全球变化的中国北方林生态系统生产力及其生态系统公益

全球变化的中国北方林生态系统生产力及其生态系统公益

蒋延玲[1]2001年在《全球变化的中国北方林生态系统生产力及其生态系统公益》文中指出基于我国北方林—兴安落叶松林的实际观测资料对国际着名的CENTURY模型进行了验证,进而模拟了我国北方林—兴安落叶松林的碳循环动态;结合全球变化的预测结果,模拟了全球气候变化下中国北方林生物量、生产力以及碳吸收能力的变化;并且预测了大兴安岭地区的自然干扰因子(林火)和人类活动(采伐、搂除枯枝落叶)对兴安落叶松林碳循环的影响。建立了综合反映兴安落叶松林生物学特性(年龄、蓄积量)及气候因素(年均温、年降水)共同作用下的兴安落叶松林净第一性生产力模型一材积驱动模型。评估了我国森林的生态系统公益价值,并建立了森林生态系统公益价值与其总生产力的回归关系。具体结果如下: (1)我国北方林的植物总生物量为112.11t·hm~(-2),净第一性生产力为403.07_gC·m~(-2)·a~(-1)。 (2)建立了兴安落叶松林的生物气候生产力模型: NPP=(0.3318In(V/A)十0.4747)X30(1-e~00009095E)为基于森林资源清查资料与气候资料估算森林生产力提供了方法。 (3)兴安落叶松林生态系统每年可净吸收碳2.65 t·hm~(-2),是一个重要的碳汇。 (4)大气CO_2浓度倍增将使兴安落叶松林的净第一性生产力增加9.8%,并且提高了兴安落叶松林的碳汇功能。 (5)温度上升将增加兴安落叶松林的生物量和净初级生产力,并且其碳汇功能也有所提高。对兴安落叶松林生长的主要限制因子是温度而不是水分。 (6)林火使兴安落叶松林的生物量降低,但同时也促进了兴安落叶松的更新及幼树的生长,火烧后兴安落叶松林的生产力均有所增加。火烧 的强度越大,烧死的森林生物量越多,火后的恢复期也越长。 (7)一定强度的采伐有利于兴安落叶松林的更新和幼苗、幼树的生 “\一长,从而既得到了直接的经济效益,同时又可以保持一定的生态效益。 (8)搂除枯枝落叶层在短时间内促进了兴安落叶松林的生长,但长期下去,则将导致土壤越来越贫瘠,不利于森林的生长。 (9)兴安落叶松林所创造的生态系统公益的总价值约为 2409.96 X10‘US$·a“‘,其生态效益的价值是其所创造的经济价值的 2.52倍,反映了生态效益的显着性。 (10)在对我国各类型森林的生态系统公益价值评估的基础上建立了森林生态系统公益价值与其生产力的回归关系:Va-108.25X 10‘X厂广刃,简化了生态系统公益价值的评估计算工作。

刘拓[2]2005年在《中国土地沙漠化及其防治策略研究》文中研究指明我国沙漠化土地面积为173.97万km~2,占国土面积的18.12%。土地沙漠化是当前最严重的生态环境问题之一,制约了经济社会可持续发展。本文旨在运用多学科理论和综合生态系统管理方法,在大量的文献研究和实地调查的基础上,采取理论与实证研究、定性与定量研究相结合的技术路线,对我国土地沙漠化成因、危害及治理问题进行较为系统的研究,提出了有效的防治策略。 依据1999年全国沙化监测结果,本文研究得出我国每年因土地沙漠化造成的直接经济损失为1281.41亿元,相当于重点土地沙漠化地区1999年财政收入的3.60倍,其中土地资源的损失为955.71亿元,占直接经济损失的74.58%。本文提出了防治土地沙漠化的综合效益评价指标体系和计量方法,并对全国2000~2004年5年间防治土地沙漠化所形成的新增可利用土地的经济价值进行了评估,年均为872.6亿元,投入产出比为1∶7.27。河北省沽源县京津风沙源治理工程实施5年来的直接经济效益评估结果表明:其经济效益投入产出比为1∶6.59。 本文研究表明,脆弱的生态环境与落后的经济社会状况以及不合理的经济制度相耦合,并且相互影响和迭加放大,是导致土地沙漠化的主要原因。我国人口急剧增长、人口密度过大,一些绿洲区人口密度大于500人/km~2,远远超过联合国规定的低于7~20人/km~2的标准,加之受教育程度较低,维持生计手段更多地依赖消耗自然资源;沙区产业结构单一,种植业多样化指数在1.5—1.8之间;经济贫困,农民人均收入不足东部地区的一半,导致滥樵采、滥开垦、过度放牧以及对水资源的过度利用,这是土地沙漠化产生的直接原因。研究表明,制度和政策问题既是土地沙漠化的诱因又是防治乏力之源。土地权属的不安全给人们随意开垦土地提供了负向激励;林权草权虚置和缺位,导致人们竞相利用,制约投资者积极性;投资主体错位,政策的不可持续性、部门间的相互制肘、补偿机制无力、水资源管理制度不合理等导致不能有效防治土地沙漠化。 研究提出了我国土地沙漠化防治需要采取综合生态系统管理,实行标本兼治、综合治理,基本策略:1)植被自然恢复与重建策略。应遵循生态学原理,按照9项基本原则和分4个类型区12个亚区进行植被建设。2)经济社会发展促进策略。通过实行沙区适度的人口控制政策,逐渐减轻人口压力,提高人口素质;优化沙区经济结构,协调农、林、牧业发展,大力发展沙区加工业,调整区域布局;建立生态保障区,采取切实措施解决贫困问题;大力发展沙产业。3)制度创新策略。建立以公共财政为主的稳定投资机制;完善生态补偿机制;完善产权制度;实行国家生态购买制度;改革水资源管理和草原管理等。4)制度保障策略。加强和完善组织保障、法律保障、科技保障、科技支撑和预警与监测等保障制度。

