基于InVEST模型和PLUS模型的环杭州湾生态系统碳储量

研究土地利用方式与生态系统服务碳储量的关系,对于区域碳排放管理具有重要意义.利用InVEST模型碳储量模块和PLUS模型,探究并预测研究区2000～2018年和2018～2030年生态系统碳储量时空变化特征及其与土地利用方式之间的关系.结果表明,研究区2000、 2010和2018年碳储量分别为7.250×10⁸、 7.227×10⁸和7.241×10⁸ t,呈先减后增趋势.土地利用类型变化是导致生态系统碳储量变化的主要因素,建设用地的快速扩张导致碳储量降低.与土地利用类型相对应,研究区碳储量空间分异显著,并以碳储量分界线为界,呈现“东北低西南高”特征.预测结果显示,至2030年碳储量为7.344×10⁸ t,较2018年增加1.42%,林地面积的增长是主要原因.     

杭州湾南岸滩涂湿地多年蓝碳分析及情景预测

选取2003年、2017年杭州湾南岸遥感数据,利用ENVI软件和ArcGIS进行空间校正和图像处理,获得海岸带湿地数据,基于InVEST模型研究杭州湾南岸15年间滩涂湿地蓝碳及其价值的变化.结果显示:(1)2003~2017年总碳储存量和单位面积碳储量最大值均呈上升趋势,总碳储存量由0.223亿t上升到0.765亿t,增加0.542亿t.单位面积碳储量最大值也由451.27t/hm²上升到1775.42t/hm²,湿地碳汇潜力增加.(2)2003~2017年研究区域无碳损失,总体表现为碳积累,蓝碳总量为0.543亿t,单位面积净碳固定最大值为1324.12t/hm².(3)2003~2017年15年间杭州湾南岸海岸蓝碳总价值为4761.3亿元,单位面积蓝碳最大值为148.8万元,具有十分可观的生态价值.(4)滩涂蓝碳的储量同植被类型关系密切,研究区域芦苇作为优势种类,在提高本区域固碳能力中作用最大.(5)在预设的退塘还湿情景下,预测至2030年研究区固碳量和蓝碳价值增加明显.     

中国海岸带蓝碳现状分析

海岸带蓝碳是海洋碳汇的重要组成部分,因其较高的固碳能力和在应对全球气候变化中重要的作用,目前成为海洋蓝碳研究中的热点与重点。在国内外相关研究基础上,对中国海岸带蓝碳生态系统的蓝碳本底现状分析表明,中国海岸带蓝碳生态系统生境总面积16.16~38.16万hm~2,年碳汇量约为126.88~307.74万tCO_2,总储碳量13 877~34 895万tCO_2,其中主要贡献者为盐沼。结合IPCC给出的碳汇计量建议使用方法与清洁能源机制计量方法标准,对如何计量红树林、海草床、盐沼3部分的碳汇做了方法学分析,并在此基础上测算中国可预期海岸带蓝碳碳汇增量约为340~516万t CO_2。     

生态修复区盐地碱蓬群落碳、氮储量及其影响因素分析——以辽河三角洲大凌河口湿地为例

为揭示土壤环境变化及植物群落结构对修复初期河口湿地碳汇格局的影响,本文运用方差分解方法测算了群落尺度辽河口湿地生态修复区碳、氮储量分配格局,并定量阐明了盐度、含水率、高程等环境因子对碳、氮储量的影响贡献率。结果表明：（1）春、秋季,土壤碳储量分别为41.93 t/ha和44.72 t/ha,氮储量分别为8.65 t/ha和8.80 t/ha;植物碳储量分别为8.97 kg/ha和180.48 kg/ha,氮储量分别为0.61 kg/ha和16.27 kg/ha。（2）植物碳氮储量与株高、盖度呈显著对数函数关系,与土壤微生物量碳氮及土壤氮的周转速率呈显著负相关性。（3）土壤含水率、群落盖度和高程是影响碳、氮储量的最主要因子,地形高程和含水率能解释幼苗期碳、氮储量分异的45.6%以及成熟期碳、氮储量分异的54.5%。研究结果证明了微地形改造、生态补水等措施对湿地碳汇能力的提升具有重要作用。     

