Total Carbon Stock and Potential Carbon Sequestration Economic Value of Mukogodo Forest-Landscape Ecosystem in Drylands of Northern Kenya

Carbon sequestration is one of the important ecosystem services provided by forested landscapes. Dry forests have high potential for carbon storage. However, their potential to store and sequester carbon is poorly understood in Kenya. Moreover, past attempts to estimate carbon stock have ignored drylands ecosystem heterogeneity. This study assessed the potential of Mukogodo dryland forest-landscape in offsetting carbon dioxide through carbon sequestration and storage. Four carbon pools (above and below ground biomass, soil, dead wood and litter) were analyzed. A total of 51 (400 m2) sample plots were established using stratified-random sampling technique to estimate biomass across six vegetation classes in three landscape types (forest reserve, ranches and conservancies) using nested-plot design. Above ground biomass was determined using generalized multispecies model with diameter at breast height, height and wood density as variables. Below ground, soil, litter and dead wood biomass;carbon stocks and carbon dioxide equivalents (CO2eq) were estimated using secondary information. The CO2eq was multiplied by current prices of carbon trade to compute carbon sequestration value. Mean ± SE of biomass and carbon was determined across vegetation and landscape types and mean differences tested by one-way Analysis of Variance. Mean biomass and carbon was about 79.15 ± 40.22 TB ha-1 and 37.25 ± 18.89 TC ha-1 respectively. Cumulative carbon stock was estimated at 682.08 TC ha-1;forest reserve (251.57 TC ha-1) had significantly high levels of carbon stocks compared to ranches (209.78 TC ha-1) and conservancies (220.73 TC ha-1, P = 0.000). Further, closed forest significantly contributed to the overall biomass and carbon stock (58%). The carbon sequestration potential was about 19.9MTCO2eq with most conservative worth of KES 39.9B (US$40M) per annum. The high carbon stock in the landscape shows the potential of dryland ecosystems as carbon sink for climate change mitigation. However, for communities to benefit from bio-carbon funds in future, sustainable landscape management and restorative measures should be practiced to enhance carbon storage and provision of other ecosystem services.

黄土高原和六盘山区的林水协调多功能管理

【目的】面对实施黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略、推进“山水林田湖草”系统治理的国家要求,黄土高原等旱区的林业发展和植被恢复必须改变传统方式,增加考虑水资源的限制和对水资源的影响,关注森林的多种功能优化,探索如何克服长期存在的忽视水资源承载力、造林成活率低和生长不良、减少河川径流危及区域供水安全、整体功能低下等问题,实现森林多功能性的整体提升。【方法】针对深入理解林水关系和进行森林多功能管理的科技需求,自2000年以来在黄土高原的泾河流域和作为黄土高原区域重要水源地的六盘山土石山区,围绕“结构”、“格局”、“过程”、“耦合”、“尺度”等关键内容,在从单株到区域的多个空间尺度上,采用观测对比、统计分析、模型模拟等多种手段,长期开展旱区森林生态水文和多功能管理研究。【结果】1)林业高质量发展的本质是森林多功能优化的定量精准管理,为此需深入理解和准确量化立地环境与林分结构对多种功能形成的影响,在考虑多种功能的相互作用和供需关系基础上明确各功能的重要性差异,通过科学设计和合理调控森林的数量、质量(结构)和空间格局而权衡优化相互竞争的多种功能,在保证森林本身稳定的前提下尽可能同时满足对主导功能及其他功能的需求。2)提出了旱区林水协调多功能管理的实现途径,即在管理决策时除继续考虑可造林土地面积、立地质量、可用造林苗木等限制外,增加水资源管理及多功能管理的决策内容,并嵌入到传统的森林单功能经营决策过程中,这涉及流域森林覆盖率(造多少?)、森林空间分布(在哪造?)、植被类型和树种组成(造什么?)、林分结构(怎么管?)4个决策层。3)按决策层梳理总结了相关技术成果,在确定黄土区流域合理森林覆盖率方面,将仅考虑年降水量限制的潜在森林覆盖率提升为同时考虑降水量与产流要求限制的合理森林覆盖率,这可藉助于有关统计关系及率定过的流域水文模型模拟;在确定流域内的森林合理空间分布方面,提出相关决策需增加考虑立地类型的产流差别及其造林响应,这可借助于分布式流域水文模型模拟结果或研发的区域植被承载力计算系统;在林分尺度的森林多功能管理方面,提出了5个决策步骤,即进行立地质量分类、确定各地类的主要功能及优先性、调查现有林分结构特征、诊断现有林分的结构与功能、编制面向结构与功能的管理计划;为给森林多功能管理提供参照和目标,提出了不同详细程度的多功能水源林理想结构,包括表示为“3×0.7+X”的一般化理想结构(郁闭度0.7左右,0.6~0.8;地表覆盖度0.7以上;林木高径比0.7 m/cm以下,至少不超过0.9;X表示其他要求)、通过权衡多种功能和林分稳定的需求而确定的华北落叶松中龄林多功能合理密度、基于主要功能的变化规律和重要性排序而确定的不同海拔和林龄时的华北落叶松林多功能合理密度。【结论】本文证实了林水协调多功能管理的理论先进性和技术可行性,是旱区林业高质量发展的可行途径。通过深入认识和定量分析森林多种功能的变化规律,结合应用本文提出的管理技术,就可以科学设计和合理调节森林的数量(覆盖率)、质量(结构)和分布格局,整体提升森林的多种功能,更好地满足社会发展需求。但是,现有成果还有局限性,仍需针对各地情况开展更多理论与技术研究,助力“山水林田湖草”生命共同体治理及黄河流域生态保护和高质量发展。

