森林碳蓄積量估算方法及其應(yīng)用分析

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1、第9卷第4期地球信息科學Vol.9,No.42007年8月GEO-INFORMATIONSCIENCEAug.,2007森林碳蓄積量估算方法及其應(yīng)用分析楊海軍,邵全琴,陳卓奇,張帥(中國科學院地理科學與資源研究所資源環(huán)境數(shù)據(jù)中心,北京100101)摘要:近些年來,森林銳減、土地退化、環(huán)境污染、生物多樣性喪失,特別是人類活動產(chǎn)生的C02濃度急劇上升和由此導(dǎo)致的溫室效應(yīng)等是目前人類面臨最嚴峻的全球環(huán)境變化問題,所以全球碳循環(huán)問題日益成為全球變化與地球科學研究領(lǐng)域的前沿與熱點問題,其中陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)又是全球碳循環(huán)中最復(fù)雜、受人類活動影響最大的部分。而森林生物量占整個陸地生態(tài)系統(tǒng)生物量的90%

2、,因此,為了正確評估森林在全球碳平衡中的作用,了解森林生態(tài)系統(tǒng)在碳循環(huán)中的作用,森林的碳動態(tài)研究正日益成為人們關(guān)注的重點。本文總結(jié)了估算森林固碳量的幾種方法——樣地清查法、模型模擬法和遙感估算法,分析了它們的特點及應(yīng)用等有關(guān)問題。關(guān)鍵詞:森林;碳匯;生物量;估算方法1引言立典型樣地,通過收獲法精確測定森林生態(tài)系統(tǒng)中生物量、枯落物和土壤等碳庫的碳儲量,在連續(xù)測森林生物量約占整個陸地生態(tài)系統(tǒng)生物量的定的基礎(chǔ)上可以分析森林生態(tài)系統(tǒng)各部分碳庫之間的流通量,輸入系統(tǒng)的NPP和離開系統(tǒng)的枯落物90%,生產(chǎn)量約占陸地生態(tài)系統(tǒng)的70%,它不僅在維護區(qū)域生態(tài)環(huán)境上起著重要作用,而且在全球碳與土壤的碳排放速率

3、。利用收獲法測定樣地土壤和平衡中也起著巨大的貢獻,這是由于森林本身維持枯落物碳庫的碳儲量和流通量較為容易,若實測所著大量的碳庫(約占全球植被碳庫的86%以上)。同有樹木的碳儲量和碳通量頗為困難,解決這個問題時森林也維持著巨大的土壤碳庫(約占全球土壤碳比較好的辦法是構(gòu)建預(yù)測模型,通常做法是:伐倒庫的73%)。此外,森林生態(tài)系統(tǒng)具有較高的生產(chǎn)少許樹木,確定生物量與胸徑或樹高的回歸關(guān)系,力,每年固定的碳約占整個陸地生態(tài)系統(tǒng)的三分之然后利用回歸關(guān)系和所有樹木的實測胸徑或樹高二,因此,森林生態(tài)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)全球碳平衡、減緩大推算樣地的生物量。氣中C02等溫室氣體濃度上升以及維護全球氣候樣地清查法通常用樣

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、碳蓄積量等的估算,因此其可分為以下方法:儲量,評價森林的碳匯功能,具有重要意義。(1)生物量法是以森林生物量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的碳估算方法[2]根據(jù)研究對象的時空尺度和研究手段,可以大。生物量是指一個有機體或群落在一體將森林碳蓄積研究方法分為3類:樣地清查法、定時間內(nèi)積累的有機質(zhì)總量。森林生物量通常以單模型模擬法和遙感估算法。下面就這三種不同方法位面積或單位時間積累的干物質(zhì)量或能量來表示,的特點及其應(yīng)用尺度等進行分析。由于微生物所占的比重極小,動物生物量也不足植物生物量的10%,所以通常以植物生物量為代表。最早測定森林固碳量

5、所采用的生物量法,是采2森林碳蓄積量估算方法及其應(yīng)用用傳統(tǒng)的森林資源清查方法,即森林的生物量估分析測。通過大規(guī)模的實地調(diào)查,取得實測數(shù)據(jù),建立一套標準的測量參數(shù)和生物量數(shù)據(jù)庫,用樣地數(shù)據(jù)得2.1樣地清查法到植被的平均碳密度,然后用每一種植被的碳密度樣地清查法是通過典型樣地研究植被、枯落物與面積相乘,估算生態(tài)系統(tǒng)的碳量[3]。植物生物量轉(zhuǎn)或土壤等碳庫的碳儲量和碳通量,該方法適用于小換為碳量是按照一個比率(45～55%),即植物干物質(zhì)尺度森林生態(tài)系統(tǒng)的研究。傳統(tǒng)的樣地清查法是設(shè)中碳所占的比重,采用直接測定法測定枯立木和枯收稿日期:2007-04-15;修回日期:2007-05-23.作者簡介:

6、楊海軍(1975-),男,博士研究生,專業(yè)方向GIS。E-mail:yanghj@lreis.ac.cn地球信息科學2007年·6·枝落葉層的碳儲量,測定森林生態(tài)系統(tǒng)的生物量和林植被碳貯存量進行了估算;康惠寧等采用蓄積量生產(chǎn)力。法計算了中國森林固碳量[10]。Kitterge(1944)利用葉重和胸徑的擬合關(guān)系,成(3)生物量與蓄積量為基礎(chǔ)的植物碳貯量估算功擬合了預(yù)測白松等樹種葉量的對數(shù)回歸方程。方法近年來,以建立生物量與蓄積量關(guān)系為基礎(chǔ)的植物碳貯量估算方法已得到廣泛應(yīng)用[7]1929～1953年,Burger(1952)研究了樹葉生物量和木。王效科材生產(chǎn)的關(guān)系。Ketterings等(2

7、001)在不進行破壞性等人利用生物量與蓄積量關(guān)系為基礎(chǔ)的植物碳儲測量的條件假設(shè)下,通過對具體試驗地的樹高和胸量估算方法估算了中國森林生態(tài)系統(tǒng)的實際碳貯徑的關(guān)系分析,為森林生物量相對生長模型B=aDb量和潛在碳貯量及其兩者的差異[11](。該方法首先計B為生物量,a,b為參數(shù),D為胸徑)測得參數(shù)b,通過算出各森林生態(tài)系統(tǒng)類型喬木層的碳貯存密度(Pc,平均森林分布密度對a進行估計,減小了在混合次-1MgC·ha)。然后再根據(jù)