全 文 ：书第 !" 卷 第 #$ 期
% $ # # 年 #$ 月
林 业 科 学
&’()*+(, &(-.,) &(*(’,)
./01!"!*/1#$
2345!% $ # #
洪雅县退耕竹林碳储量时空格局!
唐骄萍#!%6李贤伟#!%6赖元长#!76冯6帅#!%6王6鹏#!%6黄从德#!%
"#1四川农业大学林学院6雅安 8%9$#!# %1长江上游林业生态工程四川省重点实验室6雅安 8%9$#!#
71四川省林业勘察设计研究院6成都 8#$$:#$
摘6要!6建立退耕还林重点示范县洪雅县竹林碳储量多元线性回归遥感模型!基于碳储量遥感模型估算出四川
省洪雅县退耕还林以前"#;;! 年$%退耕还林后第 ! 年"%$$! 年$和退耕还林后第 " 年"%$$" 年$的竹林碳储量!利
用地理信息系统软件对竹林碳储量的时空格局变化进行定量分析& 结果表明’ #7 年间"#;;!(%$$" 年$洪雅县竹
林碳储量和面积均呈现逐年上升趋势!前期"#;;!(%$$! 年$增速大于后期"%$$!(%$$" 年$# 竹林碳储量和面积
分布规律相似!都呈现出向低海拔%平缓坡和各坡向发展的趋势!其中 %$$! 年 <%9=坡度区域竹林碳储量和面积变
化最明显!%$$! 年 <%9=坡度区域竹林碳储量增加量占总增加量的 ";197>!竹林面积增加量占总增加量的
":1#:>!表明退耕还林工程的实施是区域竹林碳储量与面积增加的驱动力#竹林碳密度呈现先降后升总体略微降
低的特点!#;;! 年碳密度最高为771"8 4’)?@A% !%$$! 年下降为771%9 4’)?@A% !%$$" 年又恢复到7718" 4’)?@A% #
利用克里金插值"BCDEDFE$对模型进行优化可在一定程度上提高预测精度&
关键词’6竹林# 碳储量# 时空格局# 退耕还林# 7& 技术
中图分类号! &"#:19666文献标识码!,666文章编号!#$$# A"!::"%$####$ A$$$# A$"
收稿日期’ %$#$ A#% A#9# 修回日期’ %$## A$; A$:&
基金项目’ 国家*十一五+科技支撑*退耕还林工程"四川实验区$监测技术研究+ "%$$8G,H%7G$9$%$ %*长江中上游西南山区退化生态系
统综合整治技术与模式+ "%$$8G,’$#,##$共同资助&
!李贤伟为通讯作者&
!"#$%#&#’()*+",-#&.#$$*-’/,01#+2,, 3#-2,’!$,-#4*%’
5,-*/$6#’(3,’7*-$*(0-,+5#-+&#’(%’8,’49#! !%:;<#’
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=2/$-#:$’6(F 4?DVV4PUW! ICN@/4NVNFVDFE@/UN0/XYI@Y//3ICY/F V4/CIENMIVNV4IY0DV?NU YIVNU /F 4?NUI4I3/0N34NU DF
T/FEWI’/PF4W! IZNWUN@/FV4CI4D/F 3/PF4W/X4?N’/F[NC4’P04D[I4NU -IFU DF4/Q/CNV4VSC/\N34DF &D3?PIF SC/[DF3N5+?N
YI@Y//3ICY/F V4/CIENMIVNV4D@I4NU YNX/CN4?NKC/\N34"#;;!$! 4?NX/PC4? WNICIX4NC4?NKC/\N34"%$$!$ IFU 4?NVN[NF4?
