亚热带红壤丘陵区森林植被碳储量变化及其归因分析——以江西泰和县为例
文献类型：学位论文
| 作者 | 颜伶媛 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 王辉民 |
| 关键词 | 亚热带红壤丘陵区 森林植被碳储量 森林面积 森林植被碳密度 相对贡献率 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 森林作为陆地生态系统中最大的碳库，在缓解全球气候变化和实现“碳中和”目标方面具有关键作用。由于不合理的开发利用，我国森林曾遭到了严重的破坏，经过几十年的植树造林，森林覆盖率明显提高，质量稳步提升，植被碳储量也显著增加。但是，森林面积扩张和质量提升对植被碳储量的增加贡献如何？哪个贡献更大？这些问题依旧存在争议。植被碳密度作为量化森林质量的关键因子，是评估森林生态系统服务功能的重要指标。以森林植被碳储量为例，基于国家森林清查数据的多数评估结果显示我国森林面积扩张对植被碳储量增加的贡献高于森林植被碳密度提升的贡献。然而，国家森林清查的样地一般都设置了明显的标志，从而在客观上减轻了对样地的利用和破坏，导致此类林分与当地常规的森林利用情况有所差异，因此其评价结果可能会存在一定的偏差，尤其是在人类活动频繁的区域。亚热带红壤丘陵区是我国南方重要的生态功能区和商品林基地，是人口稠密、经济发展最为活跃的区域之一，森林植被曾历经破坏和重建，也是我国生态恢复的典型代表区域。本研究以位于该区域的江西省泰和县为例，基于1986-2019年的遥感数据，结合森林资源二类调查数据和野外调查数据，通过图像分类和模型预测，分析森林面积、植被碳密度和植被碳储量的变化规律，定量评估森林面积和植被碳密度变化对植被碳储量波动的贡献，并对未来不同情形下的森林植被碳储量进行预测。主要结果如下： （1）随着全国范围的植树造林和一系列生态工程的推进，泰和县的森林面积由1986年的10.85×104 ha增长到2019年的16.40×104 ha，增幅达51.11%，呈现快速增长（1986-1999年）-增长停滞（1999-2009年）-缓慢增长（2009-2019年）的波动。其中，针叶林面积增长最多，主要分布在丘陵区，从1986年的2.13×104 ha增长到2019年的6.55×104 ha，增幅为207.09%，占新增森林面积的79.63%；其次为混交林，由1986年的3.43×104 ha增至2019年的4.11×104 ha，增幅为19.75%，新增混交林主要在西部山区；竹林由1986年的3.18×104 ha增至2019年的3.67×104 ha，增幅为15.50%，新增竹林主要分布在山区；阔叶林面积不增反降，由1986年的2.10×104 ha降至2019年的2.06×104 ha，降幅为1.98%，但在混交林面积减少的山区，阔叶林面积呈上升趋势。 （2）与森林面积迅速增加一致，森林植被碳密度也由1986年17.89 Mg C ha-1提升至2019年的26.51 Mg C ha-1，增幅达48.23%，呈现显著上升（1986-1999年）-大幅下降（1999-2009年）-稳步上升（2009-2019年）的波浪形变化。其中，针叶林的植被碳密度提升最多，由1986年的4.29 Mg C ha-1提升至2019年的19.70 Mg C ha-1，增幅为358.78%，全域针叶林的植被碳密度全面提升，最高值与最低值仅相差3.26 MgC ha-1；其次为混交林，由1986年的18.04 MgC ha-1提升至2019年的33.42 MgC ha-1，增幅为85.28%；阔叶林由1986年的56.23 MgC ha-1提升至2019年的68.95 MgC ha-1，增幅为22.63%；竹林由1986年的1.47 MgC ha-1提升至2019年的7.07 MgC ha-1，增幅为381.13%。混交林与竹林植被碳密度增幅较大的区域均是1986年混交林与竹林面积较小的区域。 （3）在森林面积扩张和植被碳密度提升的共同作用下，泰和县的森林植被碳储量显著增加，由1986年的1.94 TgC增至2019年的4.35 TgC，增幅达123.99%，呈现快速增加（1986-1999年）-大幅下降（1999-2009年）-稳步增长（2009-2019年）的波浪形变化。其中，针叶林的植被碳储量增加最多，由1986年的0.09 TgC提升至2019年的1.29 TgC，增幅为1308.87%，广泛分布于全域；其次为混交林，由1986年的0.62 TgC提升至2019年的1.38 TgC，增幅为121.87%；阔叶林由1986年的1.18 TgC提升至2019年的1.42 TgC，增幅为20.20%；竹林的植被碳储量增加最少，由1986年的0.05 TgC提升至2019年的0.26 TgC，但增幅达455.70%。新增针叶林和混交林的植被碳储量占森林植被碳储量增量的81.12%，新增阔叶林、混交林、竹林的植被碳储量主要集中在山区。 （4）1986-2019年间，森林面积扩张对植被碳储量增量的贡献是1.23 Tg（51.19%），森林植被碳密度提升对植被碳储量增量的贡献是1.17 Tg（48.81%）。植被恢复的34年间，以泰和县为代表的亚热带红壤丘陵区森林面积扩张和植被碳密度提升对该区域森林植被碳储量增加的贡献率相近。相关结果与基于国家森林清查数据的研究存在一定差异，以往在该区域、相近时期的森林植被碳密度的相对贡献率显著高于本研究，说明人类活动频率的减少有利于植被碳密度的提升，因而利用国家森林清查数据的研究结果存在高估当地森林植被碳密度对植被碳储量增量贡献的可能。 （5）基于森林资源二类调查数据计算的不同类型森林植被碳密度的峰值，结合当前经营、近自然经营、完全近自然化经营三种不同经营模式下设定的森林结构，对未来森林植被碳储量进行预测，结果显示研究区潜在森林植被碳储量可达到7.88-12.66 TgC，固碳潜力约为3.34-8.12 TgC。综合考虑有、无极端天气事件的情况，对森林植被碳储量达峰时间进行预测，无极端天气事件情况下约在2059-2116年达到饱和点；遭受一次极端天气事件情况下约在2065-2131年达到饱和点，达峰时间是无极端天气事件情况下的1.15倍。极端天气事件可迟滞植被碳储量达峰时间，但不会降低峰值。 综上所述，1986-2019年间亚热带红壤丘陵区森林面积的扩张与植被碳密度的提升共同推动了森林植被碳储量的增加，在这一过程中人工针叶林起到了关键性作用。然而，随着宜林荒山荒地面积的减少，森林面积增加放缓，合理的森林经营模式将逐渐成为决定森林碳汇功能强弱的关键。不同经营模式将会影响不同类型森林占比，作为植被碳密度最高、该区域地带性植被阔叶林所占比例可能成为决定未来森林植被碳储量高低的关键。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 153 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199839]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 颜伶媛. 亚热带红壤丘陵区森林植被碳储量变化及其归因分析——以江西泰和县为例[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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