本文關(guān)鍵詞：三峽庫區(qū)森林碳儲(chǔ)量估測(cè)研究

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【摘要】：森林生物量估測(cè)是定量評(píng)價(jià)一個(gè)國(guó)家或地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)碳收支的重要指標(biāo)。自20世紀(jì)70年代初開始,我國(guó)已經(jīng)完成了八次全國(guó)森林資源連續(xù)清查工作。在以往的森林資源連續(xù)清查中,多著眼于面積、蓄積量等指標(biāo)的監(jiān)測(cè),而對(duì)森林生物量的監(jiān)測(cè)研究比較欠缺。不斷優(yōu)化和完善的多期森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù),結(jié)合立木生物量野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),為估算區(qū)域森林生物量提供了最好的數(shù)據(jù)源,是研究我國(guó)森林生物量現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)變化的一種有效手段。本研究以三峽庫區(qū)9種主要森林類型為研究對(duì)象,旨在探討利用野外實(shí)測(cè)資料、森林資源連續(xù)清查資料、小班調(diào)查資料和遙感資料等有效定量評(píng)價(jià)區(qū)域森林生物量和碳儲(chǔ)量的方法,分別從單木、樣地到區(qū)域尺度進(jìn)行系統(tǒng)研究。主要研究成果歸納如下：(1)根據(jù)野外立木生物量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),采用冪函數(shù)生長(zhǎng)方程構(gòu)建了三峽庫區(qū)主要優(yōu)勢(shì)樹種立木生物量獨(dú)立擬合模型,采用加權(quán)回歸方法來消除模型異方差影響,并采用非線性度量誤差模型方法構(gòu)建了6個(gè)主要優(yōu)勢(shì)樹種相容性立木材積模型和地上生物量模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn),以DBH為自變量的一元相容性生物量模型,除樺木外(R2=0.801),其他樹種均可以解釋生物量變動(dòng)的91%以上；當(dāng)引入H和CW變量后,生物量模型的擬合優(yōu)度指標(biāo)值也相應(yīng)改善,但是變化的幅度相當(dāng)有限(與一元相容性生物量模型預(yù)測(cè)精度相比,二、三元模型的預(yù)測(cè)精度只提高約0.8%-4.4%)。(2)利用干燒法測(cè)定三峽庫區(qū)6個(gè)主要優(yōu)勢(shì)樹種各組分含碳率,并采用加權(quán)平均法得到各優(yōu)勢(shì)樹種全株的含碳率,分別為：馬尾松0.5490、杉木0.5223、柏木0.5142、櫟類0.4914、樺木0.4779、楊樹0.4471。闊葉類樹種平均含碳率0.4721低于針葉類樹種含碳率0.5285。(3)基于一類清查資料,利用換算因子連續(xù)函數(shù)法(VBEFM)和生物量加權(quán)回歸模型(WBRM)兩種方法估算了三峽庫區(qū)森林生物量。首先,根據(jù)已建立單木生物量模型計(jì)算一類資料中樣木的單株生物量,將每個(gè)樣地內(nèi)所有樣木的生物量相加得到樣地生物量。接著,根據(jù)VBEFM原理,基于三峽庫區(qū)2178個(gè)連清固定樣地,構(gòu)建了9種主要森林類型林分蓄積-林分生物量的關(guān)系模型,模型擬合效果較好,R2取值0.911-0.978,可以直接應(yīng)用到區(qū)域尺度森林生物量估算。根據(jù)WBRM原理,建立了9種主要森林類型的生物量轉(zhuǎn)換因子(BEF)回歸模型(材積與生物量的關(guān)系)。最后,將兩種方法計(jì)算得到的BEF計(jì)算參數(shù)與三期一類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)合,估算出三峽庫區(qū)森林生物量分別為：76.111和74.418 Tg(1999-2003年),99.955和98.891Tg(2004-2008年),130.053和130.643 Tg(2009-2013年)。從1999年到2013年,三峽庫區(qū)森林生物量的年均增長(zhǎng)率分別為3.90%(VBEFM)和3.95%(WBRM)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合含碳率計(jì)算出各期森林碳儲(chǔ)量,分別為：39.328和38.569 Tg(1999-2003年)、52.781和51.463 Tg(2004-2008年)和68.066和67.921 Tg(2009-2013年)。三峽庫區(qū)森林碳儲(chǔ)量的年均增長(zhǎng)率分別為4.00%(VBEFM)和4.12%(WBRM),而森林面積的年均增長(zhǎng)率為1.75%。總的來看,森林面積、森林生物量和碳儲(chǔ)量都呈現(xiàn)出一致的正增長(zhǎng)趨勢(shì)。研究結(jié)果表明基于森林資源連續(xù)清查資料和材積源生物量法來估算區(qū)域森林生物量是一種有效的手段,可以推廣應(yīng)用到我國(guó)森林資源調(diào)查等實(shí)際生產(chǎn)中。另外,基于VBEFM和WBRM兩種方法計(jì)算的三峽庫區(qū)森林碳密度分別為：27.254和26.728 Mg/ha(1999-2003年)、32.661和31.846 Mg/ha(2004-2008年)和36.992和36.914 Mg/ha(2009-2013年)。總的來說,從1999年到2013年,三峽庫區(qū)森林碳密度呈現(xiàn)出非常明顯的線性增長(zhǎng)趨勢(shì)。(4)基于小班調(diào)查資料估算的三峽庫區(qū)森林碳儲(chǔ)量分別為72.098 Tg(VBEFM)和70.680 Tg (WBRM)。此外,還分析了庫區(qū)森林生物量和碳儲(chǔ)量空間分配特征,研究結(jié)果表明：庫區(qū)森林生物量和碳儲(chǔ)量主要分布于坡度15～34°之間(斜坡和陡坡),所占比例約為60%,兩側(cè)生物量和碳儲(chǔ)量均呈現(xiàn)出下降趨勢(shì),在平坡(5°)和險(xiǎn)坡(≥45°)上的分布都比較少；而除無坡向外,庫區(qū)森林生物量和碳儲(chǔ)量在各個(gè)坡向上分布都比較均勻。(5)基于遙感資料和偏最小二乘回歸模型估算了三峽庫區(qū)森林碳儲(chǔ)量,得到三期庫區(qū)森林總的碳儲(chǔ)量分別為：52.276 Tg(1999-2003)、57.738 Tg(2004-2008)和68.001 Tg(2009-2013)。從1999年到2013年,森林碳儲(chǔ)量年均增長(zhǎng)率為1.90%。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S718.5

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本文編號(hào)：1270009