通过历史时期地图数字化和遥感图像解译得到三江平原1954~2005年的6期土地利用/覆被数据。根据IPCC《2006指南》提供的方法,评估土地利用/覆被变化对三江平原植被碳储量的影响。结果表明:三江平原1954~2005年土地利用/覆被变化显著,农田大面积增加,沼泽湿地、林地、草地面积锐减;土地利用/覆被变化主要发生在农田、沼泽湿地、林地和草地之间;农田是沼泽湿地、林地、草地的主要转出对象,林地的主要转入来源为农田和草地,沼泽湿地的主要转入来源为农田和林地。1954~2005年共有1.07×103km2林地、5.73×103km2草地和2.59×104km2沼泽湿地转出为农田。土地利用/覆被变化导致三江平原植被碳储量不断减少,1954~2005年三江平原植被碳储量共减少57.48Tg。林地、沼泽湿地、草地向农田的转化及林地向草地、沼泽湿地的转化导致植被碳储量减少97.06Tg,农田向林地、沼泽湿地、草地的转化及草地、沼泽湿地向林地转化导致植被碳储量增加39.58Tg。
Terrestrial ecosystems are important carbon pools. Land use and cover changes affect the terrestrial carbon storage significantly. In this paper, six stages of spatial database from 1954 to 2005 were established with digitization of topographical maps and interpretation of remote sensing imageries. Using the method provided by the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, impacts of land-use change on carbon storage of vegetation were assessed. The results indicate that land use and cover changes in the study area were dramatic during 1954-2005. The area of farmland increased, while the area of marsh, forest and grassland decreased sharply. The land use/cover changes mainly occurred among farmlands, marshes, forest lands and grasslands. Marsh, forest and grassland were mainly converted to farmland. The land types converted to forest included farmland and grassland, and the main land types converted to marsh were farmland and forest. From 1954 to 2005, a total of 1.07×103km2 forest, 5.73×103km2 grassland and 2.59×104km2 marsh have transferred to farmland. Land use and cover changes led to steady decline of carbon storage in vegetation and the total loss of vegetation carbon storage from 1954 to 2005 is 57.48Tg The transformation of forest, marsh and grassland into farmland or the transformation of forest into grassland and marsh led to reduction of 97.06Tg carbon storage in vegetation. The transform of farmland to forest, marsh and grassland and the transform of grassland and marsh to forest led to the increase of 39.58Tg carbon storage in vegetation.
全 文 :第29卷第3期
2010年6月
生态科学
EcologicalScience
29(3):207—214
Jun.2010
常守志,王宗明,宋开山,刘殿伟,张柏,张春华,张素梅.三江平原土地利用/覆被变化对区域植被碳储量的影响【J】.生态
科学,2010,29(3):207·214.
CHANGShou—zhi,WANGZong—ming,SONGKai-shan,LIUDian·wei,ZHANGBai,ZHANGChun。hua,ZHANGSu-mei.Impactof
landuseandlandcoverchangeonthevegetationcarbonstorageinsanjiangPlailJ].EcologicalScien e,2010,29(3):207-214.
