森林生态系统固碳现状速率机制和潜力研究实施方案细则.docx
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森林生态系统固碳现状速率机制和潜力研究实施方案细则
中国森林生态系统固碳现状、速率、机制和潜力研究实施方案细则
主要参考资料
（1）中国生态系统研究网络（CERN）植物观测规范
（2）
（3）中国生态系统研究网络（CERN）土壤观测规范
（4）
（5）土地利用、土地利用变化和林业优良做法指南
（6）
（7）BrownS.陆地碳测量方法指南
（8）
（9）李怒云，吕佳编译.林业碳汇计量
（10）
（11）广东省森林资源一类清查操作规范
（12）
第1章本实施方案细则的适用范围
与土地利用方式相关的陆地生态系统变化，如森林砍伐、森林退化等会增加大气中CO2浓度，成为碳源；造林和林地生产力的提高能增加从大气中吸收CO2，起到碳汇的作用。
我国气候类型多样、地理地貌复杂、森林生态系统类型繁多，且受区域不同人为干扰和经营管理措施的影响，目前仍然缺乏在全国尺度水平上对森林生态系统碳储量、固碳速率与潜力的测定和评估的统一和规范化的方法体系和实用指南。
而且，已有的关于我国森林生态系统碳储量的研究往往局限于某地理区域或植被类型，缺乏跨区域的联合和对比研究。
再者，以森林蓄积数据资料为基础的森林生态系统碳储量估算存在较大的不确定性，且常常未包括林下植被、地表枯落物、根系以及土壤等组分的碳量。
因此，迫切需要制定适合于我国森林生态系统对其碳储量、固碳速率与潜力进行测定的规范化方案和方法，为我国森林生态系统碳测定、研究与评估提供一个相对统一的、规范化的方法和操作指南，也作为核查本碳课题实施效果的验收依据。
主体内容包括：
1课题概况
2
3数据收集与汇总
4
5抽样原则
6
4样地设置
5样地调查
6森林生态系统碳储量的估算
7森林生态系统固碳速率的估算
8森林生态系统固碳潜力的估算
附录内容包括：
1野外样地调查及测定操作指南
2解析木与生物量回归方程
3植物、土壤碳含量的测定方法
4数据质量控制与保障
5野外调查与碳测定数据表
第2章课题概况
根据自然地理和植被类型的空间分布特征，把我国森林分为6大片区，按两个阶段开展本课题的工作。
第一阶段：
根据各片区的面积和森林类型及其演替序列，采取统一的标准和方法对我国森林生态系统碳储量分片进行调查；同时，对森林资源清查资料进行同化，建立调查数据与清查资料的合理关系；采用遥感反演和模型模拟相结合的手段；通过三种手段分别从区域和全国尺度上准确地估算我国森林生态系统的碳汇现状、速率。
第二阶段：
在第一阶段工作的基础上，根据植被类型的代表性，依托各片区的野外台站和前期工作基础，对森林生态系统的理论最大固碳潜力、现实固碳潜力和相对固碳潜力以及相应的固碳速率进行研究，①估算和阐明我国森林生态系统的固碳潜力；②通过对自然环境梯度上自然生态系统固碳过程的研究，探讨我国森林生态系统自然固碳速率和潜力的形成机制；③通过对演替序列上不同森林生态系统和各种人类经营活动下人工林生态系统固碳过程的研究，探讨我国森林生态系统现实固碳速率和现实固碳潜力的人工调控机制和措施；④通过对森林生态系统各组分结构的变化研究，探讨各区域森林生态系统碳库稳定性的维持机制。
本课题研究成果为我国在国际环境外交谈判中争取更多的排放权和指导各区域进行面向碳汇功能的森林经营管理提供理论依据。
本实施方案细则主要针对第一阶段工作，并规范固碳潜力的计算方法。
本课题以省为基本单元开展工作，各省区按照统一的方法收集森林资源清查资料，在对省区内森林分布基本情况掌握的基础上选择布置具有代表性的森林，按照本方案统一的方法设置调查样地，对森林生态系统内各组分进行调查。
各省区在进行调查的同时还应收集整理相关的面上资料、森林资源清查资料以及发表过的相关研究结果。
