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森林生态系统是陆地上的最大碳库,它对全球碳循环的贡献是巨大的。河北省北部的森林植被恢复效果是京津风沙源工程区生态环境研究的重点,其中地上的生物量和未来固碳潜力都是体现森林植被恢复效果的重要指标。为了了解河北省北部森林植被的固碳能力,本文以河北省北部的阔叶林、针叶林、混交林、经济林和灌丛为研究对象,基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)推荐采用的加拿大林业碳收支模型(CBM-CFS3),利用第7次全国森林资源连续清查数据和野外森林植被调查样地数据,拟合出研究区的蓄积-生物量转换参数和林木器官生物量比例参数,建立研究区内不同森林植被类型的蓄积生长方程、蓄积-干材生物量转换方程、生物量组分比例方程,采用这些方程评估了2010年河北省北部森林生态系统植被碳储量、碳密度、固碳速率和固碳潜力。结果如下: 1.CBM-CFS3模型参数调整 根据河北省第7次全国森林资源连续清查数据和野外森林植被调查样地数据拟合出的林分蓄积生长方程;用Richards方程在不同的分类方法中,共有36个增长森林蓄积量的方程进行了拟合。拟合的不同森林植被的蓄积生长方程的决定系数均大于0.7,蓄积-干材生物量转换方程的决定系数均大于0.8,生物量组分比例方程参数的拟合效果比较好,其中树枝的综合拟合效果最差,树皮的比例参数拟合效果最好,树叶的比例参数拟合效果居中。根据我们的干扰特性,在模型中的碳库的新定义:(1)将商品碳材料库定义的所有森林生物量的变化;(2)其他木炭库被定义为所有树木的分支部分。因此CBM-CFS3模型系统估算的河北省北部森林蓄积效果理想,可用于评估该区域森林植被碳汇功能和潜力。 2.森林植被碳储量、碳密度、固碳速率与固碳潜力 CBM-CFS3模型模拟得到2010年河北省北部森林植被碳储量为59.66 Tg(C),平均森林植被碳密度为25.05 Mg(C)·hm-2,森林植被固碳速率为0.07~1.87 Mg(C)·hm-2·a-1;其中阔叶林、针叶林、混交林、经济林碳储量和碳密度分别为30.97 Tg(C)、12.36 Tg(C)、15.73 Tg(C)、0.60 Tg(C)和26.09 Mg(C)·hm-2、26.14 Mg(C)·hm-2、24.50 Mg(C)·hm-2、7.53 Mg(C)·hm-2。河北省北部森林植被碳密度与固碳速率均从西北到东南呈升高趋势。造林后森林面积增加6400 km2,森林植被碳储量增加19.54 Tg(C)(不包括灌丛);林龄结构以中幼龄林为主,未来森林固碳潜力巨大。说明造林措施在增加森林的植被碳储量和提高森林固碳速率中起到了十分重要作用。