三江平原土地利用/覆被变化对区域植被碳储量的影响术
常守志1’2,王宗明1,宋开山1,刘殿伟1,张柏1,张春华1’2.张素梅1’2
1.中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春130012
2.中国科学院研究生院,北京100049
【摘要】 通过历史时期地图数字化和遥感图像解译得到三江平原1954-2005年的6期土地利用/覆被数据。根据IPCC《2006指南》
提供的方法,评估土地利用/覆被变化对三江平原植被碳储量的影响。结果表明:三江平原1954-2005年土地利用/覆被变化显著,农
田大面积增加,沼泽湿地、林地、草地面积锐减:土地利用/覆被变化主要发生在农田、沼泽湿地、林地和草地之间;农田是沼泽湿
地、林地、草地的主要转出对象,林地的主要转入来源为农田和草地,沼泽湿地的主要转入来源为农田和林地。1954-2005年共有
1.07x103kin2林地、5.73x103km2草地和2.59x104km2沼泽湿地转出为农田。土地利用/覆被变化导致三江平原植被碳储量不断减少,
1954-2005年三江平原植被碳储量共减少57.48Tg。林地、沼泽湿地、草地向农田的转化及林地向草地、沼泽湿地的转化导致植被碳
储量减少97.06Tg,农田向林地、沼泽湿地、草地的转化及草地、沼泽湿地向林地转化导致植被碳储量增加39.58rg。
关键词:植被碳储量;土地利用/覆被变化;遥感和GIS;三江平原
doi:10.3969/j.issn.1008.8873.2010.03.003中图分类号:F301124;Q148文献标识码 A 文章编号:100 ·8873(2010)03-207-08
Impactoflanduseandlandcoverchangeonthevegetationcarbonstoragein
SanjiangPlain
CHANGShou.zhil一,WANGZong-min91,SONGKai-shanl,UUDian.weil,ZHANGBail,ZHANGChun.hual,2,ZHANGSu—meil,2
1.NortheastInstituteofGeographyandAgriculturalEcology,ChineseAcademyofScienc s,Changchun130012,Chma
2.GraduateSchool,ChineseAcademyofScienc s,Beijing100049,China
Abstract:Terrestrialeco ystemsari portantc rbonpools.Landuseandcoverchangesaffecttheterrestrialcarbonstoragesignificantly.In
thispaper,sixstagesof patiald tabasefrom1954to2005wereestablishedwithdigitizationof opographicalmapsandinterpretationof
remotesensingmageries.Usingthemethodprovidedbythe2006IPCCGuidelinesforNationalGreenhou辩GasInventories,impactsof
land.usechangeoncarbonstorageofv getationwereassessed.Theresultsindicatethatland峨andcoverchangesinthestudyareawere
dramaticdunng1954.2005.Theareaoffarmlandincreased,whiletheareaofmarsh,forestandgrasslanddecreasedsharply.Theland
use/coverchangesmainlyoccurredamongfarmlands,marshes,forestlandsandg a slands.Marsh,forestandgrasslandweremainly
convenedtofarmland.Thelandtypesconvertedtoforestincludedfarmlandangrassland,andthemainlandtypesconvenedtomarshwere
farmlandandforest.From1954to2005.atotalof1.07x10jkm2forest,5.73xlojkm29rasslandand2.59x104km2marshhavetransferredto
farmland.1anduseandcoverchangesledtosteadyeclineofcarbonstorageinv getationandthetotallossofvegetationcarbonstorage