干旱缺水地区森林植被蒸散耗水研究

系统总结近年来在宁夏固原六盘山、北京延庆等干旱缺水地区进行的森林植被蒸散耗水研究结果。乔、灌、草作为土壤水分限制型生态系统的坡面植被,蒸散都是水分平衡的最大分项,其中植被蒸腾又是蒸散的最大分项。植被蒸散量一般表现为高大乔木林>亚乔木林>灌木林>自然草地,但人工草地>自然草地。可依坡面产水功能将不同植被分类,自然草地和灌丛为水源生产型,亚乔木林为水源平衡型,高大乔木林和人工草地为水源消耗型。植株密度不是坡面植被蒸散大小的决定性因子,其作用更多的是调控蒸腾量及其占蒸散比例。虽然降低植株密度一般会减小蒸散,但并不是相同比例地线性下降,不同植被类型反应也不一样,表现出降低密度减少蒸散的作用从乔木、亚乔木到灌木而变弱的趋势,降低密度减少蒸散的作用是有限的。对降低密度减少蒸散的作用大小,作为调控措施的有效性,有效的密度调控范围等,还需严格的对比实验和理论研究。估计和评价植被蒸散耗水时,用叶面积指数或叶生长量指标可能比密度更符合生物学逻辑。从在干旱缺水地区建立节水、稳定、高效、多功能的坡面植被的角度而言,草地和灌丛的蒸散低于乔木林,建立稀树草原或稀树灌丛式的植被可能更利于流域产水和植被稳定。从小流域管理的角度而言,还需考虑在土壤水分承载力空间差异的基础上,探讨能兼顾产水功能、水土保持、水源涵养、植被稳定的植被空间优化配置的理论和技术。

干旱地区森林对流域径流的影响

森林对流域径流的影响包括森林对流域径流形成机制的影响、 森林对流域径流量的调节以及森林对流域径流水质的影响3个方面。论文根据作者在黄土高原和北京土石山区多年研究的结果， 并结合国内同行在森林水文方面的研究成果， 就干旱地区森林对流域年总径流量、 洪峰流量、 枯水径流以及径流水质等方面的影响作了概括。结果表明， 在干旱地区随着森林植被覆盖率的增加， 流域年总径流量减少； 森林植被可以大幅度地减小小流域的暴雨洪峰流量； 森林植被覆盖率越高， 枯水径流量随之增加； 森林可以在很大程度上改善流域径流水质。根据干旱地区森林植被可以减少流域年径流总量的研究结果， 初步估算目前我国干旱地区林业生态工程建设（包括天然林）的生态用水量为160亿m3左右。由于森林植被对流域径流影响的复杂性和尺度依赖性， 森林在区域（或大流域）尺度的水文功能评价仍有待于进一步深入研究。

磺酰脲类除草剂的应用技术

介绍了磺酰脲类除草剂在中国的登记情况。从水田作物、旱地粮经作物、园林草坪植物、森林防火道与非耕地等四个方面,对一些南方常用磺酰脲类除草剂品种的应用技术作一简述。

渭北旱塬核桃经济林径流林业技术应用研究

针对渭北旱塬地区干旱少雨的气候条件，布设试验样地，采取不同覆盖材料和集水整地措施，从土壤温度、含水量等方面分析其对核桃经济林造林的影响。结果表明，造林时采取一定的微型集水工程和覆盖措施，在集流节水、抑制蒸发和保蓄土壤水分等方面是有效的，薄膜、麦秸和杂草3种覆盖材料中，以薄膜覆盖集水效果最好，含水量达到21．74％，对0～20 cm土层增温效果明显，能够显著提高造林成活率，从而提高核桃经济林的产量和质量。

祁连山西部青海云杉径向生长对气候因子的响应

利用树木径向生长监测仪(Dendrometer)和自动气象站在祁连山西部对8棵青海云杉的径向生长及环境因子进行了连续监测研究。结果表明:Gompertz函数拟合结果显示,2018—2020年青海云杉的径向生长分别开始于4月19日、4月17日和4月10日,在日平均气温超过5.5℃时径向生长开始;青海云杉生长结束时间分别为8月17日、8月21日和7月19日,生长结束时间与生长季末期降水量有关。研究区青海云杉径向生长量受干旱抑制强烈,其中与7月的日均温(负相关)和日降水量(正相关)相关性最高,与生长季初期(5月)的日降水量的相关关系存在年际间差异。

旱区城市扩展过程区位因素研究——以中国呼包鄂榆城市群为例

认识城市扩展过程的区位因素特征对旱区城市可持续发展具有重要意义。为此,以中国呼包鄂榆城市群为例,利用随机森林方法量化区位因素对城市扩展过程的影响。研究发现:随机森林方法能够有效地量化旱区城市扩展过程区位因素的基本特征,模型的AUC(area under curve)值达到0.97。同时,到城市中心距离对区域1980—2017年城市扩展过程影响最大,重要性达到42.62%。国道、高速公路和铁路等交通因素也有重要的影响,重要性均大于10%。此外,所有区位因素对区域城市扩展过程的影响均存在尺度效应,其中地形、气候和河流对城市扩展过程影响的尺度效应相对比较明显。地形、气候和河流对大城市影响的重要性分别为27.17%、20.23%和8.12%,分别是其对小城市影响的4.02倍、3.91倍和2.36倍。因此,建议在旱区城市建设中,应该高度重视地形、气候和河流等自然要素的约束作用,因地制宜地进行城市规划和建设。