两个部分数据构成各省区的数据库，片区内各省资料汇总构成片区数据库，六大片区资料汇总为全国森林生态系统固碳研究数据库。
各片区、省区数据收集完成之后，采用统一的方法对碳储量和固碳速率、潜力进行研究，分别形成片区和省区的研究报告，最后汇总为全国森林固碳现状、速率、机制和潜力的研究报告（图2.1）。
图2.1中国森林生态系统固碳现状、速率、机制和潜力研究技术路线图
第3章资料收集与汇总
准确获取中国森林生态系统的碳储量是全面评估中国森林碳汇功能、固碳速率和潜力的基础。
这一工作的完成是建立在获取已有资料和本课题调查资料基础之上的（图3.1.）。
3.1本课题涉及到的已有资料
（1）面上资料。
包括各统计单元（省）有关社会经济状况、土地利用方式的历史资料，以及历年气候状况（包括月平均气温、逐月降水量、年积温和对极端气候现象如洪涝灾害、台风、冰冻等的记录）。
（2）森林资源清查资料。
我国已经进行了7次森林资源清查资料，这些资料的获取是合理设置代表性调查性样地的基本依据，也是估算我国森林固碳速率的必需资料。
各统计单元需收集至少3-4次辖区内各市森林类型、分布面积、蓄积量、龄级等资料（见附录6）。
（3）正式发表过的相关研究结果。
指研究论文、专著、公开发表的报告和年报。
各统计单元应当收集发表过的与本辖区内森林生态系统生物量、生产力、碳储量等相关的研究论文及其他文献，并且按照统一的格式（见附录6）进行整理汇总，作为本课题研究的辅助材料。
（4）森林台站的长期监测资料。
本课题涉及到约20个左右的关键森林台站，各台站对站区内典型森林生态系统生物、土壤、大气、水文的长期观测资料是本课题探讨森林固碳机制的重要资料。
考虑森林台站有关数据已有统一的格式，本方案不对此数据进行说明。
3.2本课题调查资料
本课题调查资料指严格按照本实施方案细则对代表性森林生态系统林木生物量、活地被层（灌木草本层）、死地被层（凋落物和粗死木质残体）和矿质土壤层碳储量进行调查的结果。
本课题调查资料可以直接用于计算森林生态系统碳储量，还可以建立材积-碳储量关系、地上-地下碳储量关系、地上部分生物量-地被物碳储量关系，从而实现与历史资料的切合，使得森林资源清查资料数据服务于本课题，并且能够为合理估算我国森林生态系统固碳速率，预测固碳潜力提供依据。
各统计单元按照附录6的格式对本省样地的调查结果进行汇总。
图3.1中国森林生态系统固碳现状、速率、机制和潜力研究数据库结构示意图
第4章抽样原则
合理抽样布置野外调查样地，是影响森林生态系统碳储量、固碳速率的测定与评估准确性的关键。
本课题根据我国气候、自然地理和植被类型空间分布的实际情况，兼顾课题管理和实施的可操作性，采用抽样与行政区划分相结合的方法，对我国陆地森林生态系统进行抽样和野外调查样地的布设。
4.1片区的划分
根据气候条件基本一致、地域相邻、植被类型相似、植物种类分布趋同的原则，在全国范围内，将我国森林生态系统分为温带针叶针阔叶混交林片区、暖温带落叶阔叶林片区、亚热带常绿阔叶林片区、热带雨林季雨林片区、中西部温带植被片区和青藏高原高寒植被片区，共6大片区，其中亚热带常绿阔叶林区域分为北部片区和南部片区两部分，各片区分布情况列入表4.1：
表4.1.七大片区分布情况
片区
省区
温带针叶针阔叶混交林片区
黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古
中西部温带植被片区
甘肃、宁夏、新疆
暖温带落叶阔叶林片区
山东、河北、北京、天津、山西、陕西、河南
亚热带常绿阔叶林北部片区
浙江、安徽、湖北、江苏、上海、四川、重庆
亚热带常绿阔叶林南部片区
福建、江西、湖南、广西、贵州、广东
热带季雨林、雨林片区
海南、云南
青藏高原高寒植被片区
青海、西藏
4.2网格的划分与调查样地数量的确定