基于InVEST和GeoSoS-FLUS模型的黄河源区碳储量时空变化特征及其对未来不同情景模式的响应

区域土地利用变化是导致生态系统碳储量变化的主要原因,预测未来土地利用变化对碳储量的影响对于碳储功能的可持续发展具有重要意义.近年来,在自然和人为因素的共同作用下,黄河源区土地利用变化显著,其碳储功能也相应发生改变.本研究结合InVEST和GeoSoS-FLUS模型,评估黄河源区2000~2020年以及不同情景下2020~2040年土地利用变化及其对碳储量的影响.结果表明：① 2000~2020年黄河源区碳储量整体呈上升趋势,共增加11.59×10⁶ t.② 20年间,黄河源区土地利用变化以低覆盖度草地、建设用地和湿地的面积增加和高覆盖度草地、中覆盖度草地和未利用地面积减少为主,未利用地大面积减少以及草地和湿地的面积增加是导致碳储量增加的主要原因.③ 2040年自然变化情景下黄河源区生态系统碳储量为871.34×10⁶ t,较2020年增加3.92×10⁶ t.生态保护情景下碳储量增幅明显,较2020年增加13.53×10⁶ t.该研究结果可以为黄河源区土地利用管理决策以及碳储功能的可持续发展提供科学参考.     

海岸带蓝碳生态系统碳库规模与投融资机制

气候变化已成为当前各国面临的严峻挑战之一,通过“碳减排”和“碳增汇”实现碳中和是我国应对气候变化的关键途径。红树林、盐沼和海草床等海岸带蓝碳生态系统具有巨大的、长期可持续的碳汇功能,因而,保护和修复海岸带生态系统是具有可操作性的生态增汇途径之一。本文探究了中国红树林、盐沼和海草床等典型海岸带蓝碳生态系统碳库规模及其经济价值,并对浙江省霓屿红树林湿地和上海市鹦鹉洲盐沼湿地两个海岸带滨海湿地恢复区的碳汇能力开展调查和评估。结果表明,通过海岸带生态修复扩增蓝碳是实现碳中和的有效途径。研究结果可为面向碳中和的海岸带生态系统恢复及蓝碳交易体系的建立提供理论基础和数据支撑。     

珠江口红树林湿地土壤碳的分布特征和影响因素研究

红树林土壤是重要的“蓝碳”库,在缓解气候变化中发挥着重要作用.由于人类活动的影响,珠江口红树林湿地经历了复杂的土地覆盖变化过程,其土壤碳分布特征和影响因素需要深入探究.本研究以珠江口淇澳岛红树林湿地为研究对象,通过实地调查、采样和测定,分析了该区域5种主要土地覆盖类型(原始秋茄林、无瓣海桑林、无瓣海桑伐迹地、废弃鱼塘和光滩)的土壤有机碳(SOC)储量、SOC稳定性,以及植被碳储量、土壤理化性质对土壤碳分布的影响.结果表明,淇澳岛红树林湿地的SOC储量在不同覆盖类型间存在显著性差异.其中原始秋茄林的SOC储量最高,达185 t·hm^-2,是新生光滩的1.8倍.秋茄林的SOC更多地储存在浅层土壤(0～50 cm)中.通过同位素分析发现,秋茄林SOC的稳定性高于其他土地覆盖类型,有利于SOC的长期固存.植被碳储量与SOC储量呈显著正相关关系,且在浅层土壤中相关性更显著,植被碳输入对浅层SOC累积的促进作用更大.土壤C∶N、水分和pH值等理化性质也影响了红树林湿地土壤碳库的大小.滨海地区在恢复红树林湿地时,有必要考虑不同土地覆盖类型和土壤特性对提升土壤碳汇的影响.     