冯源[3]2014年在《基于CBM模型云南普洱地区森林生态系统碳收支研究》文中进行了进一步梳理研究区域尺度的森林生态系统碳收支对于了解森林固碳能力及干扰对森林碳储量的影响具有重要的意义。加拿大林业碳收支模型(CBM-CFS3)是IPCC推荐使用的基于森林资源清查的碳计量模型。本文以普洱地区乔木林生态系统(林木胸径大于5cm)为研究对象,使用CBM-CFS3模型对普洱地区2005-2014年不同生态区、起源、地力等级及不同森林类别的森林生态系统碳储量及碳收支动态进行研究。基于云南省和普洱地区森林调查数据生成模型所需的基础数据集和生长方程、森林清单数据和森林干扰事件,并根据文献资料总结出云南普洱地区相关参数,然后对模型进行运转、调试和模拟。基本结论如下:(1)区域尺度全林分蓄积生长模型系统根据云南省连续六次森林资源连续清查(即“一类清查”)的固定样地数据拟合出全林分蓄积生长方程;采用Richards函数拟合出不同分类方式下森林蓄积生长方程,共28个。所有方程的拟合度基本均在0.7以上,预估精度均在90%以上,全部通过适用性检验。此模型系统所估算的普洱地区森林蓄积总量与普洱地区2005年森林资源规划设计调查(又称“二类调查”)蓄积量对比精度达97.43%,表明此模型系统估算区域尺度森林蓄积效果理想。(2)优势树种组蓄积-生物量转换方程及生物量碳储量基于实测数据与收集到的文献数据,根据普洱地区主要优势树种(组)分类,拟合出8个蓄积-干材生物量转换方程。蓄积-干材生物量转换方程R2范围为0.6604-0.9697,拟合效果较好;树枝、树皮和树叶叁个生物量组分比例拟合效果最好为树叶,其次为树枝,最差为树皮。模型所使用的相容性多项对数方程对于估算生物量各组分占总地上生物量的比例较为简便且有效。模拟期间(2005-2014年)不同森林类型年均生物量碳密度范围为17.43-132.57Mg Cha-1;碳密度最大优势树种为云杉(Picea Dietr.),最小为杉木(Cunninghamia R. Br)。生物量各碳库排序为商品材碳库(23.53Mg C ha-1)>其他木碳库(7.21Mg C ha-1)>粗根碳库(6.99Mg C ha-1)>叶碳库(2.46Mg C ha-1)>细根碳库(1.57Mg C ha-1)。阔叶树种所有生物量碳库碳密度均大于针叶树种。普洱地区年均生物量总储量为117.9256Tg C,思茅松(Pinus kesiya var. langbianensis)占普洱地区生物量碳储量的38.43%。思茅松、栎类(Quercus L.)及其它阔(Other Broadleaf)叁个树种组所占碳储量比例总和达97.28%。阔叶林生物量碳储量占普洱地区比例为61.15%,针叶林占38.85%。将模型估算的普洱地区生物量碳储量与使用IPCC国家温室气体清单指南推荐的BEF值法估算的碳储量对比可知,二者极为接近,估算精度达到93.45%,可以认为CBM-CFS3模拟结果可靠有效。(3)周转、分解参数及DOM碳库密度与储量采用文献数据获得模型所需的不同森林类型的生物量周转及分解参数。模拟期间(2005-2014年)不同森林类型年均DOM碳密度范围为74.71-139.02Mg C ha-1,DOM碳密度最大为硬阔类,最小为思茅松。普洱地区森林年均枯落物碳密度为11.64Mg C ha-1,死木碳密度为8.32Mg C ha-1,土壤有机质碳密度为75.10Mg C ha-1,土壤碳库是DOM碳库中最为重要的碳库。普洱地区DOM储量为268.4145Tg C,思茅松DOM碳储量最大为106.0439Tg C,占普洱地区森林DOM碳储量的39.51%。思茅松、栎类及其它阔这叁个优势树种组DOM碳储量之和占普洱地区森林DOM碳储量的96.32%。(4)干扰对森林碳储量的影响采用2006-2011年普洱地区林业统计数据,归并出皆伐、造林、毁林、不同强度的商业疏伐、自然演替及不同等级的通用死亡率等具体31种干扰类型,以各类型的年均干扰面积模拟对森林碳储量的影响。模拟期间(2005-2014年)年均干扰面积为52363.7ha,整个模拟期内采伐转移到木产品碳库579.00Gg C,燃烧释放300.17Gg C,并使生态系统内部生物量库转移529.56Gg C到DOM碳库中。(5)普洱森林生态系统碳密度与碳储量2005-2014年普洱地区生态系统年均碳密度为136.81Mg C ha-1。不同森林类型碳密度范围为106.64-261.02Mg C ha-1,最小值为思茅松,最大值为云杉;生态系统碳储量范围为0.2899-151.3630Tg C,储量最小为云杉,最大为思茅松。普洱地区边缘热带森林生态系统碳密度为128.90Mg C ha-1;南亚热带为140.87Mg C ha-1;天然林碳密度为141.70MgC ha-1,人工林为110.25Mg C ha-1。地力一级碳密度为196.99Mg C ha-1;地力二级为131.71Mg C ha-1,地力叁级为154.25Mg C ha-1;生态公益林碳密度为157.17Mg C ha-1,商品林为131.01Mg C ha-1,新造林地为51.01Mg C ha-1。普洱地区森林生态系统总碳储量为386.3401Tg C。普洱地区边缘热带碳储量为123.3384Tg C;南亚热带面积接近边缘热带的两倍,其碳储量为263.0017Tg C;天然林生态系统碳储量为338.6239Tg C,人工林为47.7162Tg C,天然林碳密度大于人工林,并且面积约为人工林的7倍,因而天然林碳储量远大于人工林。地力一级生态系统碳储量为37.1195Tg C;地力二级为334.8170Tg C,地力叁级为14.4037Tg C;地力一级碳密度高,但地力二级面积占有绝对优势,因而地力二级碳储量最大。生态公益林碳储量为110.5601Tg C,商品林面积约为生态公益林的3倍,其碳储量为274.4132Tg C,新造林地碳储量为1.5036Tg C。(6)普洱地区森林生态系统碳收支2005-2014年间,普洱地区森林单位面积NPP年均值范围为2.40-6.11Mg C ha-1a-1,云南松最低,其它阔最高;年均NEP范围为0.62-1.90Mg C ha-1a-1,云杉最低,其它阔最高;NBP范围为0.46-1.60Mg C ha-1a-1,思茅松最低,桦木最高。普洱地区森林NPP总量范围为0.0054-4.4201Tg C,云杉最低,思茅松最高;NEP范围为0.0007-1.2906Tg Ca-1,NBP范围为0.0007-1.0445Tg C a-1,NEP与NBP总量均为云杉最低,其它阔最高。所有森林类型均表现为碳汇。普洱地区森林单位面积NPP值平均为4.15Mg C ha-1a-1。普洱地区边缘热带单位面积NPP为3.96Mg C ha-1a-1,南亚热带为4.24Mg C ha-1a-1;天然林NPP为4.06Mg C ha-1a-1,人工林为4.57Mg C ha-1a-1;地力一级森林NPP为5.32Mg C ha-1a-1,地力二级为4.04MgC ha-1a-1,地力叁级为4.66Mg C ha-1a-1;生态公益林NPP为4.38Mg C ha-1a-1,商品林为4.07Mg C ha-1a-1,新造林地为3.68Mg C ha-1a-1。对于年均生产力指标总量而言,普洱地区森林NPP总量为11.7210Tg C a-1,边缘热带NPP总量为3.7918Tg C a-1,南亚热带为7.9292Tg C a-1;天然林NPP为9.6669Tg C a-1,人工林为2.0542Tg C a-1;不同地力等级森林中,地力一级NPP为1.0021Tg C a-1,地力二级为10.2843Tg C a-1,地力叁级为0.4347Tg C a-1;不同森林类别森林中,生态公益林NPP为3.0821Tg C a-1,商品林为8.5286Tg C a-1,新造林地为0.1104Tg C a-1。普洱地区年均NPP总量为11.72±0.30Tg C a-1,其中73.68%通过分解作用释放到大气中,剩余部分为NEP(总量为3.09±0.21Tg C a-1)。NEP中大约7.5%的碳量通过采伐及燃烧移出生态系统;NEEC平均值为-2.79±0.19Tg C a-1;NBP为2.21±0.17Tg C a-1,净固碳率(NBP/NPP)为18.82%,反映出普洱地区森林生态系统碳积累能力较强。普洱地区森林生态系统表现为碳汇,中幼龄面积占绝对优势,固碳率较高,研究结果合理可信。CBM-CFS3应用于普洱地区时表现出适用性与灵活性。以森林资源清查数据为数据源,清楚地模拟干扰影响下森林碳储量年变化是CBM-CFS3的优势,但该模型在空间性、地下生物量估算、DOM估算、模拟森林对短期气候变化的响应方面应进一步加强。借鉴CBM-CFS3估算方法对于提高我国碳计量水平具有重要的意义。

