森林经营主体的碳汇供给潜力差异及影响因素研究

增加森林碳汇已成为应对气候变化的重要举措。论文基于浙江、江西和福建三省农户和林场的调研数据,以杉木为案例树种,引用生长模型、修正的Faustmann 模型碳密度和价格数据,对单一和碳汇木材复合经营目标下的杉木最佳轮伐期和林地期望值进行了分析,并基于此比较了不同森林经营主体碳汇供给潜力的差异,同时模拟了不同营林成本和利率水平下对森林经营主体碳汇供给差异造成的影响。可以发现,在可能的碳汇林经营模式下,基于目前杉木市场价格远高于碳价格的现实,森林经营主体的经营采伐决策并不会发生明显改变,从而导致在大范围的碳价格变动下碳汇的供给也没有显著增加,这也说明木材收益和碳收益的两个不同经营目标是协调的;林场凭借着规模、技术和资金等资源禀赋优势将成为今后碳汇林的适宜经营和供给主体;从影响因素来看,目前市场利率处于低位徘徊的前提下,即碳汇林地的潜在投资价值巨大,尤其对劣等土地的投资效果明显;理论上营林成本会提升继而导致碳汇供给增加,这反而对于森林固碳有显著正面影响。     

城市森林大气PM2.5中水溶性无机离子的观测

PM2.5中水溶性无机组分的浓度及时空分布等已开展了大量的研究.这些研究主要集中在污染较重的地区或者敏感区,比如居民区或者道路边等.而关于我国城市森林生态系统对大气PM2.5及其组分的影响还未开展系统的研究.研究PM2.5中的水溶性离子组分在城市森林系统中的时空分布特征将有助于了解生态系统与大气颗粒物之间的相互影响,对大气污染治理及城市绿化都具有参考意义.因此,本研究对北京市的4个采样点PM2.5中水溶性无机离子组分进行了观测.     

模拟氮沉降对温带森林凋落物分解的影响

森林凋落物的分解是生态系统养分循环的重要过程,以北京西山地带性植被栎树林（辽东栎：Quercus liaotungensis）为对象,主要研究温带森林植物凋落物分解对模拟氮沉降的响应,为更好地了解氮沉降对温带森林地区凋落物的分解过程提供参考.通过模拟氮沉降,研究不同形态氮（硝态氮、铵态氮和混合态氮）和不同水平氮沉降（对照0 kg·hm^-2·a^-1、低氮处理50 kg·hm^-2·a^-1 和高氮处理150 kg·hm^-2·a^-1）对凋落物分解的影响,在2 年的时间内调查分析了凋落物分解过程中质量损失动态和碳（C）、N 含量及w（C）/w（N）比值的变化.研究结果表明,氮沉降均使凋落物分解速率减缓,且随氮沉降剂量增加,凋落物分解速率相比对照分别减慢了9.88%（硝态氮低氮）、15.02%（硝态氮高氮）、11.46%（铵态氮低氮）、14.62%（铵态氮高氮）、13.04%（混合态氮低氮）和16.20%（混合态氮高氮）.且不同氮沉降类型、不同氮沉降水平间差异显著.不同形态、不同水平的氮沉降显著地增加了凋落物N 含量（P=0.061,P=0.087）,其中混合态氮沉降对凋落物中N 素含量增加最显著（P=0.044）.但在分解过程中,各处理均未对凋落物C 含量产生显著影响.不同水平的氮沉降显著降低了凋落物的w（C）/w（N）比值,而且不同类型不同水平氮沉降对凋落物w（C）/w（N）比值具有显著的交互作用（P=0.011）.综上所述,通过对模拟氮沉降后凋落物残留率等的变化分析,得出氮沉降对温带森林凋落物的分解产生了抑制作用.     