from1954to2005is57.48TgThetransfcIrmationof orest,marshandgrasslandintofarmlandorthetransformationofforesti ograssland
andmarshlcdtoreductionof97.06Tgcarbonstorageinv getation.1nbetransfornloffarmlandtoforest,marshandgrasslandandthe
transformofg asslandandmarshtoforestIedtotheincreaseof 39.58T童carbonstorageinv getation.
Keywords:vegetationcarbonst rage;remotes nsinga dGIS;landusechange;SanjiangPlain
收稿日期:2010-03-04收稿,2010-04.20接受
’基金项目:国家重点基础研究发展计划资助(编号:2009CB421103)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(K7_L"X2.YW-341)、国家自然科学基
金项日(40930527、40871187)
作者简介:常守志(1984一),男,硕上研究生,研究方向为资源环境遥感与GIS应用研究。Email:changshouzhi@126.tom
·通讯作者:王宗明(1976--),男,博士,研究员,研究方向为生态遥感信息与全球变化的区域响应。Email:zongmingwang@gamil.咖
万方数据
1引言(Introduction)
陆地生态系统在全球碳循环中起着源/汇的双重
作用,是人类活动与气候变化相互作用的重要环节【1l。
土地利用/覆被变化(LandUseandCoverChanges,
LUCC)直接影响陆地生态系统的分布和结构,改变
陆地生态系统碳储量和通量,是当前陆地生物圈碳素
循环的最主要人为驱动力之一。据政府间气候变化委
员会(IPCC)第4次评估报告,20世纪90年代全球
LUCC向大气排放1.6Pg/a(1Pg=10159)的碳,仅次
于化石燃料燃烧释放的C(7.2Pg/a),是大气中第二
大人为碳源【2】,也有研究表明北半球土地利用变化导
致碳吸收13’4】。在中国,土地利用变化在一些地区导
致碳释放,但在另外一些地区造成碳吸收111。要准确
认识和评价陆地生态系统的碳源/汇功能,就需要对
土地利用/覆被变化对生态系统碳储量的影响进行评
估151。国内关于全国尺度和区域尺度的土地利用/覆被
变化对碳循环影响的研究成果主要包括:方精云等【6】
利用森林和草场资源清查数据等资料对中国陆地植
被碳汇进行了估算;周涛、史培掣7j利用CASA模型
评估了土地利用变化对中国土壤碳储量变化的间接
影响;王绍强等垆J以黄河三角洲河口地区为例研究了
土地覆被变化对区域陆地碳循环的影响。
三江平原是我国最大的淡水沼泽湿地分布区,其
独特的江河型湿地系统是一个有着重要代表性和国
际意义的湿地生态系纠9|。19世纪以前三江平原平原
区沼泽、沼泽化草甸植被大面积连续分布,山地为郁
郁葱葱的原始森林所覆盖,自20世纪中后期开始的
大面积开荒,致使三江平原土地利用/覆被变化剧烈,
大量森林、沼泽湿地转化为农田,目前三江平原己成
为国家重要的商品农业基地【lⅢ。该区域土地利用/覆
被变化特别是沼泽湿地和森林的破坏,林地和沼泽湿
地开垦为耕地,减少了植被生产力和土壤有机质的输
入,导致碳元素大量释放到大气当中pJ。本文通过获
取多期土地利用/覆被数据,根据IPCC((2006指南》
11lj提供的研究方法,探索土地利用/覆被变化下三江
平原的植被碳储量状况。研究结果将为温室气体减排
政策的制定、区域土地利用规划、区域生态环境安全
与粮食安全提供科学依据。
2研究I勰;E(Overviewofthestudyarea)
三江平原位于黑龙江省东北部,地理坐标为
43。49’55”~48027403q,1290ll’20”~ 35。05726”E,
总面积lO.89×104kin2。该区西南高东北低,除西部
和西南部边界的小兴安岭、老爷岭、张广才岭和横亘
中部的完达山为森林覆盖的山区外,广阔的冲积低平
原和河流形成的阶地、河漫滩上广泛发育着沼泽和沼
泽化草甸。本区气候类型为温带湿润、半湿润大陆性
季风气候,1月均温低于.18℃,7月均温为21~22℃,
>10℃活动积温为2300~2500℃;无霜期120"140d;
年降水量500"--650mm,主要集中在5"-9月,占全年
降水的80%。河流大多具有平原沼泽性河流的特点,
河流的纵比降小,河槽弯曲系数大,一般在1.5~3.0
之间。植被种类组成属于长白植物区系,以沼泽化草
