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森林作为陆地生态系统中最大的碳库,在全球碳循环的研究中扮演着重要的角色。其通过植物的光合作用将大气中的二氧化碳吸收并固定在森林植被与土壤当中,从而减少大气中二氧化碳浓度。在最近一系列的气候公约国际谈判(United Nations Framework Convention on ClimateChange)中,森林的固碳作用也越来越受到各国的关注。我国东南三省地区属于亚热带气候,水热条件较好,较适合森林生长,森林固碳潜力也较高。估算东南林区三省森林碳储量及固碳潜力,不仅能定量化阐明森林生态系统对大气CO2浓度升高的减缓作用,而且还能为我国政府决策部门和森林管理提供林业发展科学依据。本研究以江苏、浙江、江西三省森林为研究对象,基于林业清查统计数据、土壤普查数据、野外样地数据以及公开发表的文献样地数据,采用材积源法、森林生长方程模拟、元数据分析(meta-analysis)等研究方法,分析了三省森林碳储量现状与空间分布格局;探讨了森林年龄对未来森林固碳能力的影响,并分析了森林管理措施对森林生态系统固碳能力的影响。最终模拟研究了东南三省从第六次森林清查资料以来十年间,森林自然固碳潜力与森林管理措施影响下东南三省森林的增汇潜力,研究结果表明:
⑴东南三省森林碳储量。江西、浙江、江苏三省森林碳储量分别为1118.8TgC(1Tg=1012g)、722.34TGC、44.8TgC,其中各省植被碳储量分别为186.26TgC、134.27TgC、19.85TgC,三省森林植被碳密度分别为19.55tC·ha-1、22.20 tC·ha-1、25.06 tC·ha-1.各省0-100cm森林土壤有机碳储量分别为940.05Tgc、588.07TgC、24.95TgC,三省森林土壤有机碳密度分别为102.11tC·ha-1、98.75tC·ha-1、90.40tC·ha-1。由于东南三省森林中中、幼龄林的分布面积最广,占三省森林总面积的85%左右,所以东南三省幼林的森林植被碳储量最高,约占总森林植被碳储量的80%。因为中、幼龄林植被碳储量将会随着林木的生长而增大,所以东南三省森林植被具有较大的贮碳潜力。另外,由于江西、浙江两省森林红壤分布面积很广,约占全省总森林土壤面积的60%以上,但其固碳能力较之其他森林土类略低且受人为干扰程度较大,故而加大对红壤地区森林的保护减少水土流失能有效稳定和提高森林土壤固碳能力的一种有效方式。
⑵东南三省森林自然固碳潜力。利用森林生长方程计算了东南三省森林自然固碳潜力,结果表明:由于森林植被的自然生长,至第六次森林清查(1999-2003)以来的十年内,江西省平均森林植被自然固碳能力为1.46tC·ha-1·a-1,总植被自然固碳能力为11.37TgC·a-1;浙江省平均森林植被自然固碳能力为1.20tC·ha-1·a-1、总植被自然固碳能力为4.34TgC·a-1;江苏省平均森林植被自然固碳能力为2.02tC·ha-1·a-1、总植被自然崮碳能力为0.77TgC·a-1。东南三省森林土壤(0-100cm)自然固碳潜力大约为8.9~21.1kgC·ha-1·a-1。纵观三省未来森林自然固碳潜力分布,浙江省的东、西部地区森林自然固碳潜力最高;在江西省,东、西、南部地区的森林自然固碳潜力明显高于中部地区。江苏省东南部地区的森林固碳潜力高最高。
⑶森林管理措施影响下的森林增汇潜力。从三种森林管理措施对三省森林增汇潜力的影响结果来看:纯林间种对三省森林植被增汇潜力影响最大,其次为间伐抚育、施肥。三种森林管理措施将分别使江西省森林植被固碳潜力可能提高6.54±3.9TgC·a-1、3.81±2.02TgC·a-1、2.35±0.6TgC·a-1;将使浙江省森林植被固碳潜力可能提高2.64±1.28TgC·a-1、1.42±0.69TgC·a-1、1.15±0.29TgC·a-1;将使得江苏省森林植被增汇潜力提高0.33±0.16TgC·a-1、0.06±0.03TgC·a-1、0.23±0.07TgC·a-1。间伐抚育对于森林0-20cm土壤增汇潜力的影响最大,其次为施肥和纯林间种。三种管理措施分别将使江西省森林土壤增汇潜力提高14.37±16.61TgC·a-1、3.99±5.00TgC·a-1、4.43±3.57TgC·a-1;分别将使浙江森林土壤增汇潜力可能提高8.1±8.02TgC·a-1、2.1±3.17TgC·a-1、2.2±2.11TgC·a-1;分别将使得江苏森林土壤增汇潜力可能提高0.32±0.32 TgC·a-1、0.48±0.39TgC·a-1、0.21±0.13TgC·a-1。