中国森林生物量的估算: 对Fang 等Science 一文(Science, 2001, 291: 2320-2322) 的若干说明

中国森林生物量的估算: 对Fang 等Science 一文(Science, 2001, 291: 2320-2322) 的若干说明内容摘要：

植物生态学报 "##"，%J（"） "^, - "^& -"*+ ./0*1$"1,12#"+ !#%#"+ """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" " 中国森林生物量的估算：对 !"#$ 等 !"#$%"$ 一文 （ !"#$%"$ ，%&&’，%(’：%)%& * %)%%）的若干说明 方精云! 陈安平! 赵淑清! 慈龙骏" （! 北京大学城市与环境学系，北京大学地表过程分析模拟教育部重点实验室，北京 （" 中国林业科学研究院林业研究所，北京 摘 要 !##$%!） !###&!） !"#$%"$ 杂志于 "##! 年发表了方精云等人关于中国森林植被碳库及其变化的论文（ ’()* $& ’( + ，"##!，"&!： ","# - ",""）。该文利用大量的生物量实测数据，结合使用中国 .# 年来的森林资源清查资料及相关的统计资料，基 于生物量换算因子连续函数法，研究了中国森林植被碳库及其时空变化。这是一个大时空尺度的工作，涉及一些 大尺度生态学研究的原理、方法以及尺度转换问题。由于篇幅所限，论文并未详细说明这些问题。为了帮助理解 大尺度生态学研究的方法和思路，本文给出了论文中涉及生物量计算的理论基础，对数据和计算方法等也进行了 较为详细的说明。生物量换算因子的连续变化、区域森林生物量的计算方法以及由样地实测到区域推算的尺度转 换构成该项研究的 , 个主要的理论基础，其中换算因子的连续变化是关键。 关键词 区域森林生物量估算 换算因子的连续变化 森林资源清查资料 森林植被碳库及其变化 +,-./0-.12 3.4/0,, 506341 4! 57.10’, !46+,-,：,899:+/+1-06; 14-+, 41 6+946- 983:.,7+< .1 !&’()&(（%(’：%)%& = %)%%）3; !012 $* +, >（%&&’） ’/01 23)*456)! 7890 /)4:3)*! ;8/< =>64?3)*! ()@ 7A BC)*426)" （! )$* +’,-.’&-.* /-. 0’.&1 !2./’"$ 3.-"$44$4 -/ &1$ 5#%#4&.* -/ 062"’&#-% ’%6 7$8’.&9$%& -/ :.,’% ; 0%<#.-%9$%&’( !"#$%"$4，3$=#%> :%#<$.4#&*，?$#@#%> !##$%!，7>3)(） （" A$4$’."1 B%4&#&2&$ -/ C-.$4&.*，&1$ D1#%$4$ E"’6$9* -/ C-.$4&.*，?$#@#%> !###&!，7>3)(） !"#$%"$ D(*(E3)F >(G H6IJ3G>F@ ( H(HFK IL ’()* $& ’( +（"##!，"&!：","# M ",""）N>3O>，I(GF@ C) P>F Q(K3(IJF R9’（ R3CD(GG 9SH()G3C) ’(OPCK）DFP>C@，@3GO6GGFG TCKFGP I3CD(GG O(KIC) ()@ 3PG O>()*FG 3) 7>3)( 3) P>F H(GP .# LF(KG，IL 6G3)* @3KFOP T3FJ@ DF(G6KFDF)PG ()@ TCKFGP 3)QF)PCKL @(P(I(GF + U>3G 3G ( J(K*F GH(P3C4PFDHCK(J GO(JF GP6@L， 0?@AB"CA (GGCO3(PF@ N3P> HK3)O3HJFG ()@ DFP>C@G TCK ( J(K*F4GO(JF FOCJC*L GP6@L ()@ GO(J3)*46H + V6F PC ( J3D3PF@ GH(OF，P>F !"#F $%"$ H(HFK @CFG )CP @FGOK3IF P>FGF 3) @FP(3JG + A) CK@FK PC >FJH 6)@FKGP()@ DFP>C@CJC*3FG TCK G6O> ( J(K*F4GO(JF GP6@L，>FKF NF HKFGF)PF@ P>F I(G3G TCK O(JO6J(P3)* KF*3C)(J I3CD(GG 3) @FP(3JG，()@ @FGOK3IF@ P>F @(P( GC6KOFG ()@ DFP>C@CJC*3FG 6GF@ 3) P>F !"#$%"$ H(HFK + U>F Q(K3(IJF R9’ O>()*FG，O(JO6J(P3C) FW6(P3C)G CT KF*3C)(J TCKFGP I3CD(GG ()@ GO(J3)* 6H TKCD @34 KFOP I3CD(GG DF(G6KFDF)P PC KF*3C)(J I3CD(GG FGP3D(P3C) (KF P>KFF D(3) TC6)@(P3C)G TCK FGP3D(P3)* 7>3)(’G TCKFGP I3CD(GG O(KIC) 3) P>F !"