喀斯特地区生态系统服务变化及权衡协同关系

为探明喀斯特地区生态系统服务的时空变化特征,厘清服务间的权衡协同关系,文章以典型喀斯特区贵州省毕节市撒拉溪示范区为例,借助InVEST模型评估2010年、2015年和2018年土壤保持、产水量、碳储量与生境质量,分析不同年度的时空变化特征,并基于逐像元空间相关分析探究服务之间的权衡与协同关系进行探究.结果 表明:(1)2010-2018年,该区各生态系统服务均呈增长趋势,土壤保持、产水量、碳储量和生境质量指数分别增长了3.51×104t/a、164.95×104mm/a、1.28×104t/a和565.18.(2)土壤保持、碳储量和生境质量在不同时段均表现为增长趋势,2015年增长幅度大于2015-2018年;产水量在不同时段存较大差异,2010-2015年为增长趋势,增幅为56.53％,2015-2018年为下降趋势,降幅为15.40％.(3)土壤保持、碳储量与生境质量在空间上呈北高南低的格局,产水量则为南高北低.(4)产水量与土壤保持、碳储量和产水量均表现为权衡关系,土壤保持与碳储量和生境质量两两服务间均表现为协同关系,两两生态系统服务间在空间上均呈北部协同、南部权衡的空间分布特征.     

环太湖地区土地利用变化对植被碳储量的影响

土地利用变化是影响陆地生态系统碳储量变化的重要驱动因素。利用1980、1990和2005年三期遥感影像解译并提取了环太湖地区1980～2005年的土地利用变化数据,根据《IPCC2006年国家温室气体排放清单指南》提供的方法,计算了环太湖地区土地利用变化对生态系统中植被碳储量的影响,并将计算结果与国内相关研究进行了对比分析。主要结论如下：①1980~1990年耕地、林地及草地分别净减少了223.26、1182.50和178.90km²,其中耕地主要转出为林地与建设用地,转入来源为林地、草地及未利用地,草地主要转出为耕地、林地及建设用地,其他地类之间转化较小;1990~2005年耕地及林地净减少了5929.51、1381.94km²,草地面积则增加了1270.47km²,其中耕地、林地转出涉及所有地类,耕地转入来源则主要是水域、林地及未利用地,林地转入主要是耕地、草地等,草地转入则涉及所有地类。②IPCC方法计算1980~1990年土地利用变化导致植被碳储量净减少642171.27Mg,1990~2005年植被碳储量净减少了683125.18Mg。③通过对比发现,IPCC方法计算结果与国内相关研究在植被碳储量变化趋势上基本一致,但存在一定的数值误差,建议研究编制适合国情的中国温室气体排放清单指南。     

全球气候变化下中国林产品的减排贡献：基于木质林产品固碳功能核算

森林及其产品的固碳功能对减缓气候变化具有重要作用。木质林产品（下简称HWP）的碳储存是全球气候变化的重要议题,研究HWP碳储量并对其进行功能管理,对我国政府提高温室气体减排潜力并参与气候谈判、提交国家温室气体排放清单具有重要的现实意义。论文依据政府间气候变化专门委员会（IPCC）建议的HWP碳量核算模型,研究了1961—2011年中国HWP的固碳功能,继而比较分析了中国HWP碳储量的减排潜力。研究表明：从总量看,储量变化法、大气流动法基础上核算的中国2011 年度碳储量值分别为6.76×10⁸ t 碳和2.58×10⁸ t 碳;从年增长量看,储量变化法、大气流动法基础核算的中国HWP碳储量增长平均值为1 063×10⁴ t 碳和262×10⁴ t 碳。基于中国是世界HWP进口大国,储量变化法的选择应用将对我国有利。HWP碳储量减排贡献的研究发现：中国HWP碳储量为森林立木总量的4.75%~8.42%,平均约为6%;对比中国能源消费的年碳排放量值,中国HWP的年碳储量可以减排约1.6%,中国HWP具有显著的碳汇功能及进一步提升的减排潜力。     

The role of economic,policy, and ecological factors in estimating the value of carbon stocks in Everglades mangrove forests,South Florida,USA

