样地清查法在森林碳汇估算中的应用进展

郭靖,卢明艳，张东亚，玉苏普江艾麦提，齐成

(新疆林业科学院，新疆 乌鲁木齐 830000)



样地清查法在森林碳汇估算中的应用进展

郭靖,卢明艳，张东亚，玉苏普江艾麦提，齐成

(新疆林业科学院，新疆 乌鲁木齐 830000)

摘要森林是陆地生态系统的重要组成部分，在全球碳循环中起到重要的作用。森林固定的碳每年约占整个陆地生态系统的2/3，其变化决定了陆地生态系统碳源和碳汇的功能。目前，国内外众多学者对区域尺度森林碳储量的估算所提出的方法较多，但还没有统一的估算方法。样地查清法是估算森林碳储量的方法之一，通过总结该方法的优缺点及应用范围，为碳储量估算精度和碳评估提供合理的参考。

关键词森林；碳储量；样地清查法;研究进展

国内外生态学家对森林生态系统碳储量估算的可操作性和精度方面做了大量的研究，成本、劳动强度、精度、时空变化、不同空间尺度等诸多问题，一直是估算方法无法统一的主要原因，对估算方法优缺点的明确认识，使研究者能提高森林生态系统碳储量估算的精度。本文全面综述了样地查清法国内外研究进展，讨论了该方法的优缺点、适用范围及尚未解决的主要问题，并分析了森林生态系统估算方法的发展趋势，以期为我国森林生态系统碳储量估算提供科学依据，为碳评估提供合理的参考。

1样地清查法研究进展

最早的森林生物量研究始于1876年Ebermeyer在德国进行实际数据的调查，对森林木材重量和枝叶凋落物的测量，并于1882年对巴伐利亚森林生产力进行了研究。瑞士学者Bruger在1929-1953年期间，致力于木材产量与树叶生物量的相关关系的研究。为了进一步推动森林碳储量研究，一些林业发达国家如美国启动的BigFoot项目及美国碳循环研究计划(CCSP)、国际科联(ICSU)组织的地圈生物圈计划(IGBP)、加拿大、德国和瑞典等国均开展了碳循环的研究。

传统的清查法是通过设立典型样地，并连续观测实测样地的生物量，得出碳储量的变化情况的研究方法。该方法细分为：平均生物量法、换算因子法和换算因子连续函数法。上述三种方法都是在推算出典型样地的生物量的基础上，再乘以一个换算系数(因子)求得样地碳储量的方法。

平均生物量法是实际测量的各种类型森林单位面积生物量，并与该类型的森林面积相乘，继而推算出研究区整个森林的生物量。此方法曾被广泛使用，但由于实测资料的取样点少，不能真实反映森林的生物量，误差大是该方法的不足。

生物量换算因子法(BiomassExpansionFactor,BEF)也称材积源生物量法，木材材积比值的平均数、森林某一类型的生物量与该森林类型的总蓄积量乘积可以得到森林总生物量。此方法是1984年Brown&Lugo提出的，应用联合国粮农组织提供的全球主要森林类型蓄积量数据，估算出全球森林地上生物量。在此基础上，1996年，方精云等首次应用生物量转换因子法，结合野外调查得到中国不同地域的生物量和蓄积量数据，估算了大尺度森林生物量，由此开创了我国森林碳储量研究由样地向区域尺度的推算转换。2000年，刘国华等采用该方法结合我国第一次(1973～1976年)至第四次(1989～1993年)森林资源清查资料对我国近20a来森林的碳储量进行了推算。焦燕等于2005年，利用生物量换算因子法结合黑龙江省国家森林资源清查数据推算出森林生物量。

生物量转换因子连续函数法是生物量换算因子法的延续与改进。2001年，方静云等人通过1949年到1998年中国森林资源清查数据结合实测数据，采用改进生物量转换因子法，对2001年中国森林碳储量进行了估算，提出生物量转换因子连续函数法[10]。该方法在转换因子方面做了改进，由原来的生物量平均转换因子分龄级的转换因子，使计算公式得以简化，为区域尺度森林碳储量的估算提供了理论基础。公式为：

B=a+bv

式中：a和b均为常数；B代表生物量，单位t；v代表蓄积量，单位m3

该方法弥补了平均生物量法估算值偏大，也克服了生物量转换因子法误差较大的不足，该方法对各种因素的变化具有综合反映的能力，对区域碳汇的估算更加精确，在国际上被广泛应用并得到了一致的认可[11]。诸如：马琪等人应用森林资源清查数据结合林业生态功能，用生物量转换因子连续函数法对陕西省森林植被碳储量进行了估算，分析了碳密度及空间分布特征与区域生态功能的关系[12]。曹扬等人也应用该方法对陕西省2009年森林植被碳贮量和碳密度及其地理分布特征进行了论述[13]。Guo等人通过补充调查中国主要森林类型对该方法的参数进行了改进[14]。验证数据证明改进的方法对于估算中国森林生物量及碳储量具有更高的精度[15]。但这种方法也存在模型是单一的线性回归模型的不足，至今仍有许多争议。

2结论与讨论

综上所述，清查资料估算方法比较直接、明确，操作简单。但数据资料必须是样地调查实测数据，由于数据获取费时、费力、费财，而且实测数据毕竟是点上的数据，范围较小，代表整个林分的数据具有一定的不足，森林资源清查数据每5年一次，从时空变化分析上也具有局限性，同时，在样方实测的过程中，方法和仪器的限制，使得测量结果存在着较大的误差。样地调查时一般选取生长较好的地段进行测定，样地时空分布不具有代表性，釆样样地的种类和数量受到人为主观的限制等问题，均对研究区域森林地上生物量的估算造成了难度的增加。随着不同空间分辨率遥感数据源的开发，以及各种遥感数据的处理和分析技术的日趋成熟，通过遥感技术来估测森林碳储量已成为了当前森林调查和研究的方向。

参考文献：

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文章编号：1005-5215(2016)07-0102-02

收稿日期：2016-05-19

基金项目：中国清洁发展机制基金赠款项目(2013013)

作者简介：郭靖(1982-)，女，主要从事应对气候变化、3S应用及干旱区环境评估等领域的研究工作， Email：guojing7227279@163.com 通信作者：张东亚(1963-)，男，研究员，主要从事全球变化的区域响应研究工作，Email： 358999837@qq.com

中图分类号：X142

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.07.037