WNICIX4NC4?NKC/\N34"%$$"$ MD4? 4?NCN@/4NVNFVDFE@/UN0/XYI@Y//3ICY/F V4/CIEN5]PIF4D4I4D[NIFI0WVDV/X4?NYI@Y//
3ICY/F V4/CIEN3?IFENVDF VKI4DI0IFU 4N@K/CI0KI4NCF YW7& 4N3?F/0/EWV/X4MICNV?/MNU 4?I4’ ’ICY/F V4/CIENIFU ICNI/X
YI@Y//X/CNV4ICNDF3CNIVDFEWNICYWWNICXC/@#;;!(%$$"! M?D0NEC/M4? CI4NI4NIC0DNCV4IENV"#;;!(%$$!$ MIVECNI4NC
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V4/CIENIFU ICNI/XYI@Y//X/CNV4MIVVD@D0IC! MD4? I4CNFU 4/VKCNIU /[NC4/0/MN0N[I4D/F! X0I4V0/KNIFU UDXNCNF4IVKN34V5
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IFU ICNI/XYI@Y//X/CNV4MIV";197> IFU ":1#:> /X4?N4/4I0DF3CN@NF4! CNVKN34D[N0W! M?D3? DFUD3I4NU 4?I4’/F[NC4
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[I0PNDF #;;!5+?N3ICY/F UNFVD4WMIV771"8 4’)?@A% DF #;;!! 4?NF D4UN3CNIVNU 4/771%9 4’)?@A% DF %$$!! YP4D4
DF3CNIVNU 4/7718" 4’)?@A% DF %$$"5+?N@/UN0! /K4D@D^NU YWPVDFEZCDEDFEDF4NCK/0I4D/F! 3IF D@KC/[N4?NKCNUD34D/F
I33PCI3W4/V/@NN_4NF45
>*9 ?,-(/’6 YI@Y//V4IFU# 3ICY/F V4/CIEN# VKI4D/‘4N@K/CI0KI4NCFV# 3/F[NC43P04D[I4NU 0IFU 4/X/CNV4VKC/\N34#
7& 4N3?F/0/EW
林 业 科 学 !" 卷6
66竹林是森林生态系统的重要植被类型!我国竹
林面积占森林面积的 71$8>!竹林碳储量占森林碳
储量的比例超过 ##> "陈先刚等! %$$:$& 针对竹
林生态系统碳储量及碳汇功能!我国学者在全国尺
度或典型区域上做了大量研究 "王兵等! %$$:# 黄
从德等! %$$"# 周国模等! %$$!# 杨春花等! %$$:$!
但由于竹林研究基础数据的不完整 "邓旺华等!
%$$:$和计算方法的差异!不同学者在全国尺度上
估算的竹林生态系统碳储量差异较大 "李正才等!
%$$7# 郭起荣等! %$$9# 陈先刚等! %$$:# 王兵等!
%$$:$!典型区域竹林碳储量也因竹种%人工抚育以
及研究方法的不同差异显著"冯帅等! %$#$$& 因此
开展中尺度竹林碳储量研究十分重要&
中国自 %$ 世纪 ;$ 年代后期实施退耕还林工
程!显著改变了森林面积%土地利用a覆盖类型 "张
志明等! %$$;$%生态系统碳储量"’?NF %’1*5! %$$;$
和碳储量空间分配格局"胡亚林等! %$$;$& 研究发
现!退耕竹林碳储量高于白桦"D%’0*1 =*1’(=/(*1$林
和落叶松" 91$-E#*+%2&-&$人工林等乔木林种"吴小
山等! %$$"# 李江等! %$$8# 白雪爽等! %$$:# 王春
梅等! %$$"$!其碳汇潜力巨大"蔡丽莎等! %$$;# 陈
先刚等! %$$;$& 随着遥感技术的发展及其所具有
的局限性!以往对竹林动态变化的研究大多与土地
利用类型变化有关 "刘华等! %$$:# 施拥军等!
%$$:$!退耕还林的实施对竹林碳储量影响的研究
较少& 本研究尝试利用 7& 技术!在极具退耕还林代
表性的洪雅县研究中尺度退耕竹林碳储量分布格
局& 本研究选用 #;;!(%$$" 年 7 期 -IFUVI4卫星影
像!利用遥感数据结合地面调查和竹林碳储量实测
数据!构建竹林碳储量遥感模型估算各期竹林碳储
量!在此基础上研究竹林面积%碳储量及碳密度的时
空分布格局!并探讨退耕还林工程实施对竹林碳储
量的影响!以期为正确评估退耕还林生态作用提供
数据支撑!为退耕还林工程宏观决策提供依据&
#6研究区概况
研究区位于四川盆地西南边缘华西雨屏区核心
区洪雅县"#$%=!;b(#$7=7%b)!%;=%!b(7$=$$b*$!
总面积# ;!:1!7 Z@%!耕地总面积 #;19% 万 ?@%& 海
拔 !#" c7 $;$ @!地形由西南向东北高低梯次变化
形成高山%中山%深丘%浅丘%台地%河谷和平坝!地貌
以山地丘陵为主& 气候属亚热带湿润性山地气候!
