使土壤碳储量明显下降,固碳潜力有所下降。本次对西北内陆荒漠资源大区土地利用对生态系统碳储量时空变化的评估,有助于判断生态系统功能的转化趋势,为生态系统调控和促进该地区低碳可持续发展提供参考。

长白山月亮湾亚高山湿地生态系统碳氮储量沿水分梯度空间分异规律及机制

湿地在全球碳氮循环中具有重要作用,揭示高海拔湿地碳、氮储量空间分异规律有助于减少其碳氮储量估算的不确定性。采用相对生长方程法与碳/氮分析仪测定法,同步测定长白山月亮湾亚高山湿地沿水分梯度(生长季水位由23 cm降低至-20 cm)依次分布的6种天然沼泽类型(下半段湖泊水分梯度的草丛沼泽-C、芦苇沼泽-L、灌丛沼泽-G和上半段阶地水分梯度的下部-LNx、中部-LNz和上部-LNs生境的落叶松泥炭藓沼泽)的生态系统碳储量、氮储量(植被和土壤)及其相关环境因子(水位、土壤有机质、全氮和全磷等),揭示高海拔湿地生态系统碳、氮储存能力沿水分梯度的空间分异规律及其形成机制,并探寻碳氮在植被、土壤和生态系统尺度上的耦合关系。结果表明:(1)其植被碳储量(2.95—59.94 t/hm^(2))和氮储量(0.044—0.733 t/hm^(2))沿水分梯度均呈下半段恒定及上半段递增的规律性,故其植被碳氮在水平空间上存在强耦合性;(2)土壤碳储量(252.05—436.86 t/hm^(2))和氮储量(10.96—18.06 t/hm^(2))沿水分梯度呈双递减型或草丛沼泽和3类生境上的落叶松泥炭藓沼泽显著高于芦苇沼泽和灌丛沼泽的变化规律性,故其土壤碳氮在水平空间上耦合性较弱,但其土壤碳、氮储量在垂直空间上的耦合性相对较强且根据其碳、氮储量的垂直变化趋势是否完全一致可分为2种类型(完全耦合型(G和LNz土壤碳氮垂直变化趋势完全一致)和基本耦合型(C、L、LNx、LNs土壤碳氮垂直变化趋势仅在表层明显不同));(3)生态系统碳储量(258.35—464.89 t/hm^(2))和氮储量(11.05—18.21 t/hm^(2))沿水分梯度呈下半段递减和上半段恒定或草丛沼泽和3类生境上的落叶松泥炭藓沼泽显著高于芦苇沼泽和灌丛沼泽的变化规律性,故其生态系统碳氮存在较强的耦合性(上半段完全耦合及下半段耦合性减弱),且其生态系统碳、氮储量均以土壤占主体且占比沿水分梯度呈递减趋势(87.13%—99.28%和95.98%—99.74%),而植被仅占次要地位且其占比沿水分梯度呈递增趋势(0.72%—12.87%和0.26%—4.02%);(4)其生态系统各组分碳、氮储量沿水分梯度空间分异的主控因子并不同,其植被碳、氮储量主要受水位所抑制,而其土壤和生态系统的碳、氮储量主要受土壤全磷所促进。因此,长白山月亮湾亚高山湿地的生态系统碳、氮储量沿水分梯度存在明显的空间分异规律,且其形成机制为微地形对水分再分配决定着植物群落类型的分布,进而控制碳氮储存能力及其两者的耦合性,故对这类环境梯度的完整性应加以重点保护。