李有斌[4]2006年在《生态脆弱区植被的生态服务功能价值化研究》文中提出人类长期不合理的自然资源开发,导致一系列生态环境问题,不同空间尺度的生态系统的基本结构和固有功能遭到空前的冲击与破坏,造成了生态服务功能衰退的脆弱生态系统。植被的退化与衰败是脆弱生态系统的显着体现,评价植被的生态服务功能及其价值,是恢复与重建生态脆弱区生态系统服务功能的基础。本文在系统综述了国内外关于生态系统服务功能研究的基础上,探讨了区域植被的生态服务功能内涵,完善形成了植被的生态服务功能价值评价方法,并以干旱荒漠区和黄土高原半干旱区为例,定量评价了两个典型脆弱生态区域植被的生态服务功能价值,在此基础上研究提出了恢复重建生态脆弱区植被的生态服务功能的对策。主要内容包括: (1) 系统探讨了不同类型植被的生态服务功能内涵 根据植被资源环境特点和区域地表覆盖等特征,典型的陆地植被包括森林植被、草地植被、农田植被、荒漠植被等类型。不同类型的植被在陆地生态系统具有十分重要的生态服务功能。森林植被具有提供有生产机质、涵养水源、调节径流、水土保持、固碳制氧、防风固沙、净化环境、保护生物多样性、娱乐和旅游等功能;草地植被、农田植被具有与森林植被相类似的生态服务功能,只是程度不同而已。荒漠植被的生态服务功能比较特殊,最显着的是具有极为重要的科研价值,并且在减低风速、阻固流沙和防止风蚀、保育沙地土壤等方面具有不可替代的作用。 (2) 总结完善了植被的生态服务功能评价方法 在综合相关评价文献的基础上,系统地总结了谢高地等人的“生态系统单位面积生态服务价值当量”评价方法,应用经济学中常用的弹性系数概念,引入了价值系数的敏感度检验方法---弹性系数法,完善形成了本研究所采用的植被的生态服务功能价值评价方法。该方法以“中国生态系统单位面积生态服务价值当量因子表”为基础,根据研究区农田生态系统提供的食物生产功能和其它各项功能相对于它的贡献强度,评估特