年均气温 #! c#8 d!年降雨量# 7$$ c% $$$ @@!年
均日照# $:$ ?!全年无霜期79% 天&全县地带性土壤
为黄壤!兼有冲积土%紫色土!境内土壤侵蚀较为严
重& 地带性植被类型为亚热带常绿阔叶林& 退耕竹
林栽植于 %$$$ 年!主要竹种为慈竹"F%#&-2#.1*1G0&
1;-2-&$%麻竹"B%2A$#.1*1G0&*1’-;*#$0&$%撑绿杂交竹
"D1G:0&1 =%$51$-1:-*-&eB%2A$#.1*1G#=&-&+$12A-&$和
苦竹"@*%-#:*1&’0&1G1$0&$"李贤伟等! %$$;$&
%6研究方法
数据源于覆盖整个洪雅县区域的退耕还林以前
"#;;! A$8 A%8$%退耕还林后第 ! 年 "%$$! A$! A
#:$和退耕还林后第 " 年 "%$$" A$; A#:$的 7 期
+f影像 "7$ @分辨率 $%洪雅县地形图 "比例尺
#g9$ $$$$%洪雅县林相图 "比例尺 # g#$ $$$$%
#;;;(%$$9 年洪雅县各乡镇退耕还林工程验收图
"比例尺 #g#$ $$$$%洪雅县各乡镇 #;;;(%$$9 年
退耕还林年度总结报告及洪雅县 %$$" 年森林资源
二类调查小班档案&
利用 )*.(!1" 对 7 期原始影像进行辐射定标%
Q-,,&T大气校正及几何校正!结合实地调查和退
耕还林小班验收图!对研究区 7 期 +f遥感影像进
行分类"总体分类精度分别为 :"179>!:8198>和
:;17%>$并提取出洪雅县退耕竹林分布区域& 在
洪雅县范围内共布设 !"! 块 7$ @e7$ @的样地!落
入退耕竹林地的样地 ;% 块!其中可测样地 :" 块"随
机选取 9" 块样地数据用于建模!剩余 7$ 块用于模
型预测精度检验$& 样地实测面积为 7$ @e7$ @!
与 +f影像的像元大小一致!对样地每竹调查其胸
径%地径%竹高%枝下高和秆龄!用 hS& 对样地中心
点定位&
根据 :" 块样地调查资料!按竹高%胸径和秆龄
每样地选取标准竹 % c7 株进行全竹取样!分别取竹
叶%竹枝%竹秆%竹蔸%竹根和竹鞭!野外称其鲜质量!
并各取 # ZE鲜样室内测定其生物量和有机碳含量&
有机碳含量的测定采用重铬酸钾 A外加热法"鲁如
坤! #;;;$& 碳储量为生物量乘以碳转换系数即有
机碳含量!表达式为 )Di)3eHD!)D为碳储量"4$!
)3为碳含量! HD为生物量"4$&
碳储量遥感模型构建及优化’ 利用 ,C3h(& ;17
对地形图进行配准并矢量化!生成分辨率为 7$ @的
数字高程模型" UDED4I0N0N[I4D/F @/UN0!简称 H)f$&
在 )*.(!1" 中将 +f影像%H)f与 :" 块竹林样地
叠合提取影像各波段光谱反射率 !因子%植被指数
因子%主成分因子%穗帽变化因子以及地形因子作为
遥感建模初选反演参数& 对所选参数进行相关性和
共线性分析"表 #$!选取相关性高%共线性小的因子
构建碳储量遥感线性回归方程& 综合考虑方程的相
%
6第 #$ 期 唐骄萍等’ 洪雅县退耕竹林碳储量时空格局
关系数%复相关系数%调整相关系数%显著水平%模型
独立性检验指标值及方差膨胀因子值!初步遴选出
模型 )i"71$!% j$1$##$178;@7 A#91:%8>j9#1999I"表 %$!用地统计学
软件对样点残差克里金插值得到最优模型 )i
:%1:8; j$1$##$1:7"@7 j%1;!%I& )为碳储量"4$! <为海拔"@$!
3为坡向! !% 为第 % 波段光谱反射率! !" 为第 " 波
段光谱反射率! @7 为第 7 主成分! >为比值植被指
数! I为土壤调整植被指数&
表 @A各自变量与碳储量的相关性和共线性!
)#2B@A3,&%’*#-%$9 #’(:,--*&#$%,’,07#-%#2&*/?%$;:#-2,’/$,-#4*
自变量
(FUNKNFUNF4[ICDIY0N
相关系数
’/CCN0I4D/F
3/NXD3DNF4
方差膨胀因子
.ICDIF3N
DFX0I4D/F XI34/C
自变量
(FUNKNFUNF4[ICDIY0N
相关系数
’/CCN0I4D/F
3/NXD3DNF4
方差膨胀因子
.ICDIF3N
DFX0I4D/F XI34/C
<’ 海拔 )0N[I4D/F $1%;"!! %1!9"
J% ’ 第 % 波段穗帽变换值 +IVVN0NU
3IK 4CIFVX/C@I4D/F /XYIFU %
A$19;!!! %1!:$
3’ 坡向 ,VKN34 $1#;$ #%1::$
J7 ’ 第 7 波段穗帽变换值 +IVVN0NU
3IK 4CIFVX/C@I4D/F /XYIFU 7
$1!$9!! ;1#;9
,’ 坡度 &0/KN $1#"$ !:1!$$
@# ’ 第 # 波 段 主 成 分 SCDF3DKI0
3/@K/FNF4/XYIFU #
$18"7!! !:1#%"
!# ’ 第 # 波段光谱反射率 kNX0N34IF3N
/XYIFU #
A$1!8!!! 7177!