甸和沼泽植被为主。土壤主要有棕壤、黑土、白浆土、
草甸土和沼泽土五种。区内有5个省辖市、18个市县,
总人口851.97万Il川。
3 数据来源及研究方法(Materialsandmethods)
3.1数据的获取
三江平原土地利用/覆被数据库的时间跨度为
1954"-2005年,共分为6个时间段,2005年、2000年、
1995年、1986年、1976年和1954年。由于不同时期的
数据源不同,所以处理的方式也不同:2005年为中巴
卫星遥感数据,分辨率为23m,并附以一景Landsat
ETM数据;1986年、1995年和2000年,采用LandsatTM
卫星遥感影像,分辨率为30m;1976年采用了MSS影
像,分辨率为80m;所有数据都采用近红外、红光与
绿光波段进行标准假彩色合成;1954年采用1:100
000地形图作为数据源。其中1986年、1995年和2000
年土地利用/覆被矢量数据来自中国科学院资源环境
科学数据中心沼泽湿地与东北数据分中心。
土地利用/覆盖数据获取流程如下:将1:1000
地形图扫描输入计算机,进行投影处理。以1:100000
地形图作为主控数据源,将2000年LandsatTM(ETM)
数据与1:100000地形图进行配准。在GIS环境下,根
据不同土地覆盖类型的影像色调、纹理等特征,建立
相应的遥感解译标志,进行人机交互式判读,进行查
错修改和拼接,得至lJ2000年土地利用/覆被数据。将
1976年LandsatMSS影像,1986年LandsatTM影像、
2005年CBERS影像分别与2000年遥感影像进行纠正,
平均位置误差控制在两个像元以内。在GIS软件
ArcView环境中,提取相邻两个时段内各土地利用类
型发生变化的动态图斑,获得不同时段土地利用动
万方数据
3期 常守志,等:三江平原土地利用/覆被变化对区域植被碳储量的影响
一
一⋯生长过程的碳储量增加Increaseof
carbonstocksduetogrowth
⋯◆碳转移TransferofcsiJoon
⋯⋯一◆碳储量的不连续性流通Carbonfluxes
duetodiscreteevents
圈1陆地生态系统碳循环示意图
Fig1 Generalizedcarboncydeofterrestrialecosystems
I H一耋=础mr
L
凋落物
Uner ●。I
l
+ i I
l三州
卜兰盯刚
态数据。同时,通过处理得至1J1976年、1986年、1995
年和2005的土地利用/覆被现状数据。1954年土地利用
/覆被数据的提取以1954年的全要素1:100000地形图
作为数据源,采用直接通过地形图图例判读的方法,
进行土地利用数据矢量化获取,提取方法参考《东北
地区土地利用/覆被时空特征分析》1131。数据处理平台
为ENVI4.0、ArcViw3.2和ArcGIS9.0。
根据研究区的特点和分析精度要求,参照《土地
利用现状调查技术规程》p4J和《中国资源环境遥感
宏观调查与动态研究》p5],将研究区土地利用类型
进行归并处理,共分为7种类型进行统计分析,这7
种类型分别为耕地、林地、草地、水域、城乡工矿用
地、未利用地和湿地。其中,湿地包括沼泽地和滩地
等天然湿地,不包括人工湿地。耕地包括旱地和水田。
在应用地形图和遥感影像提取土地利用信息的过程
中,应用了不同时期各种来源的与土地利用相关的图
件数据(如不同时期的地形图、三江平原植被图、土
地利用规划图、各县市的土地资源详查图、沼泽分布
图、中低产田分布图等)作为辅助参考数据,以提高
解译精度。地形图上有些地类界线不是很清晰,加之
数据来源不同,因此数据精度与MSS与TM影像解译
的空间数据会存在一定的不匹配现象,但这并不影响
大区域的宏观趋势分析。1976年数据解译结果以部分
-碳储量的连续性流通Carbonfluxesdueto
continuouspr cesses
县市与农场的土地利用详查图进行辅助解译与验证;
2005年解译结果在2006年7~8月期间,以GPS与数码
相机以及量绳对广布于三江平原的530个典型地物进
行了验证,同时通过咨询当地农户与农场专家,对解
译结果进行了修正。结果表明,以遥感为数据源建立
的空间数据库的总体解译精度约为92%,其中耕地、
居工地、水域的解译精度在94%以上,林地、湿地、
草地、未利用地解译精度分别为92.4%,91.2%,89.6%,
88.3%021。
3.2研究方法
研究LUCC对陆地碳循环影响的方法目前更多
的是利用遥感图像和植被指数分析地表植被动态变
化和进行植被分类,以及建立模型估算植被生物量和
净第一性生产力(NPP)18J。对于三江平原碳循环研
究尚缺乏系统研究工作和相关实测数据,IPCC((2006
指南》提供了国际认可的方法学用于估算温室气体排
放,对于如何利用利用土地利用变化数据估算植被碳
储量给出了详细的计算方法与过程【11】。在IPCC的
