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内蒙古森林生态系统碳储量和碳密度的研究

摘要....................................................................................................................................................I Abstract...............................................................................................................................................III 第一章绪论 (1)

1.1研究背景及意义 (1)

1.1.1研究背景 (1)

1.1.2研究意义 (2)

1.2森林碳储量的估算方法 (4)

1.2.1森林植被碳储量的估算方法 (4)

1.2.2森林土壤碳储量的估算方法 (6)

1.3森林碳储量研究进展 (7)

1.3.1国外研究进展 (8)

1.3.2国内研究进展 (9)

1.4研究方法及技术路线 (10)

1.4.1研究方法 (10)

1.4.3数据来源 (17)

第二章研究区概况 (18)

2.1地理位置 (18)

2.2地貌类型 (18)

2.3气候条件 (19)

2.4水文条件 (19)

2.5土壤条件 (20)

2.6植被类型 (20)

第三章内蒙古森林碳密度及其空间分布 (21)

3.1森林乔木的碳密度及其空间分布 (21)

3.2森林灌木的碳密度及其空间分布 (22)

3.3森林草本的碳密度及其空间分布 (23)

3.4森林凋落物的碳密度及其空间分布 (23)

3.5森林土壤的碳密度及其空间分布 (24)

3.6森林生态系统的碳密度及其空间分布 (26)

第四章内蒙古森林碳储量及其空间分布 (29)

4.1森林乔木的碳储量及其空间分布 (29)

4.2森林灌木的碳储量及其空间分布 (30)

4.3森林草本的碳储量及其空间分布 (30)

4.4森林凋落物的碳储量及其空间分布 (31)

4.5森林土壤的碳储量及其空间分布 (31)

4.6森林生态系统的碳储量及其空间分布 (31)

第五章内蒙古森林碳 (34)

5.1内蒙古森林植被碳 (34)

5.2内蒙古森林土壤碳 (35)

5.3内蒙古森林生态系统碳 (35)

第六章结论与不足 (38)

6.1结论 (38)

6.2不足 (39)

参考文献 (41)

致谢 (48)

摘要

内蒙古森林面积居中国第一，林木蓄积量居中国第五，准确估算该区域森林生态系统碳储量对于评估中国森林碳储量和制定相关的森林资源管理措施具有重要意义。本研究基于内蒙古森林资源野外样方调查和室内分析的数据，研究了全区森林生态系统的固碳现状，估算了全区森林生态系统不同林型、不同碳库（乔木、灌木、草本、凋落物和土壤）和不同地区的碳密度大小，揭示了其空间分布特征，以此为基础估算了内蒙古森林碳储量大小及空间格局。结果表明：

1)内蒙古全区森林生态系统碳储量为3237.39TgC，兴安落叶松林碳储量最高，为1630.32TgC，其他依次为白桦林(718.06TgC)、栎树林(380.27TgC)、黑桦林(174.52TgC)、榆树疏林(130.11TgC)、山杨林(99.82TgC)、樟子松林(37.24 TgC)、杨树林(36.62TgC)、胡杨疏林(13.92TgC)、油松林(8.70TgC)、杜松林(4.46 TgC)、华北落叶松林(3.26TgC)和云杉林(0.10TgC)，分别占总碳储量的50.36%、22.18%、11.75%、5.39%、4.02%、3.08%、1.15%、1.13%、0.43%、0.27%、0.14%、0.10%和0.003%。兴安落叶松林、白桦林和栎树林是内蒙古全区森林碳储量的主体。其中各个碳库的乔木、灌木、草本、凋落物和土壤的碳储量为736.87TgC、6.01TgC、21.27TgC、23.69TgC和2449.55TgC，分别占总碳储量的22.76%、0.19%、0.66%、0.73%和75.66%。整体而言，内蒙古森林碳主要储存于土壤、乔木和凋落物，而灌木和草本碳储量较小。不同森林类型间碳储量差异主要来源于森林的面积。不同地区森林生态系统碳储量差异较大,其中呼伦贝尔地区森林生态系统碳储量最高，为2270.57TgC，其他依次为兴安盟(590.98TgC)、赤峰(156.50 TgC)、通辽(105.59TgC)、锡林郭勒盟(53.69TgC)、呼和浩特(19.81TgC)、阿拉善盟(13.15TgC)、包头(10.64TgC)、乌兰察布(7.61TgC)、巴彦淖尔(5.35TgC)和鄂尔多斯(3.53TgC)，分别占内蒙古全区森林总碳储量的70.14%、18.25%、4.83%、3.26%、1.66%、0.61%、0.41%、0.33%、0.24%、0.17%和0.11%。不同地区森林生态系统碳储量的差异主要来源于气候条件中的水热因子的分配不同而引起森林面积分布不均。