刘代汉[5]2006年在《广西国有林场可持续经营模式研究》文中研究说明林业肩负着产业建设和生态建设的双重历史使命。广西现有国有林场151个,森林面积和活立木蓄积量分别占广西森林总面积和活立木蓄积量的9%和16%。“九五”期间,广西国有林场共生产木材802.7万m3,占同期广西木材产量的46%,表明国有林场是广西林业建设的重要力量,是广西林业可持续发展的主力军。但由于各种原因,国有林场可持续经营面临着严峻的挑战,经营亏损、就业岗位减少、可采森林资源减少等问题严重地困绕着国有林场,有的林场甚至面临着生存危机。2002年全国30个省、直辖市、自治区汇总国有林场4146个,经营亏损9432万元,其中亏损林场亏损额3.7亿,负债总额达162.6亿,资产负债率高达79.25%;广西151个国有林场中有127个亏损,经营亏损的林场占80%以上。面对经济社会对林业可持续发展的需求与国有林场经营困境,迫切需要对林场经营理论与模式开展研究,为国有林场可持续经营提供科学依据,引导国有林场走出困境,实现可持续经营。因此,开展广西国有林场可持续经营理论与模式研究,不仅对丰富森林可持续经营理论具有十分重要价值,而且对促进广西经济社会可持续发展和中国西部生态环境建设也具有十分重要的现实意义。本研究以广西国有林场为研究对象,通过广泛深入的调查研究,取得了如下的主要成果:⑴构建了“林场经营协同论”,为林场经营提供了新理论。其要点是:①国有林场是一个系统,而且是开放性系统。林场既是一个母系统,又是社会大系统的一个子系统。②林场系统由叁个子系统构成,即森林生态系统、林业经济系统、林场社会系统。③林场的发展是其内部子系统协同作用和林场与社会大系统协调作用的共同结果。当这种作用力为正时,林场向前发展;反之,林场就会出现停滞不前,甚至倒退。④林场可持续经营的关键在于使其内部子系统间各要素协同、和谐及与外部系统关系的协调。⑤林场系统与社会大系统的协调主要体现在林场与区域发展的协调、林场林业生产力与林业生产关系协调等方面。