《(2006指南》中,认为每一种土地利用类型的碳循环
过程主要在生物量(地表及地下生物量1、死有机物
质(死生物体、凋落物)及土壤这三类碳库中进行,具
体的碳循环过程见图i。所以,指南中提供的土地利
.▲;;;;;;;:i.;;;;;;:;;:~
万方数据
表1 IPCC(2006指南>参数及同其他研究结果的比较(gC·m-2.a-1)
Table1 Comparisionofcarbonstorageofv getationperunitarea(gC·m4,a-1)
用变化碳储量的计算方法如下:
△CLui。△C^B+△CBB+△CD-
七殴u七ACso七ACHbP
式中,△Cm表示土地利用过程中的碳储量变化量;
AB表示地表生物量;BB为地下生物量;D肜黾死木;
U为凋落物;SO为土壤;HWP为木材砍伐。
本文具体计算了土地利用变化过程中生态系统
中植被碳储量臼CB)的变化值,《2006指南》中土地
利用过程中陆地植被生态系统碳储量变化值的计算
公式如下:
△CB=ACG一△C£
式中,ACB为某种土地利用类型下植被碳储量每年的
变化值(fC/a),ACG为每年植被生长引起的碳储量
增加值(tC/a),ACL为每年碳储量的损失量(tC/a)。
△CG=∑(4,,×%眦“xCFii,j)
i,J
G{r0陇=∑【唏×(1+尺)】
式中,A表示未发生地类改变的土地面积(hm2),
GrorA£代表植被每年平均生长速度(tdm/hm2·a)(din
表示干物质,drymatter),in表生态区域类型,,为
温度带,CF表示植被生物量与碳量的转换系数
(tC/tdm),G晾示某种植被类型的地表植被平均每年
的生长速度(tdm/hm2·a),R表示地下生物量与地表植
被生物量的比值。
厶CL2Lwoo扛r∞∞mls+LAMood+L姗‰曲4me
式中,三—d.一。。b表示每年由于木材砍伐而造成的碳
储量损失OC/a),‰咖吲表示薪材砍伐所造成的碳储
量损失OC/a),£威咖锄。表示自然扰动造成的碳储量
损失(fC/a)[卯。
因此结合现有数据,本文采用IPCC《2006指南》
当中的方法计算土地利用/覆被变化下三江平原植被
碳储量变化情况。由于IPCC《2006指南》没有用于
计算湿地植被碳储量的相关数据,三江平原沼泽湿地
植被地上和地下部分生物量数据本文采用宋长春116J
的研究成果(表1),按照方精云.161的研究方法生物
量转换为碳的系数采用0.45。IPCC清单方法中是按自
然带、生态区域等自然条件对各种参数进行设置的,
所以对于三江平原来讲,参数值的选取并不一定最符
合该区域的自然客观条件。为此本文结合已有全国尺
度和区域尺度的模拟和实测研究成果比较了IPCC所
选参数的合理性,表1当中农田实测数据来自东北地
区农业统计数据,根据不同作物的收获部分的含水量
和收获指数将农业统计数据的产量转换为植被碳储
量,林地实测数据来自罗天祥fl7】博士论文森林实测
数据中东北部分的128个实测站点数据,草地碳储量
实测数据是由《中国草地资源》【18J当中三江平原所
属草原类型区的统计数据计算得到。通过比较可以看
出IPCC当中的设定参数基本符合三江平原所在区域
的实测数据范围。因此通过1PCC《2006指南》提供
方法进行三江平原植被碳储量的估算是可行的。
4结果与分析(Resultsandanalysis)
4.1土地利用/覆被变化分析
1954~2005年,三江平原土地利用/覆被结构变
化显著112,241(图2)。1954-~1976年农田面积增加
1.87x104km2,面积比例从15.85%增加到32.96%,沼
泽湿地面积减少了1.31x104km2,面积比例从32.57%
减少到20.49%。1976~1986年间,三江平原水域、未
利用地和沼泽湿地面积呈继续减少趋势,这一时期草
地面积也有所减少,农田、居民工矿用地和林地面积
分别增加了9.38x103km2、3.93×102km2、1.46x103km2,
农田面积比例达到41.57%。1986~1995年各地类变化
缓慢,农田面积增加4.1lxl03km2,草地和沼泽湿地
面积分别减少了3.37x10skm2和1.74x10skm2,到1995
万方数据
3期 常守志,等:三江平原土地利用/覆被变化对区域植被碳储量的影响 211
表2三江平原1954~2005年土地利用,覆被变化过程中植被碳储量变化值(1gC)
Table2 Thechangeofcarbonstorageinv getationinSa jiangPlainduring1954~2∞5(TgC)
土地利用/覆被类型转化conversionoflanduseand
1954~19761976~19861986~19951 95~20002 0~20051954~2005
landcover
年农田面积比例达至1J45.35%,草地和沼泽湿地的面积