岷江上游高山森林溪流非木质残体现存量与碳储量及其分配特征

森林溪流非木质残体的特征直接关系到流域源头水质环境以及森林生态系统碳及养分等物质的输出格局.为了解岷江上游水源源头高山森林生态系统溪流非木质残体的储量特征,于2013 年8 月高山森林溪流水量最大的季节,在研究区域海拔3 600 m 典型高山森林范围内,沿主河道两岸调查每条森林溪流的非木质残体储量,共找到18 条森林溪流汇入主河道,根据实地采样的可操作性和典型性,选择其中12 条溪流详细调查非木质残体储量,每条森林溪流从尽头到源头每隔10 m 设置一个长度为1 m,溪流实际宽度的样方（源头作为最后一个样方）.将样方内所有非木质残体全部采集,低温保存,迅速带回实验室,分别按照树皮、树叶和直径小于1 cm 树枝分离,65 ℃烘干至恒重,测定各组分现存量.然后,将样品粉碎过筛,采用重铬酸钾氧化法测定凋落物有机碳含量,以不同组分现存量与其碳含量计算各组分的碳储量.结果表明：（1）该区域森林溪流非木质残体总现存量和总碳储量分别为657.25 kg 和262.96 kg,单位面积现存量和碳储量为439.70 g·m^-2 和175.92g·m^-2;（2）各溪流中直径小于1 cm 树枝占非木质残体总现存量和总碳储量的69.76%和73.41%,其次为树叶,树皮比例最小且不足10%;（3）尽管溪流长度、面积和流量与非木质残体各组分单位面积现存量和碳储量均无显著相关关系,但显著影响溪流非木质残体总现存量和总碳储量及其在各组分的分配比例;（4）相对于树皮,凋落树叶现存量和碳储量所占比例在流量较小溪流中相对较大.这些结果为深入认识高山森林流域水环境及其在森林生态系统中的重要作用提供新的思路和一定的科学依据.     

苏南快速城市化地区森林生物量时空变化及影响分析

随着我国城镇化进程的快速推进,城镇密集区城市扩张带来的负面生态环境问题得到广泛关注。森林生态系统具有固碳释氧等多种生态服务功能,对减小城市化的负面效应、改善生态环境具有积极作用。近年来我国植树造林成效明显,森林资源总量和质量持续提升,科学评估森林生物量动态对理解碳源汇变化及制定森林保护政策具有重要的意义,但当前对快速城市化地区长时期生物量变化及影响因素研究较少。苏南地区处于我国最大的城镇密集区长江三角洲的中心,近年来该地区森林面积和质量不断增加,而受中低卫星遥感数据分辨率影响,以往对该地区生态系统生物量研究未探测到这种变化。利用1990、2005年江苏省森林资源调查数据及2010年江苏省森林覆盖监测数据,采用换算因子连续函数法和平均生物量法等计算苏南地区三个时期森林生物量,研究20年来苏南快速城市化地区森林植被生物量的时空变化,并结合社会经济数据探讨了生物量变化与经济人口的关联。结果表明：20年来,苏南地区森林植被面积、生物量和生物量密度总体呈显著增加趋势,生物量从7.15 Tg增长到16.72 Tg,乔木林的生物量密度由29.32 t＆#183;hm-2上升至39.82 t＆#183;hm-2,但远低于同期全国的均值;各市生物量分布不均匀,2010年生物量总量从大到小依次是南京、无锡、镇江、常州和苏州;各市森林生物量总量主要由森林面积和地形决定,森林面积增加是生物量增加的主要因素,阔叶林比例和林龄的增长也促进了生物量增加,随着区域森林林龄不断增长,森林生物量仍将不断增加;政府政策和经济利益等影响下的森林建设是区域森林生物量增加的主要原因,较高的经济发展水平促进了各市森林资源数量增长,而高人口密度未对森林面积和生物量未产生显著负面?     

