论文部分内容阅读
气候变化一直是世界各国政府、社会公众以及科研工作人员共同关注的议题,也是与人类生产生活息息相关的问题。全球气候变暖是气候变化的最主要问题,会直接影响农业等人工生态系统和森林等自然生态系统。1951—2010年全球表面温度升高超过一半是由人为增加和其他人为强迫引起的的温室气体浓度升高导致的。化石燃料燃烧导致的温室气体排放由于数据源丰富而便于计算归纳。2010年,人为温室气体排放量达到49.5Pg CO2/yr(1Pg=1015g),化石燃料燃烧和工业过程的CO2排放量占总排放量的78%[1]。但由自然生态系统时空变化而引起的温室气体排放数据由于数据收集及运算的复杂性尚存在欠缺。陆地生态系统是受人类活动影响最明显也是较为脆弱的生态系统,不合理的人类活动时刻对陆地上的土地利用及土地覆被类型造成冲击,进而影响陆地生态系统的温室气体排放。中国主要部分位于北半球中纬度地带,背靠亚欧大陆,面临西北太平洋,国土辽阔,地形复杂,地貌多样,在这些自然要素的影响下,也形成了多样的陆地生态系统。而我国经济一直走在快车道,人类活动不可避免地会对陆地生态系统造成影响,而如何去评价这些活动引起的土地利用及土地覆被类型变化导致的气候效应,并科学合理规划以实现和谐发展有着很强的理论和实践意义。本文在阅读国内外文献的基础上,引入GHGV（green-house gas value of ecosystems）模型[2],量化各生态系统温室气体量值,开展了模型的关键参数本地化工作。在对国内各生态系统相关参数进行收集整理后,与世界相近生态系统类型数据进行了对比分析,本地化参数带入模型得到了几个比较重要的模拟结果:生态系统潜在温室气体释放量（Sx）、生态系统与大气间温室气体净释放量（Ix）和生态系统温室气体值（GHGV）,并将以上三个参数与世界相近生态系统模型运行结果进行了对比分析。进一步,对中国2000年与2010年两期土地覆被数据进行叠加分析,得到相应时段中国LUCC（Land-Use and Land-Cover Change）的时空变化情况。最后借助模型对2000—2010年土地覆被变化的碳固定潜力进行评估。经分析研究主要有以下结论:（1）2000年至2010年中国自然土地覆被类型发生了较大变化,混交林、灌木林、荒漠的面积是增加的,其中混交林面积增加最多,达到7666 km2;而中国的常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿针叶林、湿地、草地、荒漠草原的面积是减少的,其中荒漠、草地的面积是面积减少较多的覆被类型,荒漠草原面积减少最多达到8413km2。中国混交林的面积增大的主要土地来源是草地与其他生态系统类型,常绿针叶林与混交林的转换较多草地与荒漠草原之间的转换量较大。（2）中国生态系统生物量密度与气体通量参数本地化后的整理结果与世界相近生态系统的相应参数有所不同,模型运转结果在数值上与世界相近生态系统模型运算结果也有差别。比如世界温带林地GHGV超过1632Mg CO2当量/ha,中国温带林地GHGV均低于848 Mg CO2当量/ha。尽管如此,综合考虑分析时间跨度内,运行结果的变化情况是接近的,研究认为GHGV模型本地化后可以适用中国的情况。（3）2000年—2010年10年间中国森林碳固定潜力总增长量约为0.316Pg CO2当量,碳汇速率为0.009Pg C/yr,中国灌木林与草地GHGV年变化分别为0.0018Pg CO2当量/yr和-0.0255Pg CO2当量/yr。土地覆被变化导致的碳固定潜力变化GHGLUCC约为-0.19PgCO2当量,变化率为-0.005Pg C/yr。中国2000—2010年GHGVLUCC数值为负值,说明期间中国自然土地覆被的变化整体上会使中国陆地生态系统的碳固定潜力减少。我们的结果是在百年尺度上做的一个潜力分析,通过与他人基于现实数据所得到的分析结果进行比较,可以论证本研究对我们今后调节和优化自然生态系统类型转换、评估生态系统气候调节服务变化均具有参考意义。