宋庆丰[6]2015年在《中国近40年森林资源变迁动态对生态功能的影响研究》文中提出生态系统具有多功能性,其所提供的各项服务为人类带来了诸多福祉。尤其是在“十八”大以后,生态系统所产生的生态效益被纳入了国民经济核算体系,并且要求增强生态产品生产能力。森林作为陆地生态系统的主体,其生态系统功能对于改善生态环境,以及保障社会经济的可持续发展发挥着重要的作用。近40年,在林业政策的指导和林业生态工程的推动下,我国森林资源发生了显着的变化。开展森林资源变迁动态特征以及所引起的森林生态系统功能的变化过程的研究,定量的分析森林资源变化对于森林生态系统功能的影响,可以为森林资源的保护和发展政策的制定提供决策依据,对进一步提高人们对森林资源保护意识、推动国民经济核算体系和生态文明建设制度的构建具有重要的意义。本文基于森林生态连清技术体系获得的生态大数据,与我国在八次森林资源清查中获取的资源大数据相耦合,开展森林资源变迁对其生态系统功能影响的研究。利用大数据的特性,深入分析我国森林资源及其生态系统功能的变迁过程。基于通径模型分析方法(Path Analysis)和数据包络分析模型(Data Envelopment Analysis:DEA)开展了森林生态功能的影响因素分析。主要结论如下:(1)近40年来,我国的森林资源面积、蓄积和生态功能实现了“叁增长”。与第一次森林资源清查相比,我国林地、乔木林、经济林、竹林、灌木林和未成林地面积分别增加了5286.18、5441.35、1204.52、285.63、2993.22和259.75万hm2,而疏林地减少了1162.32万hm2,森林面积共增长了67.14%;蓄积量呈现逐次增长的趋势,共增加了61.22亿m3,增长了70.72%;我国森林生态系统调节水量、固土量、保肥量、固碳量、释氧量、林木积累营养物质量、产生负离子量、吸收污染气体量和滞尘量分别增加了2827.72亿m3/a、37.04亿t/a、1.84亿t/a、2.06亿t/a、7.36亿t/a、1190.28万t/a、91.46×1025个/a、191.95亿kg/a、28.53亿t/a。其中,固碳量、释氧量、林木积累营养物质量和吸收污染气体量实现了倍增,其他各项功能增长幅度也均在70%以上。森林生态功能平均增长了97.93%。(2)我国的森林资源面积和生态功能的变化在40年间存在上下波动。林地面积在第四次森林资源清查期间出现了降低,降低量为454.04万hm2;乔木林面积的降低则出现在第二次,降低了950.65万hm2;经济林面积的降低出现在第七次,降低了98.00万hm2;未成林地面积的降低出现在第四次、第五次和第八次,分别降低了14.98、252.32和421.88万hm2。八次评估期间,我国森林生态系统功能呈现了先降低再升高的动态发展趋势。第二次森林资源清查期间的评估结果与第一次相比,各项功能量均出现了不同程度的降低,调节水量、固土量、保肥量、固碳量、释氧量、林木积累营养物质量、产生负离子量、吸收污染物量和滞尘量分别降低了14.20%、21.40%、25.51%、12.57%、9.73%、17.00%、21.04%、5.73%、7.59%。从第叁次森林资源清查开始,森林生态系统各项功能量随着森林资源状况的不断好转,扭转了继续下降的趋势,并成功的实现了“扭亏为盈”。自从之后,我国森林生态系统功能呈现出逐次增强的趋势。各省份和各经济区域间森林资源及其生态功能的变化不尽相同。(3)不同的森林生态功能,其主要直接影响因子和间接影响因子存在差异。在涵养水源功能方面,乔木林面积、经济林面积、竹林面积和灌木林面积和降雨量均表现为直接的正效应占优;林业投资和林分蓄积均表现为间接的正效应占优。在保育土壤功能方面,乔木林面积、经济林面积、竹林面积和年均温度均表现为直接的正效应占优;灌木林面积、林分蓄积、林业投资和年均降雨量均表现为间接的正效应占优;在固碳释氧功能方面,经济林面积、竹林面积、林业投资和年均温度均表现为直接的正效应占优;乔木林面积、灌木林面积、林分蓄积和年均降雨量均表现为间接的正效应占优;在林木积累营养物质功能方面,经济林面积、竹林面积和灌木林面积均表现为直接的正效应占优;乔木林面积、林分蓄积、林业投资和年均降雨量均表现为间接的正效应占优;在净化大气环境方面,竹林面积、灌木林面积和年均降雨量均表现为直接的正效应占优,乔木林面积、经济林面积、林分蓄积、林业投资和年均温度均表现为间接的正效应占优。(4)不同林业生态工程所发挥的主导生态功能不同。经包络数据分析模型计算得出:天保工程和“叁北”防护林工程均达到了技术有效和规模有效,而退耕还林工程需要增加资金投入和造林面积;涵养水源、保育土壤和固碳释氧是天保工程的主导生态功能;涵养水源和保育土壤功能是退耕还林工程的主导功能;“叁北”防护林工程的主要功能仅为净化大气环境。

张骏[7]2008年在《中国中亚热带东部森林生态系统生产力和碳储量研究》文中研究表明森林是主要的陆地碳库。准确评估森林碳储量和碳平衡是估算未来大气CO_2浓度,预测气候变化及其对陆地生态系统影响的关键。切实评估不同类型植被和土壤的碳储存能力,制定合理政策措施,从而提高世界植被和土壤的碳吸收速度,增加陆地碳储量。浙江省森林被人类利用和干扰已有数千年历史,特别是解放后和1950s全民大炼钢铁期间破坏严重,与中国大部分森林的历史变化一致。改革开放以来,浙江经济迅猛发展,经济总量位于全国第四位。工业和经济的迅猛发展也有力地推进了全省城市化进程,在每年有大片土地转变成城市用地的同时,野外森林也由于人口密度的降低而得到恢复,到2004年浙江省森林覆盖率达60.5%。浙江省的经济发展和生态恢复都走在全国各地前列,对本地区森林生态效益和城市化对森林及区域碳储量和碳积累效应的研究,也可以为中西部省市的未来发展中将要遇到的相似情况所借鉴。本文以浙江省的生态公益林为研究对象,共调查了全省21个县149个样地(年龄从5到50年),包括常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松林和杉木林四种主要林型。基于1999~2000年野外实地调查资料并结合TRIPLEX模型、气候、土地利用/覆盖和遥感,并在前人研究成果上,对该区域四种主要森林类型的生物量、凋落物量、生产力、碳储量和碳平衡进行了较为系统的研究。并以大杭州为案例,评估了城市化对区域NPP变化的影响。本研究得到如下主要结果:1)常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松林和杉木林的群落生物量的平均值分别为89.19、70.06、51.25、54.15 t ha~(-1)。不同于典型样地的群落植被研究,由于本研究样本大且跨越全省,结果对浙江省而言具代表性。2)浙江省生态公益林的群落生物量、凋落物、生产力和碳储量为常绿阔叶林最高,其次为针阔混交林,而针叶林最低。3)中亚热带东部浙江森林四种主要林型的NEP差距较大。对亚热带森林四种林型碳平衡进行了估算,提供了用来校正全国碳源汇的数据,也填补了北纬25-30度之间数据空白。4)我们利用浙江亚热带森林149个样地对TRIPLEX模型进行检验。将模拟的立地生长变量,凋落物,生物量,NPP与森林样地观测到的数据相比较,显示出模拟的结果与样地的实测值有很好的一致性。说明TRIPLEX也适合用于亚热带森林生态系统。5)我们以杭州地区(大杭州GHA,包括市区和杭州行政区)为例的城市化对区域生产力影响研究发现,从1975到2003年,GHA中除了针叶林以外的各种土地覆盖类型的NPP都相应的增加。整体来看,GHA的NPP从1975年以来,28年间年均增长率达1.22%。这说明,城市化没有降低GHA区域NPP,反而有所增加。意味着城市化占用土地后,对区域植被NPP有补偿作用。6)浙江省的森林绝大部分是幼年林,在成长过程中吸收CO_2能力强,但离成熟状态还相差很远,尤其是针叶林远低于全国平均水平和中高纬度地区碳密度。如果这些人工林和次生林都恢复到成熟林的碳密度水平,将吸收大量的CO_2,故浙江省生态公益林在碳积累上还有很大的潜力。未来50年中幼龄林成熟期将是浙江省加强碳汇的重要阶段。根据本研究,要提高生态效益,必须降低针叶林在生态公益林中的比例,这需增加间伐强度。建议通过补种苦槠、青冈、木荷和其他常绿树种来提高乔木层的多样性,从而加速植被恢复的过程。目前野外森林林龄较低但质量不高,城市扩张迅速但植被建植和抚育少。建议野外继续封山育林基础上,通过择伐补阔、以灌促阔和乔灌同植使得针叶林加快向NPP更高的针阔混交林直至常绿阔叶林演替来提高野外NPP;建成区不仅要显着增加植被面积还要减少干扰,提高城市化对区域植被NPP的补偿能力。

