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。     

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。     

佛山市城市森林生态系统服务价值估算研究

以佛山市城市森林为研究对象,参照国家林业局《森林生态系统服务功能评估规范》评估方法对佛山城市森林进行估算.结果表明:2015-2016年度佛山市森林生态服务总价值为77.76亿元/a,单位面积生态服务价值为13.32万元/(hm~2·a),对生态服务功能价值贡献从大到小依次为涵养水源、固碳释氧、保育土壤、生物多样性保护、净化大气环境、积累营养物质,分别占总生态服务价值的54.60%,18.54%,13.28%,9.28%,3.49%,0.80%,涵养水源和固碳释氧是佛山城市森林最主要的生态服务功能.通过量化森林生态服务功能,为佛山城市林业发展和生态补偿提供决策依据,从而推动区域绿色生态文明建设,同时提出科学布局环境功能林对维护区域可持续发展有重要意义.     

基于TM影像和森林资源二类调查数据的北京森林碳汇估算

在应对全球气候变化背景下,森林碳汇成为当前研究的核心内容之一.本研究基于“北京市植物种质资源调查项目”的调查资料(2007-2009)、2005年北京森林资源二类调查数据(2004)和2009年TM影像,建立了单木生物量方程、生物量转化和扩展系数和碳储量遥感估算模型,采用IPCC(2006)提供的库—差别方法估算了2011-2015年北京森林碳汇.2004年和2009年北京森林碳储量分别为5 240 490.8tC和6 158 970.6tC,平均碳密度分别为12.03tC/hm2和14.14tC/hm2(含地上和地下部分);2004年至2009年北京森林的碳汇为0.42tC/hm2·year,据此估算得到,2011年至2015年北京森林可固定的碳为914 550.0tC,年平均固定的碳为182 910.0tC.     

土地利用变化的碳排放机理及效应研究综述

就影响陆地生态系统碳储量的主要生态机制(CO2施肥效应、氮沉降增加、污染、全球气候变化、土地利用变化和土地管理),阐述了土地利用变化对陆地生态系统结构和功能产生的影响,以及对系统造成的碳储量变化.主要从土地利用变化和土地管理两方面对土地利用碳排放效应进行论述:森林砍伐后变为农田和草地,使生态系统中植被和土壤碳贮量大大降低;农田和草地弃耕恢复为森林,以及农田保护性管理措施的利用,能够使大气中的碳在植被和土壤中得到汇集;森林恢复过程中植被可以大量汇集大气中的碳,而由于农田耕种历史不同以及土壤空间异质性,导致土壤碳汇集速率差异极大;保护性农田管理措施(诸如免耕、合理的种植制度、化肥的施用等)可以影响土壤理化特性、作物根系生长以及残茬数量和质量、土壤微生物数量和活性,维持和提高土壤碳含量水平.土地利用碳排放核算主要从陆地生态系统的植被碳和土壤碳入手,综述了目前国内外的研究进展.     

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.     

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.     

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。     

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.     

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。     

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.     

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。