2)内蒙古全区森林生态系统平均碳密度为184.49t/ha，其中，胡杨疏林碳密度最高，为286.34t/ha，其他依次为黑桦林(266.78t/ha)、兴安落叶松林(266.76t/ha)、山杨林(223.70t/ha)、白桦林(210.01t/ha)、华北落叶松林(198.32t/ha)、杨树林(180.27t/ha)、栎树林(178.64t/ha)、杜松林(161.04t/ha)、樟子松林(132.75

江西省森林植被净初级生产力及碳储量估算

江西省森林植被净初级生产力及碳储量估算生态过程模型模拟和森林资源清查数据估算是目前估算区域尺度森林NPP 和碳储量的可靠、有效方法。本研究以江西省森林生态系统为研究对象,利用遥感数据、气象数据及生理生态模型(Boreal Ecosystem Productivity Simulator, BEPS),估测了森林LAI及NPP的时空变化特征,分析了其变化的影响因素；利用森林资源清查统计数据,估算了江西省森林1988-2011年碳储量变化及江西省森林碳汇潜力；利用森林资源清查样地数据,分析了江西省森林植被NPP及其与林龄之间的关系；利用GWR模型、森林清查样地碳储量数据,模拟了江西省2006 年森林植被碳密度空间分布。研究结果表明：1、利用MODIS返照率数据及4-尺度几何光学模型反演江西省森林植被的LAI,经验证该方法反演的LAI值较为可靠。LAI反演结果表明,江西省植被LAI具有明显的季节变化,夏季>春季>秋季>冬季；各植被类型平均LM差异较大,常绿针叶林(5.73)>常绿阔叶林(4.58)>针阔混交林(4.01)>落叶阔叶林(3.19)>灌木林(1.94);2000-2012年,江西省森林LAI 值年际波动明显,2000-2007年LAI值整体上波动上升的趋势,2008年由于特大冰雪灾害,LAI值明显降低,2008年LAI相比2007年降低了26.7%,至2012年,LAI 值基本恢复到雪灾前2007年的水平。说明江西省森林植被在遭受雪灾损害之后植被冠层能较快恢复。2、生理生态模型(BEPS)模拟江西省森林2001-2010年NPP时空变化,结果为：江西省森林植被NPP多年平均值为522.71 gC·m-2·a-1,不同森林类型的NPP值差异较大,常绿阔叶林最大,达到903.32 gC·m-2·a-,其次为常绿针叶林(732.52 gC.m-2·a-1),针阔混交林(566.94 gC·m-2·a-1),落叶阔叶林(561.89

森林生态学..

生态学概述： 1、定义：生态学是研究有机体之间以及有机体与环境之间的相互关系的科学。森林是以树木和其它木本植物为主体的一种生物群落。因此,森林生态学是研究森林的结构、功能、动态、分布等规律,研究森林如何改变环境和维护环境质量的一门科学。森林生态学主要内容一般分为两个部分,即森林环境和森林群落。内容大致包括三个方面。 1.研究树木个体和群体与周围环境因子之间的相互作用。主要研究光、温度、水分、大气、地形、土壤等因子的生态学意义;生态因子与森林的作用方式和作用力大小;树木个体对环境因子的适应性和耐性;森林对环境的反作用力;估价森林对人类的效益。 2.研究森林群落的结构特征、分类原则和方法;研究森林群落的演替规律。 3.研究森林生态系统。把森林植物群落和它所在的周围环境看作一个不可分割的有机整体,研究系统内的动物、植物、微生物与无机环境之间的依存、制约和因果关系,系统内物质交换和能量转化,系统内自动调节的机制和稳定性,介绍系统模型和方法 2、研究任务：森林生态学揭示森林的发生、发展、演替的原理和规律,运用这些原理和规律去解决造林、营林和防治环境污染的各种技术问题,这就是学习生态学的主要任务。 3、森林生态学的发展森林生态学是从人们生活和生产实际的需要而逐渐发展起来的。人类为了生存,需要了解大自然的各种现象和识别它周围的动物和植物,这就要具备生态学方面的知识。我国在周朝的《诗经》里就记载了很多植物的种类。“山有枢、险有榆”。西周的禹贡,记载了植物与土壤的关系。《管子—地员篇 ) ) ( 公元前约2 00年)把植物分布的垂直带写得很清楚。在欧洲19 世纪中期,德国人洪德堡( A`Humboldt)对世界植物的分布做了理论上的阐述,创始植物地理学。丹麦人瓦尔明(E.Warming )著有“植物生态学”(1895 ),标志着植物生态学的诞生。随后法国、德国的林学家相继论述林木耐阴性的理论。本世纪初,借助实验的方法,研究森林群落和立地条件相互作用的基本原理。随着林业科学和生态学的发展,到了本世 2 0年代,便把营林学基础从森林学中分出来成为生态学的一个分支,即森林生态学。60年代以后,才集中研究生物群落中植物、动物、微生物的相互作用及其与环境所组成的功能单位,即生态系统( Ecosystem )的研究。70年代又逐步形成生态科学的一个新领域 - 系统生态学( System ecology),森林生态学也得到进一步的提高。 4、研究方法生态学的研究长期处于定性描述阶段。对群落结构、类型划分和地理分布都采用静态描述；对群落的演替变化，如群落的建立、发育、成熟、消失规律，加速、延缓或改变自然演替的途径等则采用动态描述。20世纪60年代以来,森林生态学的研究，除借助于传统的生物学、物理学、化学等方法及其最新成就外，还借助于气象学、水文学的知识以及系统工程和电子计算机等手段。精敏测算仪器，如自记红外线气体分析仪、自记分光光度计、氧弹或热量计，以及放射性同位素等的应用，也为定量研究提供了更好的条件。林业遥感技术的应用，使森林生态

