近日,國家重點實驗室森林碳匯研究團隊、全國林業碳匯教師團隊毛方杰副教授為第一作者、杜華強教授為通訊作者撰寫的“Simulated net ecosystem productivity of subtropical forests and its response to climate change in Zhejiang Province, China”論文發表在國際TOP期刊《Science of The Total Environment》(IF=7.963)上,研究得到了國家自然科學基金等項目資助。

東亞季風區亞熱帶森林生態系統凈生產力總量每年約為7.2億噸碳,占全球NEP的8%左右,挑戰了過去普遍認定歐美溫帶森林是主要碳匯功能區的傳統認識。我國南方亞熱帶常綠闊葉林和針闊混交林經營區森林植被碳儲量總量為25.27億噸,占我國森林總碳儲量的30%左右,在服務國家“雙碳”戰略中具有重要的作用。然而,亞熱帶森林生態系統碳匯時空演格局、驅動因子及碳匯潛力仍不十分清楚,需要進一步開展相關研究。
浙江是我國亞熱帶森林重要區域,據2020年浙江省森林資源與生態狀況年度監測報告顯示,全省森林植被碳儲量達2.9億噸左右,碳儲量巨大。因此,本文以浙江省亞熱帶森林為對象,綜合“通量觀測-衛星遙感-模型模擬”等技術手段,融合1979-2015年觀測氣象數據和2016-2079年IPCC-CMIP5三種典型濃度路徑情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)氣象數據,模擬并分析了百年尺度(1979-2079)浙江省森林生態系統碳循環時空動態格局、氣候驅動及碳匯潛力。

研究表明,從1979年到2015年,浙江省森林生態系統NEP(Net Ecosystem Productivity,凈生態系統生產力)總體呈上升趨勢,年均增加量9.66 g C m-2yr-1,累積NEP為365 Tg C;而2016年到2079年,NEP雖總體呈下降趨勢,但仍大于歷史NEP,同時累積NEP持續增加,至2079年,RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5等三種不同情景下累積NEP分別為750 Tg C、866 Tg C和958 Tg C。因此,到2079年,三種氣候情景累積NEP最大可達958 Tg C,是2015年之前累積NEP的2.6倍,說明浙江省森林生態系統碳匯潛力巨大。

不同齡級森林NEP與氣象因子的偏相關分析表明,溫度是影響幼齡林固碳能力的關鍵氣候因素,而降水是影響中齡林和成熟林的關鍵氣候因素。因此,合理的森林經營如采伐更新、林齡結構調整及水肥調控等,對森林生長和生態系統固碳潛力提升有積極作用。當然,森林生態系統碳匯時空演變及潛力還受土地利用覆蓋變化、森林火災、病蟲害與極端氣候等多因素影響,所示研究結果還存在一定程度的不確定性。
(國家重點實驗室)