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内容简介

　　《小流域防护林碳汇效应》以小流域防护林碳汇效应及空间配置为主题，在全面调查小流域境内不同立地条件、不同林分类型的前提下，分析了小流域主要林分类型的碳汇效应及固碳潜力；利用干扰指数来定量描述林分结构，分析林木生长因子与碳汇功能的关系；研究了小流域典型农田防护林网与林网内作物固碳耦合效应。以此为基础，提出小流域以碳汇功能大为目标，兼顾生态、经济及社会效益协调发展的小流域防护林空间配置模式。《小流域防护林碳汇效应》是课题组成员多年来取得的相关研究经验的积累，为内蒙古中东部的生态环境建设提供科学依据，为进一步制定造林固碳政策技术措施提供科学指导。
　　《小流域防护林碳汇效应》可供从事林学、生态学、水土保持学和植物学研究的科学工作者，以及高等院校相关专业师生参考。

目录

前言

第1章 绪论
1．1 全球气候变化
1．2 森林在气候变化中的作用
1．2．1 森林碳汇效应的国外研究
1．2．2 森林碳汇效应的国内研究
1．3 人工林的碳汇效应
1．4 防护林体系空间配置
1．4．1 区域尺度防护林空间配置的研究现状
1．4．2 流域尺度防护林空间配置的研究现状
1．4．3 防护林空间配置研究存在的问题及发展趋势

第2章 黄花甸子小流域概况
2．1 自然环境概况
2．2 土地利用状况
2．3 森林资源分布状况

第3章 小流域主要林分类型碳库特征及系统固碳效应研究
3，1流域主要林分类型碳库特征及系统固碳效应研究方法
3．2 小叶杨林分碳库特征及系统固碳效应
3．2．1 小叶杨林分植被层固碳效应
3．2．2 小叶杨林分凋落物层固碳效应
3．2．3 小叶杨林分土壤层固碳效应
3．2．4 小叶杨林分生态系统固碳效应
3．2．5 小叶杨林分生态系统固碳潜力
3．3 油松林分碳库特征及生态系统固碳效应
3．3．1 油松林分植被层固碳效应
3．3．2 油松林分凋落物层固碳效应
3．3．3 油松林分土壤层固碳效应
3．3．4 油松林分生态系统固碳效应
3．3．5 油松林分生态系统固碳潜力
3．4 白榆林分碳库特征及生态系统固碳效应
3．4．1 白榆林分植被层固碳效应
3．4．2 白榆林分凋落物层固碳效应
3．4．3 白榆林分土壤层固碳效应
3．4．4 白榆林分生态系统固碳效应
3．4．5 白榆林分生态系统固碳潜力
3．5 山杏林分碳库特征及生态系统固碳效应
3．5．1 山杏林分植被层固碳效应
3．5．2 山杏林分凋落物层固碳效应
3．5．3 山杏林分土壤层固碳效应
3．5．4 山杏林分生态系统固碳效应
3．5．5 山杏林分生态系统固碳潜力
3．6 沙棘林分碳库特征及生态系统固碳效应
3．6．1 沙棘林分植被固碳效应
3．6．2 沙棘林分凋落物层固碳效应
3．6．3 沙棘林分土壤层固碳效应
3．6．4 沙棘林分生态系统固碳效应
3．6．5 沙棘林分生态系统固碳潜力
3．7 柠条林分碳库特征及生态系统固碳效应
3．7．1 柠条林分植被层固碳效应
3．7．2 柠条林分凋落物层固碳效应
3．7．3 柠条林分土壤层固碳效应
3．7．4 柠条林分生态系统固碳效应
3．7．5 柠条林分生态系统固碳潜力
3．8 不同林分类型各碳库固碳效应及固碳潜力
3．8．1 不同林分类型各碳库固碳效应
3．8．2 不同林分类型各碳库固碳潜力
3．8．3 小流域主要林分类型不同碳库对生态系统碳增汇的贡献

第4章 小流域主要林分类型林木生长因子与林木碳汇功能关系
第5章 小流域农田防护林网与防护农田固碳耦合效应研究
第6章 以碳汇功能为目标的小流域防护林体系空间配置研究
参考文献