@% ’ 第 % 波 段 主 成 分 SCDF3DKI0
3/@K/FNF4/XYIFU %
$19"#!! 981:8$
!% ’ 第 % 波段光谱反射率 kNX0N34IF3N
/XYIFU %
A$18$9!! :1:$"
@7 ’ 第 7 波 段 主 成 分 SCDF3DKI0
3/@K/FNF4/XYIFU 7
$1%""!! "1#;9
!7 ’ 第 7 波段光谱反射率 kNX0N34IF3N
/XYIFU 7
A$1789!! 9188#
>’ 比 值 植 被 指 数 kI4D/
[NEN4I4D/F DFUN_ A$1!7"
!! "19;:
!! ’ 第 ! 波段光谱反射率 kNX0N34IF3N
/XYIFU !
A$189!!! 81:!%
F’ 归一化植被指数 */C@I0UDXNCNF3N
[NEN4I4D/F DFUN_ A$1!%9
!! 9%1$8$
!9 ’ 第 9 波段光谱反射率 kNX0N34IF3N
/XYIFU 9
A$18$#!! :19:8
B’ 差 值 植 被 指 数 HDXNCNF3N
[NEN4I4D/F DFUN_ A$19;8
!! :1"#;
!" ’ 第 " 波段光谱反射率 kNX0N34IF3N
/XYIFU "
A$1!9"!! :1$7!
I’ 土壤调整植被指数 &/D0IU\PV4NU
[NEN4I4D/F DFUN_ A$1!%7
!! 81$""
J# ’ 第 # 波段穗帽变换值 +IVVN0NU
3IK 4CIFVX/C@I4D/F /XYIFU #
A$188"!! 9;19"% .(7 A$17$$!! 9;1";$
66!!!’ 1 i$1$#5
表 CA不同遥感因子碳储量模型分析
)#2BCAD,(*&,0:#-2,’/$,-#4*#’((%00*-*’$-*+,$*/*’/%’4 0#:$,-/
模型
f/UN0
复相关系数
fP04DK0N
3/CCN0I4D/F
3/NXD3DNF4
判定
系数
>VlPICN
调整判
定系数
,U\PV4NU
>VlPICN
"
显著
水平
&DE5
HR参数
HPCYDF‘
MI4V/F
方差膨胀因子
.ICDIF3N
DFX0I4D/F XI34/C
)i#%;1":: A$18;9!# A%1##"!% j#1$%9!7 A
$179!!!
$1"#8 $19#% $1!:: %#19%" $1%#: #1:%% %1!#" c:1"""
)i#%:1887 A$1"%7!# A%1#9!!% j#1$:%!7 A$188:!" A
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$1"#: $19#8 $1!"; #!1#;" $1$$$ #1":8 %1!:$ c#71!;#
)i#%:17;$ A$1999!# A%1%:9!% j#1$!#!7 A#1$%"!"
j$1"%%@7
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$1"%$ $19#: $1!:8 #!1798 $1$$$ #1";; #1%78 c#91:87
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$1;8"Bj8!189#I
$1"%: $197$ $1!;! #91$%# $1!!# #1:#9 %1!7" c7$1$%"
)i"71$!% j$1$###91:%8>j9#1999I
$1"7$ $1977 $1!;: #91%$; $1$$$ #1:!# #1%#! c%"19#$
66用未参加建模的 7$ 块样地实测碳储量与最优
模型预测的该 7$ 块样地的碳储量进行拟合!结果
表明"图 #$ !插值后实测碳储量与预测值的拟合
度有一定程度的提高!预测精度为 :71$#>!较初
选模型":#198>$提高 #1!9>& 本研究利用优化
模型估算洪雅县 #;;!!%$$! 和 %$$" 年碳储量&
7
林 业 科 学 !" 卷6
图 #6模型预测精度分析
QDE5#6f/UN0X/CN3IV4KCN3DVD/F IFI0WVDV
76结果与分析
EF@A竹林面积动态
由图 %!7 和 ! 可见!#;;!(%$$" 年洪雅县竹林
分布区域集中在中部和北部!#;;! 年各竹林斑块面
积较小!分布较零散!%$$! 和 %$$" 年各竹林斑块呈
现 出 片 状 分 布& #7 年 间 竹 林 面 积 增 加 了
$1"" 万 ?@%! 其 中 #;;!(%$$! 年 增 加 了
$199 万 ?@%!%$$!(%$$" 年增加了 $1%# 万 ?@%!年
均增长率为 !17;>& 竹林面积的大幅增加主要与
该时期内退耕还林工程的广泛开展有关!退耕还林
工程实施后!全县竹林面积占县域面积的比重由
#;;! 年的 91#;>提升至 %$$" 年的 ;1#9>!约提升
了 ! 个百分点& 66
为获取竹林面积随各种地形因素的分异规律!