退化森林生态系统恢复与重建的基本理论及其应用_何正盛[1]

第16卷第3期重庆教育学院学报V ol.16N o.3 2003年5月Journal of Chongqing C ollege of Education May.2003 文章编号:1008-6390(2003)03-0059-04 退化森林生态系统恢复与重建的基本理论及其应用何正盛 (西南师范大学生命科学学院,重庆　400715) 摘　要:退化森林生态系统的恢复和重建工作需要接受科学理论的指导.本文论述了在恢复与重建退化森林生态系统过程中应遵循的八条基本生态学和生态经济学原理,即生态演替理论、地域性原理、生态位原理、生物多样性原理、物种共生原理、密度效应原理、限制因子理论以及三效益相统一的原理,并举例说明了它们在实践中的应用. 关键词:退化森林生态系统;恢复与重建;原理;效益中图分类号:X171.4文献标识码:A 近代以来,由于人口的持续增长、工业化和城市化的加速发展、人类对森林资源非持续地开发利用,导致了森林生态系统大面积消失和退化,并引发了日益严重的生态环境危机,已成为社会、经济可持续发展的严重障碍.保护和重建森林生态系统被看作是缓解环境危机,实现经济、社会、环境协调持续发展的根本措施.我国的森林生态系统退化现象十分严重,而且还在进一步加剧[1].保护我国现有的天然林生态系统以及恢复和重建我国退化森林生态系统,提高其生态服务功能,是改善我国生态环境状况的关键所在.退化生态系统的恢复和重建是一项复杂的系统生态工程,其目的在于建立具有人类和生态价值的新型持久生态系统[2].在进行退化森林生态系统恢复和重建工作时,我们需要把握和认识退化森林生态系统恢复与重建的基本理论,研究应遵循的基本原则.本文试论退化森林生态系统恢复与重建的生态学基本理论与生态经济学原理,并举例说明它们在实践工作中的应用,为我们的重建工作提供理论指导和实例借鉴. 1　生态演替理论生态演替理论是退化生态系统恢复最重要的理论基础[3],生态演替按演替方向可分为顺向演替和逆向演替.生态系统的退化实质上是一个系统在超载干扰下逆向演替的动态过程[4],主要表现为生物多样性下降,生物生产力降低,系统结构和功能退化,稳定性下降以及生态效益降低.Clements F.E.的群落演替理论认为,生态演替是生物群落与环境相互作用导致生境变化的结果.生态系统的演替是渐进有序进行的,这就要求我们在进行退化森林生态系统恢复和重建过程中也要循序渐进,依据退化阶段,按照生态演替规律分步骤、分阶段地促进顺行演替,而不能急于求成,“拔苗助长”.例如,要恢复某一极端退化的裸荒地,首先应重在先锋植物的引入,在先锋植物改善土壤肥力条件并达到一定覆盖度以后,才可考虑草收稿日期:2002-09-19 基金项目:重庆市科委攻关项目(2000-6505) 作者简介:何正盛(1975—),男,江西彭泽人,西南师范大学生命科学学院,硕士研究生,主要从事植物生态学和恢复生态学研究.