精彩书摘

　　《小流域防护林碳汇效应》：
　　1.4.1区域尺度防护林空间配置的研究现状
　　区域尺度防护林空间配置，主要解决森林覆盖率达到多大才能满足区域发展的需求。确定某一区域的最佳森林覆盖率，不仅要考虑森林资源的区域性配置、被规划区域社会经济可持续发展对森林的客观要求、森林提供的生态环境服务和商品、林业生产现状和发展趋势等诸多因素，而且要从技术层面上，考虑森林覆盖率确定方法的科学性和实用性。一个地区的森林覆盖率究竟为多少才算最佳，因确定方法和确定参数不同，众说纷纭，但多被人们所接受的是森林分布均匀、结构合理，并能发挥着其巨大的生态、经济、社会效益，此时的覆盖率是合理的森林覆盖率。还有一些学者对最佳森林覆盖率的确定方法和指标也进行相关研究。
　　区域尺度的研究为防护林的空间配置在宏观上进行指导，但远不能满足实际林业生产实践的需要，而更需要将研究结果落实到具体单元上，因此，一些学者开展了基于流域尺度的防护林体系空间配置研究。
　　1.4.2流域尺度防护林空间配置的研究现状
　　流域防护林体系空间配置，一般包括水平配置、立体配置及对位配置。防护林体系水平配置是指各林种在流域内的平面布局和合理规划，是形成合理水平的关键。防护林体系立体配置是指各林种范围内树种或植物种的选择及林分层次结构的配置。防护林体系对位配置就是要实现防护林体系与水土资源、地形地貌等环境资源的协调统一。由于尺度不同，其配置所要达到的程度也不尽相同。在小尺度上，要比大、中尺度细致得多，也具体得多，往往要从水平、立体配置上升到树种层面的配置，即对位配置。
　　流域尺度的防护林空间配置，主要是从研究不同树种、不同植被群落的水文、水质、泥沙效应入手，分析诊断不同流域生态系统的特点，根据不同防护林的防护机制，以流域为单元，提出不同功能的防护林空间配置模式。
　　防护林体系空间配置的整体思路是：在区域尺度上，防护林配置应考虑不同区域发展所需的最佳森林覆盖率，使水源涵养能力最强、地表径流量最小；在流域尺度上，防护林配置要以生态环境建设为基础，确定防护目标，综合考虑防护林体系的经济效益和社会效益协调发展，重点考虑各防护林林种的比例；而在地块单元上，防护林空间配置则要考虑局部的微地形因子，包括海拔、坡度、土地利用方式、土层厚度、侵蚀程度、坡位、坡向、坡型、土壤质地等。无论是哪一个尺度，其最终的目的是要使防护林体系发挥最大的防护功能。
　　1.4.3防护林空间配置研究存在的问题及发展趋势
　　通过以上关于防护林体系空间配置的研究来看，目前防护林体系空间配置主要存在几个重要问题。
　　首先，防护林体系空间配置研究尺度的界定不太明确。尺度不同，研究结果不尽相同，有时甚至相悖。究竟大、中、小尺度分界点是多大，才能使量变到质变，才能使空间现象的客观特征发生变化，很多学者对于这个概念的界定还未达成共识。基于尺度概念的问题，防护林体系的研究多集中在大尺度或中尺度上，多从宏观层面分析防护林的空间格局。而对于小尺度的流域防护林研究相对较少，这也可能与对尺度概念的界定不明确有一定关系。
　　其次，防护林体系空间配置的成果缺乏可操作性。目前大多数研究成果多停留在防护林林种结构、树种组成及比例控制方面，这对于实际空间配置的调整缺乏可操作性。因此，需要将研究成果落实到具体区域和具体位置是防护林空间配置发展的方向。
　　以往的防护林空间配置多是基于泥沙、侵蚀等水文效应的研究，将植被固碳指标纳为防护林空间优化配置指标的研究鲜见报道。结合“生态林业”发展的需求，以及当前国际环境关于碳减排任务的重大压力，建立一套结合防护林固碳减排指标的科学合理的指标体系，是未来研建防护林体系空间配置时的发展趋势。
　　……