在生成海拔%坡度%坡向专题数据基础上!为方便统
计与分析!结合研究区各地形因子实际情况!采用
,C3h(& ;17 对各因子进行了分级 "李志 林 等!
%$$#$!分级标准见表 7&
将 7 期影像分类图与海拔%坡向%坡度分级专题
图叠加分析发现!竹林空间分布向低海拔%平缓坡发
展!受坡向影响不大& 具体表现为’ #;;! 年竹林主
要分布在海拔 # 9$$ @以下! 其中海拔 # $$$ c
# 9$$ @和 9$$ c# $$$ @区域竹林面积分别占洪雅
县竹林总面积的 771"$>和 8!1#%>& 退耕还林工
程实施后!竹林面积在 m# $$$ @海拔区域增幅较
大!%$$! 年面积增加了 $18$ 万 ?@%!为 #;;! 年的
#1;$ 倍!%$$" 年面积增加 $1%7 万 ?@%!为 %$$! 年
的 #1#: 倍!在 <# $$$ @海拔区域竹林面积逐年降
低!%$$" 年较 #;;! 年减少了 #"1%!>!较 %$$! 年减
少了 !1;8>& 竹林随坡向的分布在各时期呈现相
似规律!表现为阴坡 <半阴坡 <半阳坡 <阳坡 <无
坡向& 无坡向比重最少!约为 !>!在其余 ! 个坡向
中的分布比重相差不大!约为阴坡 %;>%半阴坡
%9>%半阳坡 %%>%阳坡 %$>"表 !$&
图 %6#;;! 年洪雅县竹林分布
QDE5%6HDV4CDYP4DFE/XYI@Y//DF T/FEWI’/PF4WDF #;;!
图 76%$$! 年洪雅县竹林分布
QDE576HDV4CDYP4DFE/XYI@Y//DF T/FEWI’/PF4WDF %$$!
图 !6%$$" 年洪雅县竹林分布
QDE5!6HDV4CDYP4DFE/XYI@Y//DF T/FEWI’/PF4WDF %$$"
表 EA地形因子分级表
)#2BEA3&#//%0%:#$%,’,0$,",4-#";%:#&0#:$,-/
等级
hCIUN
海拔
)0N[I4D/Fa@
坡度
&0/KNa" =$
坡向
,VKN34
# m9$$ m9 阴坡 &?IUNV0/KN
% 9$$ c# $$$ 9 c#$ 半阴坡 &N@D‘V?IUWV0/KN
7 # $$$ c# 9$$ #$ c#9 半阳坡 &N@D‘VPFFWV0/KN
! # 9$$ c% $$$ #9 c%9 阳坡 &PFFWV0/KN
9 % $$$ c% 9$$ %9 c79 无坡向 */V0/KN
8 % 9$$ c7 $$$ <79
" <7 $$$
!
6第 #$ 期 唐骄萍等’ 洪雅县退耕竹林碳储量时空格局
表 GA竹林面积随海拔$坡向的动态变化
)#2BGAH%/$-%2<$%’4 ,02#+2,, #-*# ?%$;*&*7#$%,’#’(/&,"* #$! ?@%
年份
ONIC
海拔 )0N[I4D/Fa@ 坡向 ,VKN34
m9$$
9$$ c
# $$$
# $$$ c
# 9$$
# 9$$ c
% $$$
% $$$ c
% 9$$
% 9$$ c
7 $$$
<7 $$$
阴坡
&?IUN
V0/KN
半阴坡
&N@D‘V?IUW
V0/KN
半阳坡
&N@D‘VPFFW
V0/KN
阳坡
&PFFW
V0/KN
无坡向
*/
V0/KN
#;;! $1$% $189 $17! $1$$ $1$$ $1$$ $1$$ $17! $1%9 $1%$ $1%# $1$%
%$$! $1#$ #1#8 $1%" $1$7 $1$$ $1$$ $1$$ $1!% $1!$ $17" $17! $1$!