近自然经营对马尾松人工林生态系统碳储量的影响

探究近自然经营对马尾松(Pinus massoniana)人工林生态系统碳储量的影响,可为马尾松林固碳增汇和可持续经营提供实践基础和科学依据。本研究以贵州省贵阳市开阳县龙岗镇马尾松人工林为研究对象,采用成对t检验方法对比分析近自然经营10余年后不同林分发展阶段马尾松人工林对照林分和近自然经营林分(以下简称“经营林分”)中植被层、枯落物层、土壤层碳储量的变化规律。结果表明:①近自然经营能够改变马尾松人工林生态系统不同层次碳储量的占比,但是生态系统碳储量总体依然呈现土壤层>乔木层>枯落物层>灌木层>草本层的分配规律。②马尾松人工林在不同林分发展阶段生态系统碳储量均为经营林分显著大于对照林分,表明近自然经营后相对较长的时期内能够有效提升生态系统碳储量。③植被层碳储量在中龄林阶段经营林分显著大于对照林分;枯落物层碳储量在3个林分发展阶段对照林分和经营林分无显著差异;土壤层碳储量在近熟林阶段经营林分显著大于对照林分。综上,近自然经营对马尾松人工林生态系统固碳能力的提升具有一定效果,后续还可以通过补植枫香(Liquidambar formosana)、白栎(Quercus fabri)和麻栎(Q.acutissima)等乡土阔叶树种来提高物种多样性,促进马尾松林生态系统林分生长和碳累积。本研究对马尾松林及其他人工林的经营管理具有一定的科学参考意义。

滇桂黔石漠化片区生态系统碳储量时空演变及其驱动因子

[目的]探究特殊生态脆弱区——滇桂黔石漠化片区的生态系统碳储量时空演变规律及其驱动因子,为科学评估其生态治理效果、优化土地利用格局、提高生态系统碳储量、提升生态系统碳汇能力等提供理论参考。[方法]综合运用土地利用转移矩阵、InVEST模型和地理探测器等方法,分析滇桂黔石漠化片区1990—2018年土地利用变化特征、生态系统碳储量时空演变规律及空间分异驱动因子。[结果]滇桂黔石漠化片区城市建设蓬勃发展,石漠化治理效果良好。研究期内,建设用地和水域面积分别增加116.38%和76.40%,以石漠化裸岩石质地为主的未利用地则减少47.45%并主要转化为草地和林地;滇桂黔石漠化片区生态系统碳储量呈波动下降趋势,2018年降至30.61亿t,较1990年减少了0.52%。建设用地扩张对耕地和林地的侵占是碳储量减少的主要原因;滇桂黔石漠化片区生态系统碳储量空间分布差异明显,始终维持西南较高、南部次之、北部较低的空间分异特征,整体依次对应云南片区、广西片区以及贵州片区;滇桂黔石漠化片区生态系统碳储量空间分布差异受自然地理要素和社会经济要素共同作用,但人类活动影响最为显著。“距离县中心”始终是影响力最强的单因子,且所有具备较强影响力的交互因子均包含“距离县中心”因子。[结论]滇桂黔石漠化片区的生态系统碳储量呈波动下降趋势,受自然地理、社会经济多重因素影响,其空间分布呈西南较高、南部次之、北部较低的特征。

2000−2020年华北干旱半干旱区碳储量变化特征及影响因素

生态工程背景下的碳储量空间格局变化及其影响因素识别是当前研究的焦点和前沿议题.华北干旱半干旱区作为退耕还林(草)工程成效显著区域,其碳储量动态变化与影响因素对促进碳汇以实现可持续发展具有重大意义.本研究通过修正碳密度数据,利用InVEST模型,估算了华北干旱半干旱区2000−2020年碳储量并分析了其时空变化特征,同时利用地理探测器定量探讨了影响碳储量变化的因素.结果表明:①2000−2020年华北干旱半干旱区土地利用类型的改变主要体现在耕地、未利用地和水域的减少以及林地、灌木、草地和建设用地的增加,林地和草地面积占比之和由52.94%增至54.47%,建设用地面积增幅最大,达60.59%.②华北干旱半干旱区2000年、2005年、2010年、2015年、2020年总碳储量分别为7542.46 Tg、7570.94 Tg、7733.11 Tg、7909.20 Tg、8210.84 Tg,平均变化速率为33.501 Tg/a,21年间累计增加668.38 Tg.③碳储量稳定区域的面积占92.39%;碳储量增加区域面积占5.17%,主要分布于河流沿岸的绿洲地区及山地林区,与林地、草地转入区域存在一定重叠;碳储量减少区域面积占2.45%,主要位于乌兰布和沙漠中草地-未利用地交界处以及河北省居民用地.④植被覆盖度是影响华北干旱半干旱区碳汇的首要因素,其次为年均降水量和累计造林面积.不同因子交互作用后会增强单因子对碳汇空间分异的解释力,表明区域内碳汇受到多种因素共同影响.研究显示,华北干旱半干旱区生态修复工程成效显著,碳储量持续增加,其碳汇能力主要受限于自然因素,但生态工程等积极人为措施也能显著提升碳汇.

