林草生态系统固碳增汇的增长潜力及交易机制

巩固提升林草生态系统碳汇能力,是实现碳达峰、碳中和的重要行动。分析了中国林草生态系统碳储量现状和核算方法,运用固碳速率法对林草生态系统固碳能力进行计算,并采用灰色模型进行预测,研究结果表明,中国林草生态系统年固碳量和总面积呈现逐年增加趋势,合理增加森林和草原面积有利于提高林草资源固碳量,预计到2030年中国林草生态系统固碳量将增加至8.549亿t,总面积将增加至6.467亿hm²。结合中国林草碳汇交易市场发展现状和制约瓶颈,提出了合理规划林草面积、完善碳汇支持体系、加快建设碳汇交易市场、完善碳汇法律法制建设4个方面建议。     

森林生物量估算方法研究进展

森林生物量既是估算森林碳储量及判断森林碳汇能力的主要因子,也是森林生态系统健康评价的重要指标.因此,科学估算森林生物量既可为碳排放调控和碳交易提供决策支持,也可为评价森林质量提供基础依据.根据所采用数据源的不同,将森林生物量估算方法分为收获法、蓄积量转化法和遥感法.概括森林生物量估算方法的发展历程,并简要总结存在的问题及给出研究趋势.     

森林生态系统碳汇影响因子及其江西省调控措施

森林生态系统由于自身强大光合作用而成为陆地生态系统中最为重要的碳库,但自然因素和人为因素的干扰会影响森林生态系统的碳汇功能的稳定性,甚至导致森林生态系统碳收支能力下降并转变为碳"源"。从气候因子、地形因子、土壤因子、生物因子和人为因子等方面概述了影响森林生态系统碳汇的影响因子。结合江西省森林现状,从科学利用自然条件、优化调整森林结构、加强森林封育保护、提升森林经营水平、提高现有森林质量5个方面提出了提高江西省森林生态系统碳汇功能的调控措施。     

林业碳汇提升的主要原理和途径

降低大气CO₂含量、缓解气候变暖,已成为当今科学界和国际社会广泛关注的前沿热点问题。林业碳汇作为基于自然解决方案实现“碳达峰、碳中和”的一个重要途径,在应对全球气候变化方面发挥着基础性、战略性、独特的作用。林业碳汇不仅是森林碳汇,林产品碳汇也起着不可忽视的重要作用。林业碳汇潜力提升是一个森林生态系统净碳收支平衡和全产业链林产品碳汇的调控过程,主要包括无机碳的植物固定(光合过程、净生产力等)、土壤有机碳的周转与固定(动植物和微生物残体分解与黏土固定)、林产品碳的固持(林产品产量、木材转换效率、种类和使用寿命等)等3方面的调控原理。笔者从森林碳汇和林产品碳汇两个维度阐述了提升林业碳汇的主要原理、方法或途径。提升林业碳汇潜力的主要途径包括:①通过适地适树、适钙适树人工造林,以增加森林面积;②以完善森林经营措施来增加森林净生产力;③利用矿质黏土对有机碳的保护来增加森林土壤碳汇;④提升林产品产量和改进林产品用途以增加其寿命。在全球尺度上,增加森林面积或提高森林净生产力3.4%,或用可再生能源替换薪炭木材,再将薪炭木材用于制造锯材和人造板,都可以连续30 a每年增加1 Pg的碳汇量。减少全球森林火灾面积1/4或增加森林土壤有机碳含量0.23%,也可以增加碳汇1 Pg。此外,林业固碳还有巨大潜力可以挖掘。     

黄河上游太子山国家级自然保护区森林碳储量及碳增汇潜力研究

通过对黄河上游地区典型高寒森林生态系统碳储量及其动态变化特征进行分析，为黄河上游地区生态系统碳储量潜力的挖掘及增汇能力的提升提供科学依据.以黄河上游地区甘肃省太子山国家级自然保护区为研究对象，采用蓄积量扩展法对保护区森林碳储量及其动态变化进行了估算和研究分析.结果表明，保护区的碳储量呈现逐年增加的动态变化，但在不同时期增长速度不同，其中1998—2003年增长最慢，年增长率仅为0.35%;2013—2018年增长最快，年增长率为3.48%.本研究采用的GM(1,1)灰色预测模型可信度较高，可用于高寒森林碳储量的预测.保护区2018年现有碳储量为51.03万t,价值约726.16万元.据此模型预测，至2053年保护区碳储量将达到101.05万t,价值约为1 437.94万元.甘肃省太子山国家级自然保护区属高寒森林生态系统，碳储量丰富且碳汇潜力巨大，碳增汇提升优势突出，对于黄河流域生态环境保护和高质量发展国家战略及“双碳”(碳达峰、碳中和)目标的实现，具有重要的生态价值和示范效应.     