%$$" $1#9 #179 $1%" $1$# $1$$ $1$$ $1$$ $1!8 $1!9 $1!# $179 $1##
66退耕还林以前竹林广泛分布于平缓坡 "9=c
%9=$区域!其中 #$=c%9=分布最多!达到 $19"
万 ?@%!占总面积的 981%:>& 退耕还林工程使得坡
度 <%9=的农耕地大量退耕!#;;!(%$$! 年!竹林面
积增加了 $199 万 ?@%!其中坡度 <%9=区域竹林面
积在 %$$! 年增加了 $1!7 万 ?@%!为退耕还林前的
%1:" 倍!其占总面积的比例由 #;;! 年的 %%1"!>提
升到 !%1%9>!为退耕前的 #1:8 倍& 可见退耕还林
的实施使陡坡竹林面积大幅增加& %$$" 年竹林面
积在 <79=坡度段略有减少!其他坡度段均呈现增加
趋势& 总体表现为 m%9=区域增加量大于 <%9=
区域!竹林分布 呈 现 出 逐 渐 向 平 缓 坡 发 展 趋
势"图 9$&
图 96#;;!(%$$" 年竹林面积随坡度分布
QDE596HDV4CDYP4DFE/XYI@Y//ICNIMD4? V0/KNXC/@#;;! 4/%$$"
EFCA竹林碳储量动态
#7 年间竹林碳储量呈现持续增长的特征!共增
加了 %9 万 4!年均增长 !177>!前期增速略大于后
期& #;;! 年洪雅县竹林碳储量为 7! 万 4!%$$! 年竹
林碳储量较 #;;! 年增加了 #: 万 4&这主要得益于退
耕还林工程的实施!退耕还林开展后洪雅县大量发
展竹林!竹林面积的大幅增加促进了竹林碳储量的
增加& %$$" 年竹林碳储量为 9; 万 4!较 %$$! 年增
加了 " 万 4&这些数据说明 #7 年间洪雅县竹林均表
现为碳汇!碳汇量为 % 万 4)IA#&竹林碳密度在
#;;!(%$$! 年和 %$$!(%$$" 年这 % 个时段呈现先
降 后 升 的 趋 势& #;;! 年 竹 林 碳 密 度 为
771"8 4’)?@A%&退耕还林初期!由于大量的退耕还
竹!未成熟竹林比重增加!%$$! 年竹林碳密度有所
下降!为771%9 4’)?@A%&到 %$$" 年!竹林碳密度略
微增加!达到7718" 4’)?@A%!尚未恢复到 #;;! 年
的水平!低于全国森林平均水平 !#1#$ 4’)?@A%
"QIFE%’1*5! %$$"$!说明洪雅县竹林碳吸存能力还
比较低& 究其原因!研究期间退耕还林新栽竹林多
处于中%幼龄阶段!人工抚育措施和管理水平不高!
从而导致碳密度水平较低& 随着竹林的生长%成熟
和经营管理水平的提高!洪雅县竹林碳密度%碳储量
尚有增加潜力&
图 86#;;!(%$$" 竹林碳储量随海拔分布
QDE586HDV4CDYP4DFE/X3ICY/F V4/CIENMD4? N0N[I4D/F
XC/@#;;! 4/%$$"
对比分析竹林碳储量随海拔的分布发现 "图
8 $! #;;!(%$$" 年竹林碳储量主要分布于海拔
% $$$ @以下!其中高海拔 " <# $$$ @$区域竹林碳
储量逐年减少!中低海拔 " m# $$$ @$区域竹林碳
储量逐渐增加!且增加趋势明显& %$$! 年高海拔区
域竹林碳储量较 #;;! 年"##189 万 4$减少#188万 4!
%$$" 年较 %$$! 年减少 %1;" 万 4# 在9$$ c# $$$ @
海拔区域!%$$! 年竹林碳储量较 #;;! 年 " %#1;$
万 4$净增加 #81"$ 万 4!增加了 #1"8 倍!%$$" 年较
%$$! 年增长量 有所 下降! 增加 了 81$; 万 4# 在
m9$$ @海拔区域竹林碳储量持续增加!且增速加
快!%$$! 年较 #;;! 年"$18# 万 4$增加 %1:! 万 4!年
均增长 #;1$7>!%$$" 年较 %$$! 年增加!17:万 4!年
9
林 业 科 学 !" 卷6
均增长 7#1!!>&
对比分析各时期竹林碳储量随坡度的分布发现
"图 "$!退耕还林以前洪雅县竹林碳储量主要分布
于 m%9=坡度区域!为 %817; 万 4!占总碳储量的
""1%8>& 其中以 #9=c%9=坡度区域分布最多!为
#%1!: 万 4!占总碳储量的 7819!>! <79=坡度区域
分布最少!仅占 819!>& %$$! 年竹林碳储量在各个
坡度段均有一定增加"#$=c#9=坡度区域除外$!其
中 <%9=坡度区域的增加最为明显!增加了 #!1%%
万 4!为退耕还林前的 %1:7 倍!这主要得益于退耕还
林工程的实施& 而在 m%9=坡度区域竹林碳储量也
有一定增长!增加了 7188 万 4!为 #;;! 年的 #1#!