林型和林龄对嫩江沙地人工林生态系统碳储量影响规律研究

【目的】揭示林型和林龄对温带半干旱地区嫩江流域固沙人工林生态系统碳储量的影响规律及机制,为沙地人工林碳汇管理实践提供科学依据。【方法】采用相对生长方程、碳氮分析仪测定法,同步估算具有幼龄林、中龄林、成熟林年龄序列的11、30、45年生樟子松和6、15、26年生小黑杨2种人工林,以及28年生天然榆树疏林的生态系统碳储量(植被和土壤)、植被年净固碳量及其相关环境因子(土壤含水率、有机质、全氮等),确定林型和林龄对沙地人工林生态系统碳储量影响效果。【结果】(1)在植被固碳方面,樟子松和杨树人工林均强于天然榆树疏林,尤以樟子松人工林为最佳;且樟子松、杨树人工林的植被碳储量均随林龄而递增,但两者植被年净固碳量随林龄变化规律却不同,前者为幼龄林>中龄林=成熟林,后者随林龄而递增。(2)在土壤固碳方面,杨树人工林优于天然榆树疏林,而樟子松人工林却不及天然榆树疏林;且樟子松、杨树人工林土壤碳储量随林龄的变化规律也不同,分别为先增后稳型和递增型。两者的土壤碳储量的空间分布格局也被改变,在水平空间上,前者降低了上、下部土壤层的碳储量,且在上部土壤层碳储量随林龄增强;后者增加了中上部土壤层碳储量,且在底部土壤层碳储量随林龄增强;在垂直空间上,两者幼龄林土壤碳储量垂直分层明显,至成熟林趋于弱化;(3)在生态系统固碳方面,樟子松和杨树人工林相近且均强于天然榆树疏林;樟子松和杨树人工林生态系统碳储量均随林龄而递增,但其分配格局多以植被碳储量占优势,明显不同于以土壤占优势的天然榆树疏林;(4)樟子松人工林生态系统碳储量与植被年净固碳量主要受土壤全氮所控制,而杨树人工林生态系统碳储量与植被年净固碳量主要受土壤有机质所控制。【结论】在我国温带半干旱地区流动沙丘上营造樟子松和杨树人工林不仅能够固沙而且能够增加森林碳汇,且以植被固碳占优势,故在沙地人工林碳汇管理实践中既要加强对植被碳库的维持,也要注重其土壤碳库长期固碳潜力的发挥。

2000—2020年台州市陆地生态系统碳储量对土地利用变化的响应研究

土地利用变化是陆地生态系统碳储量变化的重要影响因素。本研究以台州市为例,分析其2000—2020年土地利用及陆地生态系统碳储量的变化特征。InVEST模型计算结果显示,2000—2020年,台州市陆地生态系统碳储量累计下降186.8万t。2000—2020年台州市土地利用变化趋势主要为耕地转为建设用地,2010—2020年转化速度有加快的趋势,有519.2 km^(2)耕地转为建设用地,使得这一时期台州市陆地生态系统碳储量下降速度加快。碳中和路径下,台州市应着力提高城区集聚度和首位度,严格限制耕地转为建设用地,提高陆地生态系统碳储量。