Old growth mangroves in existing protected areas store more carbon than restored forests or plantations. Carbon storage in such forests has economic value independent of additionality, offering opportunities for policy makers to ensure their maintenance, and inclusion in climate change mitigation strategies. Mangrove forests of the Everglades National Park (ENP), South Florida, though protected, face external stressors such as hydrological alterations because of flooding control structures and agriculture impacts and saltwater intrusion as a result of increasing sea level rise. Moreover, decreased funding of Everglades’ restoration activities following the recent economic crisis (beginning 2008) threatens the restoration of the Greater Everglades including mangrove dominated coastal regions. We evaluate several economic and ecological challenges confronting the economic valuation of total (vegetation plus soil) organic carbon (TOC) storage in the ENP mangroves. Estimated TOC storage for this forested wetland ranges from 70 to 537 Mg C/ha and is higher than values reported for tropical, boreal, and temperate forests. We calculate the average abatement cost of C specific for ENP mangroves to value the TOC from $2–$3.4 billion; estimated unit area values are $13,859/ha–$23,728/ha. The valuation of the stored/legacy carbon is based on the: 1) ecogeomorphic attributes, 2) regional socio-economic milieu, and 3) status of the ENP mangroves as a protected area. The assessment of C storage estimates and its economic value can change public perception about how this regulating ecosystem service of ENP mangrove wetlands (144,447 ha) supports human well-being and numerous economic activities. This perception, in turn, can contribute to future policy changes such that the ENP mangroves, the largest mangrove area in the continental USA, can be included as a potential alternative in climate change mitigation strategies.     

深圳市建筑水泥流量-存量分析及环境影响评估

我国城镇化进程持续深入推进,大规模城市更新建造活动消耗了大量水泥等建筑材料.以深圳市为例,采用自下而上的物质流分析方法估算了自特区建设以来(1979~2018年)城市房屋建筑中的水泥存量和流量,并分析了其产生的综合环境影响(以碳排放当量为度量指标).研究结果表明:1979~2018年间,深圳市建筑水泥历史累积消耗约为8120万t,年均消耗超过200万t,水泥累计流出量(建筑废弃物)约为总流入量的25%~29%;截至2018年,深圳市建筑水泥存量达到6200万t,人均水泥存量达到4.7t.相应地,全部所消耗的水泥材料在生产阶段的碳排放累计可达6880万tCO₂eq,其中仅有9%的碳排放量可被既有存量建筑“自然”吸附,但仍有至少约11%的碳排放量可通过废弃混凝土(流量)再生骨料进行“逆向”吸附封存.最后,基于建筑水泥存流量、碳排放及碳汇量等量化数据,提出了加强水泥使用管理、实现水泥生产碳减排以及水泥材料碳汇能力提升等相关措施建议.     

广西红树林资源与保护

广西的红树林现有面积为8374.9 hm2,分布于北海市、钦州市和防城港市.红树植物有15种,其中真红树植物11种,半红树植物5种,无瓣海桑为人工引种.红树林的建群种主要有白骨壤、桐花树、秋茄、红海榄、木榄、海漆、老鼠筋和银叶树8种,主要群落可划分为8个群系,15个群落类型.红树林是广西的优势海洋资源之一,其动植物资源潜力大,生态景观旅游价值高,同时是良好的生态养殖场所.如何合理利用红树林资源,本文提出了针对性的建议.     

基于高分辨率卫星影像的广西红树林面积监测与群落调查

基于国产多源高分辨率卫星数据,利用遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）技术结合野外勘查的方式,对广西红树林面积进行遥感监测并对其群落类型进行野外勘查。结果表明：截至2013年12月,广西红树林总面积为7 243.15 hm²,共有斑块2 793个,平均斑块面积为2.59 hm²,其中最大斑块面积为173.67 hm²。北海市红树林面积、斑块数及比例分别为3 263.66 hm²、905个、45.06%;钦州市为2 097.41 hm²、1 259个、28.96%;防城港市为1 882.08 hm²、629个、25.98%。红树林群落类型有白骨壤、白骨壤+桐花树、桐花树、桐花树+白骨壤、木榄-白骨壤等共21种,其中面积及比例从大到小前7位排列分别是白骨壤群落（3 022.96 hm²,41.74%）、桐花树群落（2 383.81 hm²,32.91%）、白骨壤+桐花树群落（405.42 hm²,5.60%）、木榄-白骨壤群落（303.93 hm²,4.20%）、红海榄-白骨壤群落（214.43 hm²,2.96%）、无瓣海桑-桐花树群落（138.46 hm²,1.91%）、木榄-桐花树群落（128.40 hm²,1.77%）。通过对比发现,不同研究者、影像数据源和研究方法,会使得同一区域红树林面积监测结果存在较大差异。     

南中国海地区红树林的利用和保护

南中国海具有丰富的浅海和热带的生物多样性,是全球红树林分布的中心之一.南中国海地区红树林面积大约占全球的28%,该区红树植物的多样性为世界最高,共有46种真红树分布于此.由于受人口增加和经济发展的巨大压力,南中国地区红树林资源破坏严重,退化趋势明显.虽然南中国海周边国家过去都实施了相应的海洋环境保护行动计划,然而缺乏区域协调措施大大降低了这些行动的有效性.本文在对南中国海地区红树林资源的利用现状和退化原因进行分析的基础上,提出南中国海地区红树林资源保护与管理的建议,以期能在双边或区域的层面上共同协作,采取适当的措施去扭转南中国海地区红树林生境退化趋势.     