前言/序言

　　全球变暖已经成为一项全球性的环境问题，主要是人类使用化石燃料排放的大量C02等温室气体的增温效应造成的，严重地威胁着人类的生存健康，并已成为各国政府和科学家关注的重大环境问题。因此，有效减缓全球变暖是当前重要的生态任务之一。森林作为陆地大的碳库，森林碳汇已被认为是减缓全球变暖的一种较好选择。如何使森林发挥其佳功能作用，尤其是最大程度发挥其固碳功能作用，这就需要对林种、树种结构进行合理的配置，提高森林内部质量，使之发挥佳的效益，这也是当前林业建设中急需解决的问题。
　　森林按照林分起源划分为天然林和人工林两类。中国是世界上人工林最多的国家，被称为“世界最伟大的森林恢复者”，而在人工林中90%又是纯林。人工林多为单一树种组成的同龄纯林，结构和功能较单一，导致人工林是较为脆弱和不稳定的生态系统，具有抗灾害能力较弱及生态防护效果不够显著等特点。因此，人工林的改造成为林业发展的必然趋势和客观要求。防护林是以发挥森林的各种防护效益为目的而营造的人工林，是改善生态环境的有力措施。防护林作为森林资源的重要组成部分，在生态环境保护和重建中发挥着巨大的作用。目前大规模营造的防护林多数因树种选择不合理、造林密度过高、空间配置不合理等特点，使防护林不能充分发挥其生态功能及碳汇功能。
　　本书针对内蒙古中东部赤峰市所营建的防护林因立地条件差、树种选择不合理、林分密度过高、配置不合理等特点，出现了大面积非健康的低功能人工林，难以发挥其应有的生态效益的现状，选择了人工林面积位居全区首位、“全球环境500佳”、我国对外合作碳汇林业试验示范县的敖汉旗作为研究区，并选择典型小流域——黄花甸子小流域为单元，在全面调查小流域境内不同立地条件、不同林分类型的前提下，提出小流域以碳汇功能大为目标，兼顾生态、经济及社会效益协调发展的小流域防护林空间配置模式。
　　本书以小流域防护林为单位研究了其碳汇效应及空间配置。全书共分为6章。第1章从整体上介绍了全球气候变化、森林在气候变化中的作用、人工林的碳汇效应及防护林体系空间配置；第2章从自然环境概况、土地利用状况及森林资源分布状况等方面介绍了黄花甸子小流域概况；第3章分别以小叶杨林、油松林、白榆林、山杏林、沙棘林以及柠条林为例研究了小流域主要林分类型碳库特征及系统固碳效应；第4章从小流域防护林邻体干扰模型的建立和林木干扰指数与林木生长的关系两方面研究了小流域主要林分类型林木生长因子与林木碳汇功能关系；第5章分别从农田防护林网对林网内生物量碳储量、作物产量的影响及农田防护林网复合模式的固碳、增产效益分析两个方面做了小流域农田防护林网与防护农田固碳耦合效应研究；第6章分别从以碳汇功能为目标的土地利用格局优化、小流域防护林主要林分类型结构优化、小流域防护林空间配置前后碳汇效益分析和小流域防护林主要林分类型对位配置研究四个方面做了以碳汇功能为目标的小流域防护林体系空间配置研究。本书在写作过程中，著者进行了大量的资料整理和分析工作，为本书的顺利完成提供了极大的帮助。各章节分工如下：前言，郭月峰；第1章，姚云峰、秦富仓、郭月峰；第2章，王娟、高玉寒、张美丽、郭月峰；第3～6章，郭月峰。本书由郭月峰统稿，由内蒙古农业大学姚云峰教授担任主审。
　　小流域防护林碳汇效应研究目前还不是很成熟，相关内容及相关领域的很多问题尚在探索之中。若深入研究，则将对实际应用及发展起到推动作用。著者殷切希望本书的出版可以引起相关人士对该领域的关注和支持，并希望对从事荒漠化防治乃至环境保护方面研究的学者及工作人员有所裨益。
　　本书撰写过程中参考和引用了大量国内外有关书籍和文献，特此感谢。本书的出版承蒙科学出版社的大力支持，编辑人员为此付出了辛勤的劳动，在此表示诚挚的感谢。
　　由于著者水平有限，书中难免有不足之处，敬请读者批评指正。
　　郭月峰
　　2015年6月

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