森林生态学》习题及答案

一、名次解释 1.生态趋同：不同种类的植物生长在相同的环境条件下，受主导因子的长期作用，产生相同或相似的适应方式。 2.食物链：通过一系列取食和被食的关系而在生态系统中传递，各种生物按取食和被食的关系而排列的链状结构。 3.生态入侵：指由于人类有意识或无意识把某种生物带入适宜栖息和繁衍地区，种群不断扩大，分布区逐步稳步的扩展，这个现象叫生态入侵。 4.群丛：凡是层片结构相同各层片的优势种或共优种相同的植物群落。 5.生态需水：为维持植物正常生长发育所必需的体外环境而消耗的水。主要用来调节大气温度和湿度。 4.森林生态系统一般由哪几部分组成，每一部分在生态系统中的功能作用如何？答：森林生态系统一般包括森林植物、动物、微生物及无机环境四部分（4分）。森林植物吸收太阳辐射进行光合作用，制造干物质及贮存能量；动物取食植物或其他动物,进行物质与能量的传递；微生物将有机物分解为无机物质，并将其归还到无机环境中，供再次利用（1.5分）；无机环境提供森林生态系统中各种生物所需的能量、物质（1.5分）。 6.简述旱生植物有哪些与干旱环境相适应的形态及生理特征？答：形态特征包括：根系发达；叶子变小或变厚；叶细胞小，细胞壁增厚；气孔变小，排列更紧密，深陷；叶面被毛；角质层加厚；栅栏组织发达，海绵组织不发达；细胞间隙变小.生理特征包括：含糖量高，淀粉与糖的比率降低；细胞液浓度大，渗透势低；原生质透性高；单位叶面积光合作用速率高；对萎蔫的抵抗力强；开花结实早；寿命长等 7.简述种群生态对策理论在森林经营中的指导作用？

答：生态对策是指在漫长的进化过程中，自然选择在物种进化策略上产生的不同选择，它是物种对生态环境的总的适应策略。对不同森林植物及动物种群的生态对策进行分析有利于我们在森林生产中采取合理及有效的经营措施（4分）。在森林病虫害防治中，数量在短期内急剧增加的害虫往往是r对策种，它们的扩散能力强，容易造成极大的危害，控制该类害虫的有效手段是喷洒农药，或选择更为极端的r对策种实行生物防治；而K对策种增长率低，个体大，数量增加缓慢，造成损失一般较小，对于此类害虫可使用改变害虫稳定环境的方法（3分）。对于林木来说，r对策种生长迅速，但生长速度下降快，宜用来培育短轮伐期的小径材，同时宜实行皆伐和全光更新；K对策种幼年阶段生长缓慢，但生长期长，个体大，适于相对稳定的条件，因此应采用长轮伐期，培育大径材，同时宜采用择伐和林下更新（3分）。 9.举例说明生态系统维持自身稳定平衡的机制？答：自然生态系统的发展过程总是趋向于内部保持一定的平衡关系，使系统内部各成分间处于相互协调稳定的状态，生态系统是通过负反馈机制来维持自身稳定平衡的（4分），所谓负反馈是指某一过程的结果反过来抑制这一过程的进行的现象（3分）。如，一般情况下，草原生态系统的生产力与草食动物的数量是相对平衡的，当由于某种原因导致草食动物数量增加后，这种平衡关系被打破；草食动物数量的增加必然导致草原生产力的下降，而这又反过来会导致草食动物数量的下降，草食动物数量下降则会促进草原生产力的恢复。最后，经过若干次调整，动物数量和草原生态系统的生产力重新达回到一种稳定平衡