比例分别为3.77%和11.17%。1995~2000年间,农田
增加了6.33x103km2,林地和沼泽湿地分别减少了
3.72x103km2和2.56x103km2,到2000年农田面积比例
达到51.17%,林地和沼泽湿地的面积比例减少为
31.64%和8.80%。2000~2005年间,农田面积呈继续
增加趋势,5年间面积增加7"4.33x103km2,林地和沼
泽湿地面积呈现出与上一时间段同样的趋势,分别减
少了1.50x103km2和1.48x103km2,草地和水域的面积
分别减少1.40x103km2和14.26km2。
总体来看,1954~2005年农田面积共增加
4.28x104km2,居民工矿用地增DIll.71x103km2,林地、
草地、水域、为利用地和沼泽湿地分别减少8.26x10s
km。、5.89xl矿km。、695.83km。、2.26xl矿km‘和2.74x104
km2。农田的面积比例达到55.15%,沼泽湿地、林地
和草地的面积比例分别为7.44%、30.26%和2.57%。
4.2土地利用/覆被类型转移分析
通过对土地利用面积变化转移矩阵分析,得知各
个时间段的土地利用/覆被变化主要发生在农田、沼
泽湿地、草地和林地之间。1954~1976年三江平原农
田主要转出为沼泽湿地和林地(图3),其中沼泽湿
地占1.61x103km2,同一时期有1.20x104km2沼泽湿地、
4.88×103km2林地和3.79×103km2草地转化为农田,
农田是这一时期沼泽湿地、林地、草地的主要转出对
象;其次草地主要转出为林地和沼泽湿地,并且草地
是林地的主要转入来源,主要转入土地利用/覆被类
型为沼泽湿地。
1976~1986年,农田主要转出为林地和沼泽湿地,
农田依然是沼泽湿地、林地、草地的主要转出对象,
这一时期林地、草地、沼泽湿地的主要转入对象分别
为草地、沼泽湿地、农田。1986~1995年,林地和沼
泽湿地主要转出为农田和草地,草地主要转出为农田
和林地,草地仅有38,81%未发生变化。1995~2000年,
草地和沼泽湿地主要转出为农田和林地,农田主要转
誊詈
妻圣
莲萤
1954 1976 1986 1995 20【lo 2∞5
时期periods
a沼泽湿地marsh a末利用地unusedlan
口脯民f.{旷用地residentialland■水域water
口尊地grassland 口林地forest
∞农田farmiand
图21954"-2005年三江平原土地利用/覆被变化
Fig2 LanduseandlandcoverchangesinSanjiangPlain
during1954"2005
∞帅踟加∞∞柏∞加m
0
万方数据
图3 1954~2吣5三江平原主要土地利用/覆被类型转移空间分布
Fig.3Spatialdistributionsofmajorland-lI靶categoryconve sioninSanjiangPlainduring19s4~2肿5
出为草地沼泽湿地,林地主要转出农田和沼泽湿
地,沼泽湿地是农田的主要转入来源,面积为3.38
×103km2,农田是林地和草地的主要转入来源,沼
泽湿地的主要转入来源为林地。2000~2005年,这一
万方数据
3期 常守志,等:三江平原土地利用/覆被变化对区域植被碳储量的影响 213
时期基本上延续了前几个时间段的土地利用/覆被转
移情形,各地类主要转出为农田,也有部分农田转化
为林地和沼泽湿地,草地的转入来源主要为林地,这
一时期各地类相对稳定。
1954"-2005年50年间,共有1.07×103km2林
地、5.73X103km2草地、6.03×102km2水域、2.44
X102km2居民工矿用地、1.76×103km2未利用地和
2.59x104km2沼泽湿地转出为农田,农田是以上几种
土地利用/覆被类型的主要转出对象,农田主要转出
为居民工矿用地。1954~2005年农田、林地、草地、
水域、居民工矿用地和沼泽湿地原土地利用/覆被类
型未发生变化的比例分别为87.59%、66.96%、1.93%、
55.67%、41.89%和15.51%。
时期periods
图4不同时期三江平原植被碳储量损失
飚4 LOSSofvegetationcarbonstorageintheSanjiang
Plainofdifferentp riods
4.3土地利用/覆被变化对植被碳储量的影响
根据{(2006指南》当中提供的方法,查找得到三
江平原所在区域草地、林地、农田生物量以及碳储量
计算的相应指标,结合已有文献中关于沼泽湿地生物
量的研究成果,计算得到1954~2005年5个时间段内
不同土地利用/覆被变化下植被碳储量的变化以及其
净变化值(表2)。
1954----1976年土地利用/覆被变化导致植被碳储
量损失27.21Tg,在所研究的5个时间段当中减少量最
大。由于林地单位面积上的碳储量最高,林地向农田、