丁访军[8]2011年在《森林生态系统定位研究标准体系构建》文中研究说明20世纪80年代以来,随着全球生态环境的迅速恶化,很多大型的生态研究网络应运而生,生态系统长期观测标准化问题提到了议事日程。伴随着国家林业局中国森林生态系统定位研究网络(CFERN)的迅速发展,为了提升森林生态站的联网观测与研究能力,加快我国森林生态系统定位研究网络与世界生态定位研究网络接轨,防止技术壁垒,提升我国在生态环境问题上的国际发言权和主导权,标准体系建设和标准化研究已经成为当前森林生态系统定位研究网络亟待解决的问题。定位研究的目的在于揭示森林生态系统结构与功能的时空变化规律,及其对环境变化的响应与适应机制,回答林业重大科学问题,采用多过程、多尺度、跨区域的联网观测是定位研究的重要方法和手段。由于森林生态系统定位研究的相关标准缺乏,造成不同生态站、不同研究人员对森林生态系统定位研究的理解和表达不统一,生态站建设水平和定位观测研究水平参差不齐,观测数据千差万别,难以进行比较和共享,阻碍了定位研究网络台站的联网研究,无法为国家生态环境建设和社会经济发展提供理论支持及数据服务。本研究通过系统分析国内外生态系统定位观测的标准化现状,特别是森林生态系统定位观测的标准化现状和存在问题,根据标准体系构建的原则、原理,结合森林生态系统定位观测的特点,初步构建了森林生态系统定位研究标准体系的总体框架。同时,详细阐述了各项标准的研建过程,指标的来源和依据,为森林生态系统定位研究标准的制定与修订提供了积极的参考作用,为规范和提升森林生态站建设和观测研究水平,积累高质量的数据,实现数据共享,联网研究奠定了良好的基础,对于我国开展森林生态系统定位观测研究提供了积极的参考价值。本研究的主要结论包括:(1)对国内外生态系统长期观测及森林可持续经营的标准化现状,特别是森林生态系统定位观测的标准化现状及存在问题进行了全面系统的综述与总结。与国外相比,我国森林生态系统定位观测的标准化起步较晚,缺乏整体规划和标准体系,标准化工作相对滞后,相关标准缺项,而且对标准的宣贯力度和实施力度不够,已经制约了森林生态系统定位观测的国际化、标准化、规范化和网络化的发展。(2)分析了森林生态系统定位观测的特点,以系统学和生态学为基础,在“简化、统一、协调、优化”的标准化原理及“系统性、科学性、先进性、可扩展性和可操作性”的标准体系原则指导下,充分考虑森林生态系统的分布特点和区域差异,借鉴并参考相关领域的标准体系建设,从森林生态站的建设规范、运行管理、观测指标体系、观测方法、数据管理和数据应用六个方面构建了森林生态系统定位研究标准体系框架。(3)根据森林生态系统定位观测的内容及森林生态站数据采集和传输、海量数据存储与管理的现状,一方面以生态学、生态系统学理论为指导,依靠科学的设施、先进的观测和分析仪器,从定位研究站及野外综合实验基地、森林气象观测设施、森林水文观测设施、森林生物定位研究设施、土壤定位观测设施、森林健康与可持续发展观测设施、水土资源的保持观测设施和数据管理配套设施等8个方面构建了森林生态站建设技术要求;另一方面以数字化为思路,从数字化观测和数据采集设备、数字化传输设备、数据处理和分析设备及数字化森林生态站基础设施构建了森林生态站数字化建设规范。同时,编制和阐述了森林生态站建设技术规范中每个指标的来源及其依据。(4)通过分析国内外生态系统长期观测及森林可持续经营标准指标,充分借鉴吸收其优良指标及相关研究成果中的指标,采用专家分析和频度分析相结合的方法,建立了气象常规指标、森林土壤理化指标、森林生态系统的健康与可持续发展指标、森林水文指标和森林群落学特征指标五个方面共94个指标的森林生态系统定位观测指标体系。同时,根据森林生态系统的分布特点以及特殊性,建立了热带、暖温带、寒温带、干旱半干旱区森林生态系统定位观测指标体系,编制和阐述了各指标体系中每个指标的来源和依据。(5)通过分析国内外现有森林生态系统的定位研究方法,为满足森林生态系统定位研究的发展需求,根据定位观测的长期性和连续性等特点,采用系统设计思路,将野外观测系统按照生态系统结构和功能设置,针对野外观测研究的水、土、气、生及其他方面的28个关键生态问题,把握新技术与新方法的应用,充分参考并借鉴国内外生态系统定位观测的研究方法和相关标准,从观测内容、观测与采样方法及数据处理等方面建立了森林生态系统定位观测系统野外观测方法,编制和阐述了每个观测方法的来源及其依据。(6)根据森林生态系统定位研究中观测数据的特点,充分吸收和采纳国内外数字化、智能化方面的先进经验及国内外相关标准,根据森林生态系统定位观测体系中各指标的内在联系,科学划分各种观测数据,从管理指标、管理方法和信息管理系统叁个方面构建了森林生态系统定位观测数据管理规范,编制和阐述了每项指标的来源、依据及其内涵。(7)森林生态系统服务功能评估是森林生态系统定位观测数据应用的具体体现。通过分析国内外生态系统服务功能评估中使用的指标和方法,采用专家咨询法和频度分析法相结合的方法,构建了水源涵养、保育土壤、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、森林防护、生物多样性保护和森林游憩八个方面14项指标的森林生态系统服务功能评估规范,编制和阐述了每项评估指标的来源及其依据。(8)森林生态系统定位研究标准体系建设是一个长期的过程,而且科学技术在日新月异地发展,标准体系必将随着科学技术的进步而不断发展、充实和完善。