Economic Assessment of Mitigation Options for Enhancing and Maintaining Carbon Sink Capacity in Indonesia

Land use, land-use change and forestry (LULUCF) projects may becomeeligible under Article 12 of the United Nations Framework Convention onClimate Change (UNFCCC) Kyoto Protocol's Clean DevelopmentMechanism (CDM). Some of the issues, which need to be addressed,include identifying the types of greenhouse gas (GHG) mitigation activitiesin LULUCF, which could be undertaken as CDM projects. Other issuesinvolve evaluating the mitigation potential and cost effectiveness of theactivities, as well as their likely socio-economic impacts and their influenceon the national carbon (C) stock. Three broad categories of mitigationactivities in LULUCF analyzed in this study include managing Cstorage, C conservation and carbon substitution. The C intensityof the activities was estimated to range from 37 to 218 Mg C per ha. The highest is in reforested land with slow growing species and the lowestin short-rotation plantations. At a real discount rate of 10%, investmentcosts required to implement the mitigation activities ranged from US$0.07 to 0.88 per Mg C, with life cycle costs ranging from US$ 0.07to 3.87 per Mg C, and benefits ranging from US$ –0.81 to 6.57 perMg C. Mitigation options with negative benefits are forest protection,reforestation, reduced impact logging and enhanced natural regeneration,while those with positive benefits are short rotation timber plantation, andbio-energy. Reforestation gave negative benefit since no revenue fromwood as trees are left in the forest for conservation, while Reduced ImpactLogging (RIL) and Enhanced Natural Regeneration (ENR)gave negative benefits because additional cost required to implement theoptions could not be compensated by the increase in round-hardwoodyield. Other factor is that the local price of round-hardwood is very low,i.e. US$ 160 per m³, while FOB price is between 250–400 US$ per m³. Total area available for implementing mitigationoptions (planting trees) in 1997 was 31 million hectares (× 10⁶ha) (about 40% are critical lands, 35% grasslands and 25%unproductive lands).Total area being considered for implementing the options under baseline,government-plans and mitigation scenarios in the period 2000–2030 is12.6, 16.3 and 23.6 × 10⁶ ha respectively. Furthermore, total area of production forest being considered for implementing reduced impactlogging and enrichment planting under the tree scenarios is 9, 26 and 16 × 10⁶ ha respectively, and that for forest protection is 2.1, 3.7, 3.1× 10⁶ ha respectively. The cumulative investment for implementingall mitigation activities in the three scenarios was estimated at 595, 892and 1026 million US$ respectively. National C stock under thebaseline scenario will continuously decline through 2030, while undergovernment-plans and mitigation scenarios the carbon stock increases. In2030, national C stock of the government and mitigation scenarios isalmost the same, 13% higher than that of baseline. However, the increasein national carbon stock in both scenarios could not offset carbon emissionsdue to deforestation.     

中国红树林湿地资源及其保护

红树林是我国海岸湿地类型之一，自然分布于海南、广西、广东、福建、台湾等省区。现有面积约1．5万hm^2，包括26种真红树，11种半红树。中国红树林湿地直接经济价值不高，而防浪护岩、维持海岸生物多样性和渔业资源、净化水质、美化环境等生态环境功能显，属于特别容易被价值低估的海岩生态关键区。1960年代以来的毁林转海造田或盐田，毁林围塘养殖，毁林围海搞城市建设等人类不合理开发活动，使红树林面积剧减，环境恶化，红树林湿地资源濒危，急需加强管理和保护。现已建成各级红树林自然保护区18个，还需要吸收科学家积极参与，加强科学研究和宣传教育，以尽快扭转退化趋势，实现红树林湿地生态系统的恢复和可持续发展。     