吕梁山天然林碳密度研究

森林在陆地生态系统碳循环中起着非常重要的作用，研究天然林碳密度可为森林碳汇的不确定性研究提供参考。本文分别运用生物量扩展因子法、区域类型参数换算法、Bemmelan系数法估算森林生态系统中天然林乔木层、林下各层及土壤碳密度；运用冗余分析、单因素方差分析和邓肯多重检验对碳密度及其影响因素进行分析。结果表明，吕梁山天然针叶林和阔叶林碳密度间无显著差异，寒温性针叶林的总碳密度(256.48 Mg·ha^-1)显著大于温性针叶林(112.23 Mg·ha^-1)；侧柏林、华北落叶松林、山杨林总碳密度增长指数较大，而华北落叶松林、云杉林、白桦林生物量碳密度增长指数较大；环境因子对总碳密度的解释率(44.26%)高于林分因子(8.56%)，土壤碳密度与总碳密度的主要影响因子为气温和海拔；生物量碳密度与年降水量无显著相关，其主要影响因素为林分年龄。随着森林管理策略实施和林分年龄增加，吕梁山森林生物量碳汇潜力会不断增加。     

碳中和的生态学透视

为了分析森林植被全口径碳汇能力及其在我国实现碳中和目标中的重要作用,本研究利用样地实测法,基于森林资源清查数据和中国森林生态系统定位观测研究网络的样地实测数据,测算辽宁省的森林植被全口径碳汇量。研究结果表明辽宁省森林植被全口径碳汇可以在全省实现碳中和目标中发挥重要作用：(1)第九次森林资源清查期间,辽宁省的森林植被全口径碳汇为1 233.92万t,乔木林植被层、其他森林植被层、森林土壤层分别贡献了71.78%、17.94%、10.28%,相当于中和了全省8.76%的能源消费碳排放量。(2)自第六次森林资源清查期以来,辽宁省的森林植被全口径碳汇呈现增加的趋势(增加了49.71%)。(3)各类林地单位面积固碳量均提升至乔木林水平的情况下,辽宁省森林全口径碳汇量将达到1 692.62万t,届时将抵消能源消费碳排放量的9.69%。     

气候变化对森林生态系统的主要影响述评

森林生态系统是陆地生态系统的主体,其对减少大气中的CO₂浓度从而减缓全球变暖有着决定性的作用。为了探究气候变化对森林生态系统的影响以及森林生态系统的反馈机制,发展合理的森林经营策略以应对气候变化,笔者综述了国内外有关气候变化对森林生态系统影响的相关研究方法与成果,重点讨论了气候变化对森林结构、组成和分布、森林生产力、森林碳库、森林生态系统生物多样性、生态系统生态服务功能等方面的影响,论述了森林生态系统对气候变化的反馈机制,并指出了现有研究的不足之处,提出了适应或者减缓气候变化对森林生态系统影响的森林经营策略,主要包括:①坚决贯彻实施退耕还林政策; ②加强保护天然林; ③制定科学的森林经营对策; ④加速我国碳汇林业的发展。     

广西不同林龄马尾松人工林生态系统碳储量及其分配格局

为阐明马尾松(Pinus massoniana)不同林龄生态系统碳汇机制以及固碳能力的差异,本研究基于样地调查,选用空间代替时间的方法,选取立地条件大致相似、不同林龄(6、19、32、58 a)的马尾松人工林生态系统为研究对象,依据收获法和建立各器官生物量模型的方法估测生物量,采集0-60 cm土层土壤样品,测定生态系统各层次的有机碳含量,以此估算生态系统的碳储量。结果表明：不同林龄马尾松人工林林下灌木层、凋落物层和根系有机碳含量均呈增加趋势,而草本层则相反,各层次有机碳含量整体表现为凋落物层＞灌木层＞草本层＞根系;其生态系统碳储量总体表现为增加趋势,过熟林显著提高了144.14%,其中,乔木层、凋落物层、根系和土壤层碳储量的变化规律与生态系统一致,而灌木层和草本层则相反;植被层碳储量贡献率提高,而土壤层碳储量贡献率下降,凋落物层无明显变化;年净固碳量以幼龄林和中龄林较高,表明马尾松人工林固碳能力较强,具有相对较高的生物生产力水平。近自然恢复可进一步提升不同林龄马尾松人工林的碳固持能力,提高植被层生物量和土壤碳含量、增强土壤固碳能力、优化森林结构、维持较高生产力和降低人为干扰等是提高马尾松人工林生态系统碳汇功能的重要举措。     