#$%"$ H(HFK + /DC)* P>FGF，P>F T3KGP C)F 3G P>F DCGP OK3P3O(J PC O(JO6J(P3C) CT I3CD(GG O(KIC) + DEF GHBI@ 9GP3D(P3C) CT KF*3C)(J TCKFGP I3CD(GG，’CKFGP O(KIC) ()@ 3PG O>()*F，’CKFGP 3)QF)PCKL，X(K3(IJF R9’ O>()*FG 森林植被是陆地生物圈的主体，约有 $.Y 的陆 的植被生物量进行了大量的调查，为后来的全球变 地生物量集中在森林植被（ B3FP> Z [>3PP(\FK，!&%.）。 化研究提供了不可缺少的基本数据。我国植被生物 森林及其变化对陆地生物圈及其它地表过程有着重 量的测定开始于 %# 年代末 $# 年代初。冯宗炜等 （!&$#）、李文华等（!&$!）率先对我国的森林生物量 要影响。因此，推算森林生物量便成为生态学和全 球变化研究的重要内容之一。在 ]# - %# 年代进行 的国际生物学计划（ AR:）期间，各国对包括森林在内 进行了测定，之后，各地对我国主要森林类型的生物 量都有测定。不少人就某些森林类型的全国尺度的 收稿日期："##!4!!4"! 接受日期："##!4!"4"! 基金项目：国家重点基础研究发展计划项目（1"####^]$#!）和国家自然科学基金（,&^".##,， ^##"^!#!） 94D(3J：_LT()*‘ 6KI()+ H\6+ F@6+ O) 植 &55 物 生 态 学 报 &# 卷 生物量也分别进行了估算（马钦彦等，!""#；康惠宁 参数。该论文的发表，肯定了我国林业工作的成就， 等， !""#；罗天祥等， !""$； !"""；王绍强等，!"""；刘世 改变了某些发达国家对我国环保工作的印象，同时， 荣等，!""%；周玉荣等，&%%%；王玉辉等，&%%!；王效科 等， &%%!；’()* !" #$ + ，&%%!）。冯宗炜等（!"""）对以 也为中国相关的环境外交谈判提供了有益的科学数 往开展的我国不同森林类型的生物量测定结果进行 论文发表后，受到广泛关注。 %&’!(&! 杂志同时 了总结。这些研究大大推进了我国森林生物量及相 发表了哈佛大学教授 ’6789 的评论（’6789，&%%!）和 关的生态系统生态学和全球变化研究的开展，也为 美国 科 学 促 进 会（ :::; ） 1)(*( 的 报 道（ 1)(*(， 后来系统研究中国的森林植被碳库及其变化打下了 &%%!）。 %&’!(&! 杂志首席指导（ ;<)=6> ?@=A6>=(B ;CD<>E F=86> 76> %&’!(&! ）:)@><G ;C*@<) 博士认为，该论文是 基础。另一方面，"% 年代中期开始，,()* 等（ !""-； !""$； &%%! ）和 方 精 云 等（ !""#(；!""#.；刘 国 华 等， &%%%）利用野外实测资料，并结合全国森林资源清查 资料，开始探讨全国尺度的森林生物量及其变化的 估算。 作者利用大量的生物量实测数据，结合使用中 据。 一个里程碑式的研究，将长期被引用。审稿人认为 “论文”是长期以来所见到的最优秀的工作之一。英 国著名的“泰晤士报”教育周刊（HI< H=J<8 K=*I<> ?@E CL(A=6) ;CDDB<J<)A）利用一个整版的篇幅，报道了研 究的经过，并在头版头条发了标题新闻。 国 /% 年来较为系统的森林资源清查资料及相关的 " 统计资料，基于生物量换算因子连续函数法，研究了 中国森林植被碳库及其时空变化，部分结果发表在 %&’!(&! 论文所涉及的研究是一个逻辑性很强 的工作，有其严密的理论基础。其中，生物量换算因 %&’!(&! 杂志上（ ,()* !" #$ + ，&%%!，以下简称“ %&’!(&! 论文”或“论文”）。这是一个大时空尺度的工作，涉 子的连续变化、区域森林生物量的计算方法以及由 及一些大尺度生态学研究的原理、方法以及尺度转 - 个主要的理论基础。 " + ! 换算因子（ )*+ ）连续变化 换问题。由于篇幅所限，%&’!(&! 论文中，一些问题 并没有给予详细说明。为此，本文就 %&’!(&! 论文中 的一些计算原理、方法和数据来源等，作一详细说 明，希望能对大尺度森林碳库的研究有所帮助。 ! !"#$%"$ 论文的内容及意义 %&’!(&! 论文利用生物量实测资料、森林资源清 查资料以及相关统计资料，建立了推算区域（国家） 尺度森林生物量的“换算因子连续函数法”，构建了 世界上第一个长时间序列的国家尺度的生物量数据 库。在此基础上，阐明了中国 /% 年来森林植被 01& 源汇功能的动态变化。结果表明，2% 年代末以前， 中国 森 林 植 被 起 着 01& 源 的 作 用，净 释 放 了 % + #& 理论基础 样地实测到区域推算的尺度转换是构成该项研究的 一般来说，推算区域尺度的森林生物量方法有 - 类：平均生物量法、平均换算因子法和换算因子连 续函数法（方精云，&%%%；,()* M ’()*，&%%!）。本文 主要介绍与“ %&’!(&! 论文”有关的换算因子连续函 数法。 !）平均生物量方法 利用野外实测数据获得的平均生物量乘以该类 型森林的面积。该方法在国际生物学计划（ NO3）期 间被广泛应用（ P=<AI M ’I=AA(Q<>，!"2/；O>6G) M PCE *6，!"$&）。 3*0（ 3* 4 !% *）的 01& 。但在