基于森林清查数据的大尺度森林碳储量监测方法研究

It is a consensus in the world that forest plays an important role in the carbon sequestration under global climate change. Taking Jilin and Guangdong provinces as the large scale region, based on the individual tree biomass models with total biomass being compatible with volume and tree components, derived from field data for biomass model from 8th national forest consecutive inventory (2009-2013), three carbon pools of forest ecosystem, aboveground biomass, belowground biomass and dead wood were selected to study the estimation method. Uncertainty analysis of estimation methods for carbon storage would be carried out in the process of classification of tree species and of scaling from individual tree to plot to region to nation level. By same estimation method with being compatible with national forest consecutive inventory, using many periods data from national forest inventory, three carbon pools would be estimated and evaluated. This would be helpful to reveal the carbon sequestration process of mainly forest ecosystem and region at national level, to quantitate and analyze the effects of natural factor ( forest growth process and natural disasters ) and human activities (cutting and afforestation) on forest carbon sink, to analyze the rate and capacity of carbon sequestration for different original forest and different age groups forest. The result of the study would provide the theoretical basis and technical support for management practices to increase forest carbon sink.

全球气候变化的背景下, 森林的固碳增汇作用已成为全球共识。本项目选择吉林和广东省为大尺度试验区，以森林生态系统乔木林地上生物量、地下生物量和死木三大碳库为对象，基于以第八次森林资源连续清查（2009-2013）生物量实测数据为基础建立的分量与总量、材积和生物量相兼容的单木生物量模型，研究森林碳储量的精准估算方法；分析树种归并和单木-样地-区域-国家等不同尺度扩展过程中碳储量估算的不确定性；在估算方法一致，兼容现有森林连续清查体系的前提下，基于多期连续清查数据对森林碳储量进行估测和评价，在国家层面上揭示主要森林生态系统碳汇过程及其主要发生区域，分析和量化自然（林分生长过程和自然灾害）和人为活动（采伐、造林等经营措施）对森林碳汇的影响，分析不同起源、不同龄组林分的固碳速率和能力，为森林固碳增汇提出相应的经营措施，提供理论基础和技术支撑。

全球气候变化的背景下, 森林的固碳增汇作用已成为全球共识。如何在大尺度上估算森林的碳储量，进而明确森林的碳汇能力一直是研究的热点。本项目以广东等省份为大尺度试验区，以森林生态系统乔木林地上生物量、地下生物量和死木三大碳库为对象，研究森林碳储量的精准估算方法及不确定性；在估算方法一致，兼容现有森林连续清查体系的前提下，基于多期连续清查数据对森林碳储量进行估测和评价，分析和量化自然和人为活动对森林碳汇的影响。结果表明：对于区域尺度的生物质碳储量的精准估算，生物模型的选择是基础，基于单木生物量模型的预测精度高于林分水平的模型；分树种的平均含碳系数法与组分含碳系数法优于固定含碳系数法；区域尺度碳计量参数BCCEF可以通过蓄积量直接获得乔木林地上和地下部分碳储量。基于单木生物量模型，在模型和扩展方式确定的情况下，区分龄组计算相应的BCCEF，在进行碳汇（源）计算时，可以获得稳定的结果；两重样本相结合的方法可以提高了单木地下生物量模型的拟合精度。增加林分调查因子能显著地提高林分模型的拟合效果；分树种基于组分生物量模型和不同类型死木腐朽等级，可以较为精准地估算森林死木碳库；竞争和衰老引起的枯死在林分中普遍存在，但增加到死木碳库的储量不多，而自然灾害虽然发生面积较少，对死木碳库的贡献确较大。不同树种间腐朽程度不一，杉木腐朽程度最低。清林等人为经营活动和死木的腐朽是存量减少的主要原因；一元模型和二元模型估算的乔木林总碳储量在省级尺度上差别不大；广东省乔木林生物质碳储量在15年间快速增长，增加达1倍以上；保留木的碳汇增长稳定，且天然林比例大于人工林，龄组结构更趋于合理；人工林在进界木的比例不断增加，在碳汇增长中起主要作用。加强现有天然林的保护和经营，扩大人工林营造是增加碳汇的主要途径。项目发表论文11篇，其中SCI收录2篇；培养研究生3名；登记软件著作权1项；参加国际学术交流2人次。