倍!这部分竹林碳储量的增加主要是瓦屋山旅游沿
途竹林景观带的建设!使得平缓坡竹林面积增加所
致& 随竹林年龄结构变化和竹林分布改变!竹林碳
储量在 %$$" 年表现出在 m#9=坡度区域持续增加!
在 %9=c79=坡度区域增速减慢!在 #9=c%9=和 <
79=坡度区域略有减少& 说明随着时间推移!竹林碳
储量分布区逐渐向平缓坡发展!在陡坡区域竹林碳
储量呈逐渐减少趋势&
图 "6#;;!(%$$" 竹林碳储量随坡度分布
QDE5"6HDV4CDYP4DFE/X3ICY/F V4/CIENMD4? V0/KNXC/@#;;! 4/%$$"
对比分析竹林碳储量随坡向的分布发现 "图
:$!各时相竹林碳储量随坡向的分布规律与竹林面
积随坡向的分布规律一致!表现为阴坡 "比重为
%;1#$>$ <半阴坡"比重为 %91#">$ <半阳坡"比
重为 %#1;7>$ <阳坡 "比重为 %$1%">$ <无坡向
"比重为 7198>$& 随着退耕还林工程的实施和推
进!阴坡%半阴坡%半阳坡%无坡向竹林碳储量都呈现
持续增加的趋势!阳坡碳储量表现为先增加后降低&
%$$! 年较 #;;! 年竹林碳储量大幅增加!以半阴坡%
半阳坡和阳坡为主!分别增加了 !1:# 万!9199 万和
!1!$ 万 4&无坡向竹林碳储量增加最少!仅为 $18!
万 4&%$$" 年较 %$$! 年半阴坡增加量最多!为 %1%8
万 4!其次为无坡向!增加量为 %1#" 万 4!阳坡减少
$1#8 万 4&对比各年份不同坡向竹林碳储量所占比
重发现!#;;!(%$$" 年期间半阴坡%无坡向竹林碳
储量呈现增加趋势!半阳坡%阳坡呈现先增后降趋
势!阴坡则逐年降低!各坡向比重差异逐渐缩小!表
明竹林碳储量呈现各坡向均匀发展趋势&
图 :6#;;!(%$$" 竹林碳储量随坡向分布
QDE5:6HDV4CDYP4DFE/X3ICY/F V4/CIENMD4? IVKN34XC/@#;;! 4/%$$"
!6结论与讨论
#7 年间洪雅县退耕还林后竹林面积和碳储量
均呈现逐年上升趋势& 具体表现为’ #;;!(%$$" 年
竹林碳储量呈现逐年上升的趋势# 退耕还林后高海
拔区域竹林碳储量逐年减少!中低海拔区域竹林碳
储量逐渐增加!且增加趋势明显# 退耕还林的实施
使得 <%9=坡度区域竹林碳储量大幅增加!增加了
#!1%% 万 4!随着退耕还林的深入!竹林碳储量呈现
逐渐向平缓坡发展趋势# 随坡向的分布差异不大!
总体表现为阴坡 <半阴坡 <半阳坡 <阳坡 <无坡
向# 退耕还林工程实施后!洪雅县竹林斑块连通性
增大!面积增幅较大!#;;!(%$$" 年竹林面积增加
了 $1"8 万 ?@%# 竹林分布呈现向低海拔区域发展
的趋势!在 9$$ c# $$$ @海拔区域分布最多!分别
占各年洪雅县竹林总面积的 8!1#%>!"!1#">和
"91:%># 随着退耕还林工程的实施与推进!竹林面
积在 <%9=坡度区域增加速度减慢或面积减小# 竹
林面积随坡向的分布表现为’ 无坡向分布最少!其
余 ! 个坡向分布比重相差不大!半阴坡%无坡向呈现
增加趋势!半阳坡和阳坡呈现先增后降趋势!阴坡则
逐年降低&
洪雅县竹林碳密度表现出 #;;!(%$$" 年先降后
升!总 体 略 微 下 降 的 特 点! 以 #;;! 年 最 高 为
771"8 4’)?@A%!%$$! 年下降到 771%9 4’)?@A%!%$$"
年又恢复到 7718" 4’)?@A%!整体上略高于毛竹
" @/(*#&’1./(& %A0*-&$ 林 碳 密 度 " %;1!8 c
7%1;; 4’)?@A%$"周国模等! %$$!# 王兵等! %$$;$!低
8
6第 #$ 期 唐骄萍等’ 洪雅县退耕竹林碳储量时空格局
于四川省"7:1$! 4’)?@A%$和全国"!#1#$ 4’)?@A%$
森林平均碳密度"黄从德等! %$$;# QIFE%’1*5! %$$"$&
究其原因主要是植被类型不同和人类干扰所致!退
耕还林工程大量造林更新使得洪雅县竹林年龄结构
发生了改变!幼龄林%中龄林和近成熟林比重加大!