根据各片区植被类型分布特点及其变异程度，确定不同片区网格单元大小：
热带、亚热带片区网格面积为100km2（约为0.1o经纬网格），暖温带区网格面积为400km2（约为0.2o经纬网格），温带与青藏高原区网格面积为900km2（约为0.3o经纬网格）。
由此在全国设置35800个网格（图4.1），其中900km2网格6700个，400km2网格2400个，100km2网格26700个。
考虑各省区森林覆盖率情况，全国森林面积对应的网格数为12161个（195万km2），其中726分布在900km2网格区域，516个分布在400km2网格区域，10919个分布在100km2网格区域。
图4.1基于气候带和植被类型的网格分布图
参照《IPCC优良做法指南》对系统随机抽样的建议，充分考虑我国森林分布现状、林业经营管理、重大林业工程，以及本课题与遥感、草地、农田、重大生态工程固碳等课题的内在联系，本课题抽取380个网格进行调查。
调查网格占森林网格总数（12161）的3.1%，调查网格面积共16万km2，约占森林面积的8.3%。
按每个网格内布6-8个样地计（样地数取决于森林类型的复杂程度），在全国设置2600个样地。
样地的分布则综合考虑各片区森林面积权重、森林类型复杂程度、林业经营管理强度、土地利用/土地覆盖变化、人口密度、三大流域分布等情况。
在森林类型复杂程度较高的热带亚热带区域和人口稠密、人工林分布较集中的暖温带片区设置样地数较多，而在森林分布相对集中、森林类型相对简单的温带和青藏高原区域设置样地数相对较少。
各片区样地数量列于表4.2：
表4.2各片区调查样地数量
片区
样地数量
温带针叶针阔叶混交林片区
370
中西部温带植被片区
200
暖温带落叶阔叶林片区
400
亚热带常绿阔叶林北部片区
410
亚热带常绿阔叶林南部片区
670
热带季雨林、雨林片区
280
青藏高原高寒植被片区
200
4.3样地调查面积的确定
遵循群落调查最小面积法（种—面积曲线关系），充分考虑区域性、样地代表性和调查涉及的工作量，确定不同区域各类森林样地调查面积（表4.3）。
次级样方（II、III级等）的大小及设置详见样地调查方法部分。
表4.3不同气候区植被类型森林生态系统样地调查面积
气候带
调查样地面积（m2）
天然林
人工林
经济林
疏林灌丛
园林绿化
幼龄林
中龄林
近熟林
成熟林
过熟林
热带
1200
600
800
800
800
800
500
500
根据实际情况而定，总调查面积不小于500m2
亚热带
1200
600
800
800
800
800
500
500
暖温带
800
500
600
600
600
600
400
400
温带
500
400
500
500
500
500
400
400
青藏高原高寒区
500
400
500
500
500
500
400
400
4.4省区内样地分配原则
以省（自治区、直辖市）对应的样地数量为基础，以省区内所辖地级市（县）为基本单元，收集森林资源清查数据资料，按省汇总。
然后，根据各省区内森林类型、各类森林的面积、蓄积构成及其地域分布权重，设置各类森林的调查样地数，并确定所设样地的空间（地域）分布。
以下是根据广东省森林资源清查资料，对广东省的调查样地进行分配的例子。
（1）省内样地设置所需的基础资料
1）森林资源现状分布图
2）自然林按针叶林、针阔混交林，优势树种及龄组的面积和蓄积构成
3）人工林按优势树种、龄组的面积和蓄积构成
4）上述各类森林的面积、蓄积及其地域（市、县）分布
（2）森林类型划分及样地数分配
首先，根据广东省地级市（县）各类森林的蓄积（或面积）资料，绘制森林蓄积（或面积）的地域分布图，图4.2所示为广东省所辖21个地级市各
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