李少宁[9]2007年在《江西省暨大岗山森林生态系统服务功能研究》文中进行了进一步梳理森林作为陆地生态系统的主体,在全球生态系统中具有举足轻重的作用,其服务价值的评估是一个研究热点。分析与评估某一区域生态系统服务功能的经济价值对区域的经济、社会和谐发展具有重要的理论和现实意义。开展区域服务功能评估的积极尝试,对该区域的生态环境建设和森林健康等相关性研究都具有推动作用。本研究以江西大岗山森林生态系统国家野外科学观测研究站(简称大岗山森林生态站)长期、连续的大量观测研究基础数据和大专院校、科研院所在江西省开展的相关研究成果资料为依据,开展野外补充试验,根据第五次(1994~1998年)和第六次(1999~2003年)江西省森林资源清查数据,以及大岗山林区第叁次、第四次、第五次森林资源二类调查数据,综合运用生态学、经济学理论方法,通过深入思考和精确计量,定量地分析、评估了位于中亚热带区域的江西省暨大岗山林区森林生态系统主要服务功能的物质量及其价值量。为尽快将自然资源和环境因素纳入国民经济核算体系,最终为实现绿色GDP核算提供科学基础,对江西省区域森林生态系统服务功能及其价值预测,旨在为该省宏观决策提供量化科学依据。本研究只对森林生态系统的生态功能、社会功能进行了评估研究,不涉及林木资源经济价值及林副产品和林地自身经济价值。取得主要成果如下:1、通过全面、系统地研究,整合了国内外森林生态系统服务功能评估理论及方法,结合大岗山森林生态站长期定位观测研究成果以及江西省森林生态系统特点,确定了生态功能和社会功能指标作为研究对象,并在国内外大量评估指标体系中研究筛选出目前大家比较公认、容易量化测度、适合于江西省森林生态系统服务功能的系列指标,构建了江西省森林生态系统服务评估指标体系(7个方面12个指标)。2、根据构建的森林生态系统服务评估指标体系,确定了具体计量方法。针对不同的服务功能,参照国家权威机构发布的社会经济公共资源数据,全面系统、定量地分析评估了位于中亚热带区域的大岗山和江西省森林生态系统涵养水源、保育土壤、固碳制氧、积累营养物质、净化大气环境、保护生物多样性和森林游憩7个方面12个指标的主要服务功能的物质量及其价值量,综合分析了其动态变化。并首次研究和评估了大岗山林区不同经营措施(密度、龄级、栽植代数、施肥、种源等)的部分服务功能。3、对大岗山不同发育阶段杉木林人工林固碳制氧、保育土壤、积累营养物质和保护生物多样性4项服务功能研究表明,各林龄总功能量排序为:近熟林>过熟林>成熟林>中龄林>幼龄林,其中近熟林总价值量是幼龄林总价值量的2.17倍。各项功能大小排序为固碳制氧>保护生物多样性>保育土壤>积累营养物质;对不同栽植代数杉木人工林(地位指数为16的中龄林)的保育土壤、固碳制氧、林木营养物质积累3项服务功能进行评估研究,其总服务功能从大到小排序为:1代>2代>3代,其中1代3项价值总量是2代的1.12倍,2代3项价值总量是3代的2.07倍,不同代数之间差异显着。4、对29年林龄16地位指数的不同密度杉木林固碳制氧功能分析表明,各处理之间存在显着性差异,价值量排序为:A(1667株/hm~2)>D(6667株/hm~2)>C(5000株/hm~2)>B(3334株/hm~2)>E(10000株/hm~2);对马尾松人工幼林不同施肥后固土保肥功能评估表明,林地施P、K肥的土壤肥力效应,P肥比较显着,而K肥不显着;对不同地理种源杉木林研究表明,各种源之间固碳制氧物质量存在显着性差异,杉木中心产区杉木种源功能相对较差,中心产区附近杉木种源功能相对较好,而远离中心产区的杉木种源功能亦较差。5、对大岗山森林生态系统研究结果表明:八五、九五、十五期间大岗山森林生态系统7项生态服务功能的总价值平均每年分别为16727.34万元/a、18495.18万元/a、19179.63万元/a,单位面积价值分别为77084.54元/(hm~2·a)、78877.41元/(hm~2·a)、80954.04元/(hm~2·a)。九五期间比八五期间总价值增长了10.57%,单位面积价值增长2.33%;十五期间比九五期间总价值增长了3.70%,单位面积价值增长2.63%。可见,大岗山森林生态系统服务功能总量正在逐年增加。这其间主要受益于林业政策的顺利实施,尤其是与江西省认真贯彻退耕还林工程、公益林保护等工程的实施密不可分。涵养水源、固碳制氧及保护生物多样性3项功能是大岗山森林生态系统的主要服务功能,在叁期中此3项价值总和分别占年平均价值总量的91.66%、91.76%和91.71%。6、对江西省森林生态系统研究结果表明,九五、十五期间全省7项生态服务功能的总价值平均每年分别为7.014×10~(11)元/a、7.245×10~(11)元/a,单位面积森林提供的服务功能价值为78829.81元/(hm~2·a)、77840.39元/(hm~2·a)。两期之间总价值增长3.292%,单位面积价值较少了1.256%。总经济价值分别是江西省1998年国内生产总值的3.57倍,2003年国内生产总值的2.68倍。十五期间,江西省7项功能价值的贡献大小顺序依次均为:涵养水源(61.898%)>固碳制氧(19.445%)>保护生物多样性(9.813%)>净化大气环境(5.286%)>保育土壤(2.309%)>积累营养物质(1.236%)>森林游憩(0.014%)。7、从江西省森林生态系统各森林类型提供服务功能价值的贡献来看,十五期间各森林类型服务功能总价值大小顺序为:杉木>马尾松>栎类>其它硬阔>经济林>竹林>其它软阔>楠木>阔叶混>樟树>檫木>桐类>针阔混,排在前3位的是杉木、马尾松、经济林,排在最后的是针阔混。林分单位面积服务功能价值大小顺序为:栎类>桐类>其它硬阔>其它软阔>樟树>楠木>檫木>阔叶混>竹林>马尾松>针阔混>经济林>杉木。可见,保护亚热带常绿阔叶林和竹林意义重大,也是充分发挥和提高江西省整个森林生态系统服务功能的途径之一。