成熟林%过熟林比重下降!这种林龄结构导致竹林碳
密度出现了一定程度的降低& 随着时间推移!竹林
整体成熟度不断增加!同时竹林经营管理水平提高!
竹林碳密度将不断增大!并且这种回升势头将在一
定时间内得到保持!然后稳定在一个较高的水平!碳
储量尚有较大增长空间&
本研究基于模型实用性考虑!利用地统计学建立
碳储量遥感回归模型!对洪雅县退耕竹林进行了碳储
量估算!模型变量少!简单实用!但模型的估测精度不
高仅为 :71$#>!低于非线性模型 "hD0IYNC4%’1*5!
#;;8# 张连义等! %$$:$以及非参数模型"王淑君等!
%$$"# 张元元! %$$;# 刘恩斌等! %$#$$# 对于所建立
的竹林碳储量遥感模型!在进行后续研究时应考虑更
多的非生物因子"王敏等! %$#$# 徐小军等! %$$:$!
如区域气候%竹龄和立地指数等& 同时!由于现有影
像数据的限制!不能有效区分竹种!因此本研究没有
分竹种进行建模!这对模型的精度也会造成一定的影
响!如何有效提取竹种信息!以修正和优化竹林碳储
量遥感模型有待进一步深入研究&
参 考 文 献
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和分配格局的影响5生态学杂志!%""#$$ ’ #8!" A#89%5
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邓旺华!范少辉!官凤英5%$$:5遥感技术在竹资源监测中的应用探
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和碳储量5四川农业大学学报!%:"7$ ’ %;8 A7$#5
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讯!7"7$ ’ %9 A%:5
胡亚林!曾德慧!姜6涛5%$$;5科尔沁沙地退耕杨树人工林生态系
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黄从德!张6健!邓玉林!等5%$$"5退耕还林地在植被恢复初期碳
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源动态变化研究5林业科学研究!%#"增刊$ ’ 8 A#75
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王6兵!魏文俊!邢兆凯!等5%$$:5中国竹林生态系统的碳储量5生
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王春梅!刘艳红!邵6彬!等5%$$"5量化退耕还林后土壤碳变化5北
京林业大学学报!%;"7$ ’ ##% A##;5
王6敏!李贵才!仲国庆!等5%$#$5区域尺度上森林生态系统碳储
量的估算方法分析5林业资源管理!"%$ ’ #$" A##%5
王淑君!管东生5%$$"5神经网络模型森林生物量遥感估测方法的
研究5生态环境!#8"#$ ’ #$: A###5
吴小山!黄从德5%$$"5退耕还林地桦木林生态系统碳素密度%贮量
与空间分布5生态学杂志!%8"7$ ’ 7%7 A7%85
徐小军!杜华强!周国模!等5%$$:5基于遥感植被生物量估算模型
自变量相关性分析综述5遥感技术与应用!%7"%$ ’ %7; A%!"5
杨春花!周小平!王小明5%$$:5卧龙自然保护区华西箭竹地上生物
量回归模型5林业科学!!!"7$ ’ ##7 A#%75
张连义!张静祥!赛音吉亚!等5%$$:5典型草原植被生物量遥感监
测模型(((以锡林郭勒盟为例5草业科学!%9"!$ ’ 7# A785
张元元5%$$;5大兴安岭地区森林生物量遥感模型的研究5黑龙江’
东北林业大学硕士学位论文5
张志明!孙长青!欧晓昆5%$$;5退耕还林政策对山地植被空间格局
变化的驱动分析5山地学报!%""9$ ’ 9#7 A9%75
周国模!姜培坤5%$$!5毛竹林的碳密度和碳贮量及其空间分布5林
业科学!!$"8$ ’ %$ A%!5
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K/4NF4DI0/X4?NV4IFUVPFUNC4?NhCIDF X/ChCNNF SC/ECI@DF OPFFIF
SC/[DF3N’?DFI5Q/CNV4)3/0/EWIFU fIFIEN@NF4! %9:"7$ ’ # A:5
QIFEJO! hP/nH! SDI/& -! %’1*!%$$"5+NCCNV4CDI0[NEN4I4D/F 3ICY/F
VDFZVDF ’?DFI! #;:#(%$$$5&3DNF3NDF ’?DFI’ )IC4? &3DNF3NV! 9$
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!责任编辑6于静娴"
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