泉州湾红树植物中重金属元素的分布与储量

用ICP-AES测定了泉州湾洛阳江河口红树植物桐花树(Aegiceras corniculatum)和秋茄(Kandelia candel)根际沉积物中重金属总量和有效态含量,以及这2种植物体内重金属的含量,探讨了该红树林湿地重金属元素的分布、富集和储量情况。结果表明,2种红树植物根际沉积物中重金属总量均表现为:Fe>Mn>Zn>V>Pb>Cr>Cu>Ni>Co>Cd,有效态含量均表现为:Fe>Mn>Zn>Pb>Cu>V>Cr>Ni>Co>Cd,部分重金属具有一定潜在的有害生物效应;Fe、V在2种红树植物根部的含量最高,Mn在叶中的含量最高,其余重金属未有明显的统一规律;相关性分析表明,2种植物根中Cu和Zn,Pb和V、Co、Ni,Cr和Zn,Zn和V,V和Co、Ni,Co和Ni之间互有明显协同作用;除Mn在叶中存在较强的富集能力(富集系数大于1),2种红树植物对其余重金属元素的富集能力均较小,远达不到超富集植物的要求;秋茄和桐花树对Mn从根向叶的迁移能力最强,Cu、Cr、Zn在2种植物中的迁移系数均大于1,Cd在桐花树中的迁移系数也大于1,说明2种植物都有将这些元素向叶中输送的趋势,应注意其通过食物链富集作用引起的危害。2种红树植物中重金属总储量大小表现为:Mn>Fe(秋茄则Fe>Mn)>Zn>Cu>Cr>Pb>V>Ni>Co>Cd,其中Mn和Fe的总储量之和分别占到了总储量的97.7%(桐花树)和99%(秋茄)。     

Spatial and temporal land use and carbon stock changes in Uganda: implications for a future REDD strategy

Using a map overlay procedure in a Geographical Information System environment, we quantify and map major land use and land cover (LULC) change patterns in Uganda period 1990–2005 and determine whether the transitions were random or systematic. The analysis reveals that the most dominant systematic land use change processes were deforestation (woodland to subsistence farmland—3.32%); forest degradation (woodland to bushland (4.01%) and grassland (4.08%) and bush/grassland conversion to cropland (5.5%) all resulting in a net reduction in forests (6.1%). Applying an inductive approach based on logistic regression and trend analyses of observed changes we analyzed key drivers of LULC change. Significant predictors of forest land use change included protection status, market access, poverty, slope, soil quality and presence/absence of a stream network. Market access, poverty and population all decreased the log odds of retaining forests. In addition, poverty also increased the likelihood of degradation. An increase in slope decreased the likelihood of deforestation. Using the stock change and gain/loss approaches we estimated the change in forest carbon stocks and emissions from deforestation and forest degradation. Results indicate a negligible increase in forest carbon stocks (3,260 t C yr-1) in the period 1990–2005 when compared to the emissions due to deforestation and forest degradation (2.67 million t C yr-1). In light of the dominant forest land use change patterns, the drivers and change in carbon stocks, we discuss options which could be pursued to implement a future national REDD plus strategy which considers livelihood, biodiversity and climate change mitigation objectives.     

Relevance of mangroves for the production and deposition of organic matter along tropical continental margins

Mangroves are highly complex ecosystems occupying a major part of tropical coastlines. High primary productivity, efficient biological nutrient recyling and a permanent exchange with terrestrial and marine ecosystems are their common features. Despite the high production and export rates of leaf litter, mangrove detritus has been reported to be of minor importance in sustaining marine food webs. The geographical distribution of mangrove-derived organic matter (OM) in marine sediments is found to be restricted to the vicinity of its source. Dissolved nutrient inputs from mangroves and rivers may fuel the production of marine OM. In this paper we assess the relevance of mangroves for the production and sedimentation of OM in the tropical coastal ocean based on data available from the literature and our own research results. We estimate the rates of carbon accumulation in mangrove sediments and of carbon export to the coastal seas. From the rates of litter fall and export we calculate carbon accumulating in mangrove sediments to be in the order of 23᎒¹² g C per year and mangrove carbon introduced into the coastal ocean to be in the order of 46᎒¹² g C per year. They account for about 11% of the total input of terrestrial carbon into the ocean and 15% of the total carbon accumulating in modern marine sediments.