李君洁[10]2009年在《珠江叁角洲土地利用变化及其对生态系统服务功能的影响研究》文中进行了进一步梳理本文研究区域位于中国东南部的珠江叁角洲地区。在1985~2000年间,随着社会经济的快速发展,该区土地利用类型发生了很大的变动,生态系统服务价值也随之发生了相应变化。通过对研究区1985年、1995年以及2000年的叁期遥感影像进行分析、解译,得到了研究区叁个时相土地利用类型变化的基础数据信息。据此进行土地利用类型的变化幅度、变化速度、土地利用程度、转移矩阵、以及生态系统服务价值量等分析。土地利用类型变化分析的结果表明,1985~2000年,研究区内的主要土地利用类型已经由1985年的林地、耕地和水域,转变为2000年的林地、耕地和建设用地。研究区内土地利用类型的总体变化趋势是除建设用地和水域外,其他土地利用类型的面积均减少。在不同的时间段,各土地利用类型的变化情况又各有特点。在1985~1995年期间,耕地、林地、水域的面积呈减少的趋势,其中林地减少的面积最大,而草地、建设用地和未利用土地的面积呈现增加的趋势,建设用地的增加面积最大,这与土地利用变化的总体趋势保持一致;在1995~2000年期间,耕地、水域的面积开始增加,而林地、草地、建设用地和未利用土地的面积开始减少,其中未利用土地面积的减少说明土地的利用率提高。生态系统服务价值量分析结果表明,研究区内生态系统服务价值总量在15年间呈总体下降趋势,原因在于单项生态系统服务价值系数为负的建设用地面积大量增加,将水域等土地利用类型提供的生态系统服务价值量抵消。生态系统单项服务功能价值变化趋势是1985~2000年总体下降。运用灰色系统分析方法分析各土地利用类型与生态系统服务价值量变化的相关性,结果表明水域和林地的生态系统服务价值对生态系统服务价值总量的影响最大。

参考文献:

[1]. 全球变化的中国北方林生态系统生产力及其生态系统公益[D]. 蒋延玲. 中国科学院植物研究所. 2001

[2]. 中国土地沙漠化及其防治策略研究[D]. 刘拓. 北京林业大学. 2005

[3]. 基于CBM模型云南普洱地区森林生态系统碳收支研究[D]. 冯源. 中国林业科学研究院. 2014

[4]. 生态脆弱区植被的生态服务功能价值化研究[D]. 李有斌. 兰州大学. 2006

[5]. 广西国有林场可持续经营模式研究[D]. 刘代汉. 北京林业大学. 2006

[6]. 中国近40年森林资源变迁动态对生态功能的影响研究[D]. 宋庆丰. 中国林业科学研究院. 2015

[7]. 中国中亚热带东部森林生态系统生产力和碳储量研究[D]. 张骏. 浙江大学. 2008

[8]. 森林生态系统定位研究标准体系构建[D]. 丁访军. 中国林业科学研究院. 2011

[9]. 江西省暨大岗山森林生态系统服务功能研究[D]. 李少宁. 中国林业科学研究院. 2007

[10]. 珠江叁角洲土地利用变化及其对生态系统服务功能的影响研究[D]. 李君洁. 首都师范大学. 2009

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全球变化的中国北方林生态系统生产力及其生态系统公益
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