内蒙古森林生态系统碳储量及其空间分布-ChinaXiv

植物生态学报 2016, 40 (3): 0–0 doi: 10.17521/cjpe.2015.1088 Chinese Journal of Plant Ecology https://www.wendangku.net/doc/8a16163187.html, —————————————————— 收稿日期Received: 2015-03-17 接受日期Accepted: 2015-10-24 * 通讯作者Author for correspondence (E-mail: huzm@https://www.wendangku.net/doc/8a16163187.html,) 内蒙古森林生态系统碳储量及其空间分布黄晓琼1,2 辛存林1 胡中民2* 李钢铁3 张铜会4 赵玮2 杨浩2 张雷明2 郭群2 岳永杰3 高润宏3 乌志颜5 闫志刚6 刘新平4 李玉强4 李胜功2 1 西北师范大学地理与环境科学学院, 兰州 730070; 2中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; 3内蒙古农业大学生态环境学院, 呼和浩特 010018; 4中国科学院寒区旱区环境与工程研究所, 兰州 730000; 5赤峰市林业科学研究院, 内蒙古赤峰 024000; 6内蒙古大兴安岭林业科学技术研究所, 内蒙古牙克石 022150 摘要内蒙古森林面积居全国第一位, 林木蓄积量居第五位, 准确地估算该区域森林碳储量对于评估中国森林碳储量以及制定森林资源管理措施均具有重要意义。该研究基于内蒙古森林资源野外样方调查和室内分析, 评估了内蒙古森林生态系统的固碳现状, 估算了内蒙古森林生态系统不同林型和不同碳库(乔木、灌木、草本、凋落物和土壤碳库)的碳密度大小, 揭示了其空间分布特征。在此基础上估算了内蒙古森林碳储量大小及空间格局。结果表明: 1)内蒙古森林植被层碳储量为787.8 Tg C, 乔木层、凋落物层、草本层和灌木层分别占植被层总碳储量的93.5%、3.0%、2.7%和0.8%。内蒙古森林植被层平均碳密度为40.4 t·hm –2, 其中, 乔木层、凋落物层、草本层和灌木层的碳密度分别为35.6 t·hm –2、2.9 t·hm –2、1.2 t·hm –2和0.6 t·hm –2。2)内蒙古森林土壤层(0–100 cm)碳储量为2449.6 Tg C, 其中0–30 cm 的土壤碳储量最高, 占总碳储量的79.8%。0–10 cm 、10–20 cm 和20–30 cm 的土壤碳储量分别占0–30 cm 土壤碳储量的38.8%、34.1%和27.1%。内蒙古森林土壤平均碳密度为144.4 t·hm –2。黑桦(Betula davurica )林土壤碳密度最高, 云杉(Picea asperata )林最小。土壤碳密度随土壤深度的增加而降低。3)内蒙古森林生态系统碳储量为3237.4 Tg C, 植被层和土壤层碳储量分别占森林生态系统碳储量的24.3%和75.7%。落叶松(Larix gmelinii )林总碳储量最高, 其次为白桦(Betula platyphylla )林、夏栎(Quercus robur )林、黑桦(Betula davurica )林、榆树(Ulmus pumila )疏林和山杨(Populus davidiana )林。内蒙古森林生态系统平均碳密度为184.5 t·hm –2。土壤碳密度与植被碳密度呈显著正相关关系。4)内蒙古森林生态系统碳储量和碳密度的空间分布总体上为东部地区高、西部地区低的趋势。在降水量充沛的东部地区和降水偏少的中西部地区, 有针对性地开展森林保护区建设和人工造林, 可显著提升区域的碳汇能力。关键词碳储量, 碳密度, 空间分布, 森林生态系统, 内蒙古引用格式: 黄晓琼, 辛存林, 胡中民, 李钢铁, 张铜会, 赵玮, 杨浩, 张雷明, 郭群, 岳永杰, 高润宏, 乌志颜, 闫志刚, 刘新平, 李玉强, 李胜功 (2016). 内蒙古森林生态系统碳储量及其空间分布. 植物生态学报, 40, 1–1. doi: 10.17521/cjpe.2015.1088 Carbon storage of the forests and its spatial pattern in Nei Mongol HUANG Xiao-Qiong 1,2, XIN Cun-Lin 1, HU Zhong-Min 2*, LI Gang-Tie 3, ZHANG Tong-Hui 4, ZHAO Wei 2, YANG Hao 2, ZHANG Lei-Min 2, GUO Qun 2, YUE Yong-Jie 3, Gao Run-Hong 3, WU Zhi-Yan 5, YAN Zhi-Gang 6, LIU Xin-Ping 4, LI Yu-Qiang 4, and LI Sheng-Gong 2 1 Department Geography and Environmental Sciences, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China;2Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 3 College of Ecology and Environmental Sciences, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China; 4Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000, China; 5Chifeng Institute of Forestry Science, Chifeng, Nei Mongol 024000, China; and 6Daxing’anling Academy of Forestry Science of Inner Mongolia, Yakeshi, Nei Mongol 022150, China Abstract Aims Forest carbon storage in Nei Mongol plays a significant role in national terrestrial carbon budget due to its large area in China. Our objectives were to estimate the carbon storage in the forest ecosystems in Nei Mongol and to quantify its spatial pattern. Methods Field survey and sampling were conducted at 137 sites that distributed evenly across the forest types in the study region. At each site, the ecosystem carbon density was estimated thorough sampling and measuring different pools of soil (0–100 cm) and vegetation, including biomass of tree, grass, shrub, and litter. Regional carbon storage was calculated with the estimated carbon density for each forest type. Important findings Carbon storage of vegetation layer in forests in Nei Mongol was 787.8 Tg C, with the biomass of tree, litter, herbaceous and shrub accounting for 93.5%, 3.0%, 2.7% and 0.8%, respectively. Carbon c h i n a X i v :201605.00426v 1