以祁连山林区乔木林为研究对象,基于甘肃省林地更新数据和中国土地覆盖及地形数据,运用InVEST模型估算和分析祁连山林区乔木林的碳储量时空变化特征.结果表明,1)研究区乔木林碳储量的分布呈现北部片状—中部点状片状—南部线状的分布特征.2)2016-2019年研究区乔木林碳储量增长了258.91万t,年均碳汇量86.30万t.3)2016、2019年云杉的碳储量占比最大,平均占比88.82％,且以最具未来碳汇潜力的中龄林和近熟林增长为主,主要分布在海拔2500～3500 m、坡度10°～40°的阴坡和半阴坡及半阳坡.4)2016-2019年,牧草地、耕地、未利用地、建设用地向林地转移1219.22 hm2,呈现牧草、耕地、未利用地、建设用地向林地回转的趋势.研究结果一定程度上反映了研究区森林碳汇功能向良性转变,表明了退耕还林、人工造林等生态治理工程的有效性.

基于甘肃省森林资源管理"一张图"年度更新数据,运用生物量扩展因子法、单位面积生物量法计算林地碳储量,并结合土地利用类型转移矩阵综合分析了 2016-2019年甘肃省祁连山林区林地碳储量的时空变化特征.结果表明,牧草地、未利用地、建设用地向林地转移碳储量2.26万t,生态建设加强后呈牧草地、未利用地、建设用地向林地转回的趋势.乔木林地、疏林地、灌木林地的碳储量在2016-2019年共增加了19.20%,其中乔木林地碳储量增长占林地碳储量总增加值的98.26%,且以未来碳汇增长潜力较大的中龄林和幼龄林碳储量增长速度最快,分别为26.70%和26.34%.

油松(Pinus tabulaeformis)林是我国暖温带落叶阔叶林区域松栎混交林亚区的地带性植被,是我国特有树种,它在西北、华北分布很广,北自辽宁、河北、内蒙古(阴山)到山西、山东,海拔700米～1400米;向西经陕西、宁夏(贺兰山)到甘肃、青海,海拔2000米～3200米;以及西南地区的四川北部,海拔1500米～2400米的山地.

为全面评价甘肃省碳储量及碳汇潜力,准确制定增汇减排的森林保护管理措施,估算并分析甘肃省白龙江林区近3年森林碳储量动态及碳汇特征.利用2016和2019年甘肃省森林资源管理"一张图"年度更新数据,采用生物量扩展因子法和单位面积生物量法,估算白龙江林区不同植被的碳储量和碳密度.2016和2019年,白龙江林区各植被总碳储量分别为3146.084×104和3430.523×104 t;乔木林碳储量分别占总碳储量的94.47％和94.72％.乔木林为碳汇,灌木林为碳源.2016和2019年,天然乔木林碳储量分别为2860.031×104和3121.858×104 t,占乔木林总碳储量的96.23％和96.07％.2016—2019年,人工乔木林碳储量增加,占比上升,碳储量年均增长率(4.35％)比天然乔木林(2.92％)高出1.43％,固碳速率高于天然乔木林.不同优势树种间碳储量差异大,对碳储量贡献较大的树种有冷杉(Abies fabri)、云杉(Picea asperata)、针阔混、阔叶混、针叶混、油松(Pinus tabuliformis)和红桦(Betula albosinensis),合计碳储量占乔木林总碳储量的近93％.各林龄乔木林碳储量表现为成熟林>过熟林>中龄林>近熟林>幼龄林;中龄林年均碳汇量为81.751 t/a,固碳能力最强;幼龄林碳储量年均增长率为7.47％,固碳速率最快.乔木林是碳储量的主要贡献者;天然乔木林固碳能力强,是碳汇的主要来源;人工乔木林固碳速率快,加大对人工林的科学管理可有效提高森林碳储量;随幼龄林、中龄林生长,碳汇潜力巨大;探究增汇能力强、速率快的人工林树种意义重大.

为了分析甘肃省党河流域2012—2018年土地利用类型变化及建设规划趋势,通过判读遥感影像得到了党河流域6年内土地利用类型分布.从土地利用类型时间、空间以及景观格局动态变化3个角度分析了以上趋势.结果表明:(1)从时间变化角度,6年间林地总占比减少量最大,为0.47％(82.13 km2),建设用地总占比增加量最大,为0.20％(35.10 km2).林地下属分类中的宜林地减少量最大,为12.55％(86.36 km2).宜林地的大幅减少是林地面积减少的主要贡献源.(2)从空间变化角度,未利用土地6年间的转入量最大,为107.76 km2,转入面积中林地为主要贡献源,转入总面积88.72 km2,林地转出量最大的时间段为2012—2014年的72.68 km2,后续2016—2018年未利用土地转出为林地50.45 km2.建设用地面积持续增加,贡献量最大的为未利用土地,转入量13.15 km2.2012—2018年土地利用类型呈现林地退化转变为未利用土地,生态建设加强后未利用土地回转为林地和向建设用地转变的大趋势.(3)从景观格局动态变化角度,6年间各地类的景观破碎度总体上呈现上升趋势,建设用地景观破碎度最大,建设用地景观形状指数较大且呈现快速上升趋势,说明人类活动较多的建设用地区域破碎度高且形状更复杂.上述研究结果对摸清并保护恢复党河流域生态环境、合理开发利用土地资源和实施土地保护利用政策具有十分重要的意义.

利用2000年和2017年两期土地利用矢量数据,对党河流域土地利用变化进行统计分析.结果表明,党河流域土地总面积4609216 hm2,未利用地占比59.89％,建设用地、耕地占比不足1％;17年间,各地类之间均有互相转移,未利用地、牧草地分别减少630063、143310 hm2,林地、湿地、耕地、建设用地分别增加614915、150284、6338、1836 hm2;耕地稳定性最高,其次是未利用地,建设用地和牧草地稳定性差,保存率分别为76.85％、69.34％、33.33％和34.77％.

一、研究区概况 子午岭林区处于黄土高原腹地、黄河流域水土流失最严重的地区,位于甘肃省东部子午岭乔山山脉的支脉,是泾河东源马莲河与洛河的分水岭,呈西北—东南走向,为黄土高原丘陵沟壑地貌,属典型的黄土覆盖山地.海拔1212～ 1756米,气候属暖温带半湿润气候类型,平均气温7.4～8.5℃,平均降水量在500～620毫米,土壤类型主要有褐土、黑垆土、黄绵土、草甸土四种,其中褐土在子午岭林区分布最广.植被为暖温带落叶阔叶林区域,天然次生林区,森林基本林木结构包括温性针叶林、常绿针叶落叶阔叶混交林、落叶阔叶林.林区植被垂直分布不明显,水平分布受地形影响呈现复杂性,较湿润的阴坡、半阴坡分布有山杨、桦木、辽东栎、油松、虎榛子等中生群丛,干旱的阳坡、半阳坡则分布有侧柏、杜梨、榆、山杏、文冠果、狼牙刺、黄背草等旱生中生群丛,干旱瘠薄的梁、峁分布着沙棘、黄蔷薇、胡枝子、艾蒿、绣线菊、马牙草等耐旱群丛.

一、研究区概况 研究区地处我国西北内陆肃北县和敦煌市境内,位于东经92.77°～97.57°,北纬38.35°～41.22°之间,总面积5121516公顷.域内地形起伏变化大,山区、平原及丘陵交互出现.研究区基本包含党河和野马河全流域、疏勒河流域下游部分区域.党河是疏勒河的一级支流,野马河是党河的一级支流.