东北北部温带森林和干草地土壤养分分布及影响因素

土壤是陆地生态系统碳储存的重要场所,其养分变化与全球陆地碳循环密切相关。土壤养分是植物生长的重要保证,而土壤各养分之间是紧密联系的。理解土壤养分变化与环境因素的关系有助于更好地了解陆地生态系统碳、氮、磷循环。本研究以东北北部自东向西沿降水量梯度变化纬度带上的温带森林与干草地生态系统为研究对象,利用气象数据和野外土壤实测数据,分析了纬度带上不同植被类型土壤的有机碳、全氮、碳氮比、速效磷的空间分布格局及其与环境因子（年降水量、年均温、土壤pH值）的关系。研究纬度带上降水量自东向西逐渐减少,植被类型从温带森林过渡到干草原,与降水量和植被类型对应,植被生物量也自东向西呈现从高到低的分布梯度。研究结果表明：从整个研究带上来说,降水量与土壤pH值是土壤养分空间分布的决定因素,沿纬度带从东到西,随着降水量逐渐减少,土壤pH值逐渐增加,而土壤有机碳、全氮、碳氮比、速效磷含量逐渐减少。但如果将森林和草地分别讨论则发现,森林和草地生态系统的土壤养分环境控制因素有较大差别。对于草地生态系统而言,降水量和土壤pH值仍然是其土壤养分含量的控制因子,但森林生态系统由于所处区域降水量充足,降水量不再是其土壤养分的控制因子,降水量只与森林土壤碳氮比呈显著正相关。研究还发现森林土壤的速效磷含量与温度呈正相关,与土壤pH值呈负相关,说明温度对东北北部温带森林的土壤养分含量具有一定的控制作用。     

青藏高原典型高寒森林地带CH4浓度特征分析

基于波长扫描光腔衰荡光谱线监测系统在海螺沟国家大气背景站(以下简称海螺沟站)开展甲烷(CH_4)连续自动监测,通过局部近似回归法进行背景值筛分分析。结果表明:2016、2017年海螺沟站CH_4年均体积分数和筛分的背景体积分数接近,两者浓度水平与北半球中纬度地区全球本底站CH_4浓度水平相当;海螺沟站CH_4能够代表背景区域浓度水平。海螺沟站CH_4体积分数呈春、夏季低,秋、冬季高特征,季节变化主要受到特定的地理环境和大气环流的影响,大气环流占主导影响。夏季CH_4体积分数最低但日振幅最大,与高原高海拔背景下森林地带的辐射对流引起局地扩散作用有关。采用逐步逼近回归筛分CH_4监测数据,海螺沟站CH_4背景季浓度变化和北半球中高纬度地区其他背景站大气CH_4的季节变化特征以及CH_4季体积分数振幅基本一致。背景站四季的CH_4载荷贡献在16个风向分布结果表明,在春、夏季存在西风带下南亚方向污染物气团的远距离输送;青藏高原东部近地面在冬季处于反气旋冷高压控制下,而SSW方向风向能够短暂打破这种稳定的气象条件,污染物得到迅速扩散,SSW为负贡献。     

湿润亚热带森林锰、铜、锌随降雨分配的迁移动态特征

为探究森林生态系统中重金属随降雨分配迁移的特征,连续观测两年降雨,对比分析Mn、Cu、Zn在穿透雨、树干茎流、地表径流中浓度、输出量、变异情况的差异,并讨论了重金属迁移规律的产生机制.结果表明,林型对雨水的再分配有较大影响.米槠次生林树干茎流水量极显著大于杉木人工成熟林,故前者树干茎流的重金属浓度低于后者;对于林内雨,穿透雨中重金属浓度在米槠次生林（阔叶林）更高,树干茎流中重金属浓度则在杉木人工成熟林（针叶林）更高.整体而言,林内雨的重金属浓度在旱季高于雨季,表现出明显的季节变化;林型对地表径流的影响较复杂,体现在植被类型、林龄、土壤理化性质等方面.本研究中,Mn随地表径流的输出量在米槠次生林显著大于其它3种林型;Zn在较大林龄的米槠次生林和杉木人工成熟林有更大的输出量;降雨分配过程中3种元素的浓度变异情况有所不同,表现为Mn变异最大,Zn次之,Cu最稳定.本研究结果对进一步了解森林生态系统中重金属的迁移特征提供了依据.