草地、湿地的变化均会导致碳储量的减少,其中林地
向农田的转化共损失了13.76Tg碳储量,农田向其他
地类的转化均导致碳储量的增加,其中农田向林地的
转化过程碳储量增加最多为2.08Tg,湿地向农田的转
化碳储量损失最大,占总损失量的40.90%。
1976"--"1986年土地利用/覆被变化导致植被碳储
量减少7.33Tg,林地向农田的转化导致的碳储量损失
仍然很大为8.12Tg,其次碳储量损失最大的为湿地向
农田的转化,共损失了7.88Tg,草地、农田向林地的
转化分别使植被碳储量增加了6.14Tg、5.20Tg。
1986~1995年土地利用/覆被变化导致植被碳储量减
少了1.53Tg,林地向湿地、农田的转化使植被碳储量
减少0.35Tg、3.17Tg,草地、湿地向农田的转化使植
被碳储量损失0.48Tg、2.22Tg。1995~2000年土地利
用/覆被变化导致的植被碳储量损失比上一时期有所
增长,达到12.32Tg,碳储量损失最大的为林地向农
田的转化,减少量为9.46Tg。2000~2005年土地利用
/覆被变化导致植被碳储量减少了9.10Tg,其中林地、
湿地向农田的转化导致的植被碳储量损失占据前两
位,分别为7.60Tg和2.03№,农田向林地、草地和湿
地的转化使植被碳储量增加的数量仅为林地向农田
转化导致的植被碳储量损失的16.87%。
1954--一2005年的50年问三江平原植被碳储量不
断减少,主要是由于单位面积上植被碳储量高的林地、
沼泽湿地、草地向农田的转化。林地、沼泽湿地、草
地向农田转化或者林地向草地、沼泽湿地的转化导致
植被碳储量的.减少,农田向林地、沼泽湿地、草地的
转化或者草地、沼泽湿地向林地转化导致植被碳储量
的增加。1954~1976年三江平原植被碳储量损失最大,
损失量为27.21Tg,其次植被碳储量损失较大的时期
为1995~2000年,为12.32"rg,1954"--2005年三江平
原植被碳储量共计损失57.48Tg(图4)。
5结论与讨论(Conclusionand scussion)
三江平原1954~2005年土地利用/覆被变化显著,
农田大面积增加,沼泽湿地、林地、草地面积锐减;
土地利用/覆被变化主要发生于农田、沼泽湿地、林
地、草地之间,它们与其他地类以及其他地类之间相
互转化较少;农田是沼泽湿地、林地、草地的主要转
出对象,林地的主要转入来源为农田和草地,沼泽湿
地的主要转入来源为农田和林地。
土地利用/覆被变化导致三江平原植被碳储量不
断减少,1954~2005年三江平原植被碳储量共计损
失57.48T夸;林地、沼泽湿地、草地向农田转化或者
林地向草地、沼泽湿地的转化导致植被碳储量的减少,
农田向林地、沼泽湿地、草地的转化或者草地、沼泽
湿地向林地转化导致植被碳储量的增加。
IPCC(2006指南》为通过土地利用/覆被变化数
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万方数据
214 生态科学EcologicalScience 29卷
据评估植被碳储量变化提供了一种方法和思路,由于
指南当中清单方法中是按自然带、生态区域等自然条
件对各种参数标准进行设置的,对于不同的研究区其
参数设置较概略,未考虑生态系统内部的差异等条件。
对于三江平原来讲湿地占较大部分面积,《2006指南》
当中对于湿地植被的碳储量计算没有相关的参数指
标,因此有必要根据实际情况,充分考虑不同区域的
自然条件、社会经济水平、耕作制度以及管理措施等
因素确定更为准确的计算指标,进而通过整合不同的
研究成果编制适合中国国情的温室气体排放清单指
南,为中国制定温室气体排放政策提供科学理论依据。
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三江平原土地利用/覆被变化对区域植被碳储量的影响
作者: 常守志, 王宗明, 宋开山, 刘殿伟, 张柏, 张春华, 张素梅, CHANG Shou-zhi,
WANG Zong-ming, SONG Kai-shan, LIU Dian-wei, ZHANG Bai, ZHANG Chun-hua,
ZHANG Su-mei
作者单位: 常守志,张春华,张素梅,CHANG Shou-zhi,ZHANG Chun-hua,ZHANG Su-mei(中国科学院东北地
理与农业生态研究所,长春,130012;中国科学院研究生院,北京,100049), 王宗明,宋开山
,刘殿伟,张柏,WANG Zong-ming,SONG Kai-shan,LIU Dian-wei,ZHANG Bai(中国科学院东北
地理与农业生态研究所,长春,130012)
刊名: 生态科学
英文刊名: ECOLOGICAL SCIENCE
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