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全球变暖已经成为目前全世界各国共同面对的最严峻的挑战。以二氧化碳为主的温室气体浓度的增加,是引发全球气候变暖的主要原因。森林作为大气二氧化碳的陆地碳汇,自20世纪90年代以来得到越来越多的关注。区域森林碳储量的估算、森林碳密度的空间格局及其影响因子分析,是森林生态系统碳循环研究的热点之一,能够加深我们对陆地森林生态系统碳循环的认识,有助于一系列森林管理措施的实施,进而有效的减缓气候变化。山地森林是世界森林的重要组成部分,占到世界森林总面积的24.3%。山西省位于中国黄土高原东部,山地和丘陵占其总面积的80.3%,境内森林（尤其是天然林）绝大多数分布在山区,为我们研究山地森林生物量碳储量、碳密度空间格局及其影响因子提供较为理想的自然地理条件。本研究以山西省2010年和2015年森林清查资料为基础,通过生物量扩展系数法估算生物量碳密度和碳储量,综合Anselin Local Moran’s I、Local Getis-Ord G*和半变异函数分析等地统计学方法研究碳密度的空间格局,并采用多群组结构方程模型法分析生物量碳密度的影响因子。主要结果如下:山西省森林总生物量碳储量为88.00Tg。平均生物量碳密度为19.95 Mg·hm-2,远低于全国森林平均生物量碳密度(44.91 Mg·hm-2)。生物量碳密度大于30 Mg·hm-2的样地主要分布在太岳山西南部的绵山—霍山,吕梁山北段的芦芽山、吕梁山中部的关帝山和吕梁山中南部的紫荆山和五鹿山。乔木林生物量碳储量以栎类林（18.15Tg）最大,其次为油松林（15.51Tg）。碳密度以云杉林(92.35 Mg·hm-2)最高,其次是落叶松林(38.56 Mg·hm-2)、栎类林(36.37 Mg·hm-2)、桦木林(31.35 Mg·hm-2)和油松林(25.77 Mg·hm-2)。乔木林生物量碳储量以中龄林（26.22Tg）最大,其次为近熟林（20.29Tg）和幼龄林（15.56Tg）。幼龄林（22.28%）与近熟林（29.05%）生物量碳储量所占比例明显高于全国水平。乔木林生物量碳密度以近熟林(41.56Mg·hm-2)最高,中龄林(32.94 Mg·hm-2)和成熟林(36.67 Mg·hm-2)的生物量碳密度显著高于幼龄林(17.16Mg·hm-2)和过熟林(15.72 Mg·hm-2)。幼龄林和中龄林占到山西省乔木林的69.01%,预示着未来几十年山西省森林碳储量将持续增长。山西省天然乔木林天然林平均生物量碳密度为31.53 Mg·hm-2。天然落叶阔叶林和天然针叶林的生物量碳密度无显著差异,但针叶林生物量碳密度的变异系数大于落叶阔叶林。与落叶阔叶林相比,针叶林生物量碳密度最高(HS99s,平均碳密度47.86Mg·hm-2)的区域分布在纬度较高、海拔较高、气温较低和降雨量较小的地区。多组结构方程模型中的7个因子（纬度、海拔、气温、降水、林分年龄、郁闭度和森林类型）能解释针叶林生物量碳密度变化的62.0%和落叶阔叶林生物量碳密度变化的51.6%。纬度和海拔对天然针叶林和落叶阔叶林生物量碳密度的影响均是间接影响,并且这两个因子对针叶林生物量碳密度的影响均明显大于落叶阔叶林。林分年龄和郁闭度对生物量碳密度的影响在针叶林和落叶阔叶林之间没有显著差异。而森林类型对针叶林生物量碳密度的影响大于落叶阔叶林,这主要可能归因于针叶林不同森林类型之间生物量碳密度的差异大于落叶阔叶林。气温和降水对山西省温带山地天然林生物量碳密度的影响远小于其他因子。山西省人工乔木林面积占到乔木林总面积的34.86%,碳储量占到乔木林总碳储量的33.45%。人工林平均年龄为25yr,年蓄积增长量为0.41 m3·hm-2·yr-1。人工林的主要类型包括油松林、华北落叶松林、刺槐林、杨树林和侧柏林,占到人工林总面积的74.18%。人工林平均生物量碳密度为23.13 Mg·hm-2,各主要类型的生物量碳密度以华北落叶松林最大,油松林次之,均大于刺槐林和杨树林,侧柏林最小。幼龄林和中龄林的面积占人工林总面积的73.55%,两者碳储量占到人工林总碳储量的70.72%。影响人工林生物量碳密度的因子按照其影响大小依次为林分密度,降水,海拔和林分年龄。人工林生物量碳密度的影响因子在各主要类型之间存在较大的差异。相较于全部人工林,多元线性模型对除杨树林以外的各类型生物量碳密度的解释度均有所提高。热点分析结果表明,80%的人工林样地的生物量碳密度在空间上呈现随机分布的特点。本文基于508个针叶林样地数据,对天然针叶林和人工针叶林生物量碳密度空间格局及其影响因子进行对比研究。空间分析的结果显示天然针叶林生物量碳密度呈现出北部地区较高、南部地区较低的分布趋势,而人工林生物量碳密度的空间格局与天然林表现出很大的不同。结构方程模型多组分析结果显示海拔（或者可作为海拔替代因子的气温）和林分年龄不管是对天然林还是人工林来说均是其生物量碳密度最重要的影响因子。与其他因子相比,纬度和海拔对生物量碳密度的影响在天然林和人工林之间的差异均较大。纬度通过海拔和林分年龄而对生物量碳密度产生的间接影响在天然林和人工林之间的差异在一定程度上反映了天然林和人工林生物量碳密度空间格局的差异。