2000-2014年石羊河流域净生态系统生产力变化分析

基于MODIS NPP数据、气象站资料和土壤微生物呼吸模型,采用经验正交函数、Pearson相关系数及空间插值等方法,研究了2000-2014年石羊河流域净生态系统生产力(NEP)的空间分布及变化趋势,分析其与NDVI、降水、气温和太阳辐射变化的关系.结果表明,石羊河流域年均单位NEP为-48.56 gC/(m²·a),中上游表现为碳汇,下游荒漠区表现为碳源,生态系统碳汇总量呈增加趋势;灌丛生态系统碳汇潜力最高,其次是森林和耕地,草地生态系统自2012年已由碳源转为碳汇,荒漠生态系统碳汇能力一直呈波动下降趋势;流域内NEP变化主要受控于降水,与温度呈弱负相关,与太阳辐射相关性不显著,流域不同区域相关性差异明显.     

Muller法的一种改进方法

提出了Muller法的一种改进方法,不仅摒弃了Muller法中的符号选择,简化了算法,而且在求实根时不再需要使用复数运算,同时具有与Muller法相同的1.839阶的收敛速度.     

Euler方法中的不分裂输运算法

为解决用Euler方法求解多种介质的流体力学问题时,物质的输运中维数分裂算法容易出现重复或遗漏的问题,以Youngs界面重构技术为基础,输运步中采用维数不分裂算法,除了考虑相邻4个网格的输运外,同时还考虑斜对角网格的输运计算,有效地解决了消除重复或遗漏输运的问题. 论证了不分裂算法的合理性,给出了向相邻8个网格输运的所有可能分配量的表达式. 数值模拟结果表明,不分裂输运算法的精度有所提高.     

龙格—库塔方法与差分法的比较

利用Taylor级数展开而构造出的龙格—库塔方法是具有高精度的一种算法.将二阶龙格—库塔方法与差分方法的多种计算格式在求解扩散方程中进行了对比.结果表明,当网格比固定时,龙格—库塔方法在计算精度和计算速度上具有明显优势.     

无约束最优化计算方法中的Newton法与BFGS法的组合方法

本文提出了适合于求解目标函数的Hesse矩阵不正定或病态等实际问题的Newton法与BFGS法的组合方法，并证明了该方法具有二次收敛性和全局收敛性。     

Haebara等值方法及其加权准则

项目反应理论（IRT）框架下的等值,目前比较流行的有Stocking-Lord方法和Haebara方法,即使对于相同的项目参数和能力参数,这两种等值方法计算出的等值系数也是不相同的.受Pearson卡方检验的启发,文中导出一种新的求取等值系数方法,即：加权等值方法（Weighted criterion,Wcrit）,它实际上是Haebara准则的加权式.Monte-Carlo模拟结果表明：Stocking-Lord方法和Haebara方法的表现各有千秋,而通常情况下,加权等值方法比Haebara方法表现更优.     

TPN与B方法集成的形式化技术

单一的形式化方法和技术在描述系统时总是有一定的不足，通过集成TPN与B方法可以相互取长补短。本文讨论了TPN-B技术如何将TPN与B方法的抽象机之间构建起映射关系，介绍了如何用TPN-B对系统进行一个初始的构造，并通过对滑动窗口协议进行描述来体现。     

基于LZW算法的改进算法

在分析LZW算法的基础上对LZW算法的缺陷进行了探讨,并对LZW算法进行了改进,大幅度减少了编码的长度,降低了匹配长度取值变化的影响,完全兼容LZW算法,在平均压缩率方面有较大的提高,而且对改进的算法进行了分析论证.     

关于单纯形方法的再探讨

本文主要是针对线性规划问题的求解方法—单纯形法存在的一些问题,提出了一种改进算法,它与单纯形法的主要区别是主元的选取不同。并将它与单纯形方法的优缺点作一对照分析,并附有实例。实践证明,用该方法求解线性规划问题是一种有效方法。     

桩基有限元法、静力法和经验法对比研究

以某工程实际的层状地基为例,用静力法、经验法和桩基有限元法分别研究了在不同桩长、桩径和桩径比情况下单桩极限承载力的变化关系。结果表明,当桩长L<60m时,三种方法的计算值偏差较大;当桩长L>60m时,三者的计算值偏差较小,可用静力法和经验法代替繁琐的有限元法来计算桩的极限荷载,同时也能保证桩基的经济合理性。     

锚杆支护动态设计方法——信息法

介绍了一种新型的锚杆支护动态设计方法，把现代智能、动态、信息技术引入到传统锚杆支护设计中，实现了地质力学评估、设计、施工、监测为一体的全过程设计施工方法，提高了设计的科学性、合理性、智能性和一体性。