森林碳循环

森林碳循环引言陆地生态系统不仅是人类生存的居住地，而且它也比较复杂，变化较大，在全球碳循环中要考虑的因子很多。在陆地生态系统中，森林是最大的有机碳的贮库，它贮有1146PgC，占整个陆地碳库的56%。因此了解森林生态系统在碳循环中的作用，对于研究陆地系统的碳循环乃至全球碳循环都是一个基础，具有重要的意义。森林生态系统碳固定森林生态系统碳库是碳固定的最终表现形式，主要包括森林植被碳库和土壤碳库两部分。地球上约85%的陆地生物量集中在森林植被中，因此森林植被是陆地生态系统碳库的重要组成部分。不同森林类型的固碳能力存在较大差异，碳贮量受到森林面积的影响，而碳密度能较好地反映森林的固碳能力。森林生态系统土壤碳库包括无机碳库和有机碳库两部分，无机碳贮量相对较小且变动不大，有机碳主要分布于土壤层lm深度以内，碳贮量主要集中于土壤表层。森林植被碳库土壤碳库森林生态系统碳释放土壤呼吸是指土壤释放CO2的过程，主要由根呼吸和微生物呼吸产生，另有极少部分来自于土壤动物的呼吸、化学氧化和枯枝落叶层呼吸。森林是一个巨大的非均匀系统，每个个体及每个个体的不同器官均以不同的速率进行着呼吸作用，并随着森林本身的生物学特征(年龄、生长状况等)和环境因子(气象、土壤、季节等)发生着时间和空间上的变化。森林植被的碳释放森林土壤的碳释放碳汇与碳源如果森林固定的碳大于释放的碳就成为碳汇，反之成为碳源。在全球碳循环的过程中，森林是一个大的碳汇，但随着森林破坏、退化的加剧以及一些干扰因素（如火灾）的影响，森林生态系统就可能成为碳源，这将更加剧全球的温室效应，导致生态环境的进一步恶化。森林生态系统的净生产量（NEP）森林生态系统的净生产量（NEP）可用下面的公式表示：NEP=Gp-Ra-Rh如果在自然生长状态下，按上面这个公式计算，一般森林生态系统的NEP为正，是个碳汇。然而，由于人类活动的干扰和破坏，尤其是对热带森林的乱伐或把其变为农业用地等行为就会使森林生态系统的NEP为负，从而成为碳源，这应该引起人类的关注，采取有效措施防止森林变成碳源，从而缓和和扭转全球气温变暖的趋势。森林生态系统在碳循环中的作用从人类认识到温室气体尤其是二氧化碳浓度的升高会使全球气温变暖，从而带来一系列严重生态环境问题时，就展开了对碳素循环的研究。而森林生态系统作为吸收CO2释放O2的一个大碳汇,在碳循环中起着非常重要的作用。（1）生物量。森林生态系统的生物量贮存着大量的碳素。森林的生物量与其成长阶段的关系最为密切。从森林的年龄结构来估算吸收碳素的潜力是决定森林生态系统碳汇功能的一个主要方面。（2）林产品。森林生态系统林产品的固碳量是个变化很大的因子。一般林产品根据其使用寿命可分为短期产品和长期产品。（3）植物枯枝落叶和根系碎屑。这一部分含碳量在整个森林生态系统中占的比例虽少，但也是一个不容忽略的碳库。减缓它的沉淀和分解对于森林生态系统的固碳量也起到一定的作用。（4）森林土壤。这是森林生态系统中最大的碳库，不同的森林其土壤含碳量具有很大的差别。森林生态系统碳循环模拟中的问题气候变化对森林碳循环的影响。大气CO2浓度上升对森林碳循环的影响。CH4生成及其对森林生态系统碳循环的影响。在几十年到近百年的时间尺度上，森林碳循环模拟包括以下3个方面的关键问题：生物量清查法涡度相关法模型估算法研究方法是研究森林生态系统碳蓄积的经典方法，并在较长时间尺度(3—5a)上研究生态系统碳交换方面得到很好应用。可研究较短时间(时、日、月等)尺度内森林生态系统与大气间的碳交换量，是研究森林生态系统碳通量的过程与机制的国际通用方法。适于估算理想条件下的区域碳蓄积和碳通量，与遥感技术相结合，可估算较大空间尺度上森林生态系统的碳蓄积和土地利用变化对碳蓄积的影响。我国森林生态系统的研究扩充我国森林生态系统的基础资料对不同地区植被分别进行研究，寻求不同类型森林的碳含量以及碳循环要对森林生态系统碳汇功能进行效益估算加强对防护林和人工林的研究研究展望1)研究方法需要进一步更新完善。森林碳循环的研究必须涉及宽大的时空尺度和森林生态系统的内部联系。2)碳循环和碳交换的机制研究。由于生态系统本身的复杂性，系统与外界环境之间物质与能量交换的开放性，多种气候、植被、地质地貌和生态因子都会对碳循环和碳交换产生影响，而这些过程及其作用机制目前还有许多问题有待解决；3)森林生态系统与全球气候变化的相互关系。森林生态系统碳循环对全球碳平衡其着重要作用，一方面植物通过光合固定大气中的CO2，另一方面通过植被和土壤的呼吸作用释放。4)人为活动对森林生态系统碳蓄积与碳循环的影响。历史表明，人类活动对森林生态系统的碳源／汇功能有重要影响，并可能改变碳源／汇的方向。