黄土丘陵区两种主要退耕还林树种生态系统碳储量和固碳潜力

黄土丘陵区是中华文明的起源地,而原有植被却遭受严重破坏。因此,自20世纪70年代末开始的三北防护林工程、退耕还林工程和天然林保护工程等大型生态恢复工程,在本区均有大面积分布。这些工程已经对生态恢复起到重要作用,并将对全球碳素循环起到积极作用。以黄土丘陵区的主要造林树种——油松(Pinus tabulaeformis Carr.)和刺槐(Robinia pseudoacacia L.)为研究对象,共设置样方28个,测定森林乔木、灌木、草本生物量及凋落物碳储量;钻取并分析土样516份,获得土壤有机碳储量。结合文献数据和农田碳储量数据,建立0—86年生油松林和0—56年生刺槐纯林生态系统碳储量-林龄序列;在此基础上分析造林对生态系统碳储量和固碳潜力的影响。结果表明,造林后的油松林和刺槐林生态系统的植被、凋落物及土壤碳储量逐渐增加;在没有人为干扰的情况下,19、27、36、86年生油松林生态系统碳储量分别为70.76、143.43、167.30、271.23—332.26Mg/hm2;8、17、39年生刺槐林生态系统碳储量分别为80.37、94.08、140.77 Mg/hm2。受间伐干扰、45、52年生油松林生态系统碳储量分别为136.42、168.56 Mg/hm2,相对于没有人为干扰的油松林,其植被碳储量明显下降,而土壤碳储量保持稳定甚至升高。受乱砍滥伐干扰的71年生油松林和56年生刺槐林的生态系统碳储量分别为118.87、76.99 Mg/hm2,相对于没有人为干扰的森林,其植被碳储量和土壤碳储量均呈明显下降趋势。种植油松林之后的86a时间内,其生态系统固碳潜力为211.61—272.64 Mg/hm2;而种植刺槐林、在39a时间内的生态系统固碳潜力为81.15 Mg/hm2。

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。

基于InVEST模型和元胞自动机的城市扩张对陆地生态系统碳储量影响评估——以广东省为例

基于InVEST模型探索了广东省1980-2010年陆地生态系统的碳储量变化及城市扩张对碳储量的影响,并借助元胞自动机模型(CA)模拟了广东省2040年城市用地的分布,评估未来城市增长对碳储量的作用。结果表明:1980-2010年,引起碳储量减少的土地利用变化中,城市扩张所占比重持续上升,从1980-1990年的28.11%增长到2000-2010年的46.13%,表明城市扩张对生态环境的压力在不断加剧。其中,珠江三角洲城市扩张导致的碳储量减少占全省总量的80%以上。进一步结合CA模拟结果发现,2010-2040年城市扩张导致的碳储减少量比1980-2010年有所增加。其中,新增城市用地面积的来源以高碳密度的林地为主,由此导致的碳储减少量占总量比重为55.07%,比1980-2010年增长了近一倍。模拟结果也表明未来珠江三角洲仍然是碳储量减少的主要区域,其减少量占全省的70.27%。

薇甘菊入侵对深圳湾红树林生态系统碳储量的影响

外来植物入侵对生态系统碳过程的影响已经成为入侵生态学研究的热点问题。采用比较研究的方法分析了薇甘菊(Mikania micrantha H.B.K.)入侵对深圳湾红树林生态系统碳储量的影响,分别设置红树林(Kandelia candel)群落、红树林-薇甘菊群落、薇甘菊群落以及光滩等样地,采集植被、凋落物和土壤剖面样品,分析生态系统各组分的碳储量变化。结果表明,薇甘菊入侵对红树林生态系统碳储量有着显著的影响,碳储量从未被入侵下215.73 tC/hm2减少到轻、高度入侵下的197.56tC/hm2和166.70 tC/hm2,分别减少8.42%和22.72%。其中植被和土壤碳储量显著减少,凋落物碳储量显著增加。薇甘菊入侵一方面导致红树林枯萎,减少植被生物量,增加凋落物量,另一方面促进了土壤微生物活动,使土壤有机碳分解释放,降低土壤碳储量。薇甘菊入侵后红树林碳储量的降低将大大削弱生态系统的碳汇功能。

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。