基于适应性循环模型的闽江流域森林碳储量生态风险评估与格局优化研究

本研究针对森林生态系统碳储量不稳定引发的全球碳循环失衡问题，基于适应性循环模型构建"潜力-连通性-韧性"三维框架，结合CASA模型和景观格局指数，评估了闽江流域2000-2020年森林碳储量生态风险时空演变特征。研究发现流域碳储量呈先增后减趋势（20年减少18.25×106 t），高风险区向西南扩展，风险转移主要发生在相邻等级间，为区域碳汇功能提升和低碳发展提供了科学依据。

　　

在全球气候变化背景下，森林作为陆地生态系统最大的碳库，其微小的碳储量变化都可能引发全球碳循环失衡。闽江流域作为福建省生态屏障，森林覆盖率达全省平均水平以上，但近年来因极端气候、土地利用变化等因素导致碳储量波动加剧。传统生态风险评估方法多局限于静态景观格局分析，难以捕捉生态系统内部动态响应过程。为此，福建农林大学研究团队在《Ecological Indicators》发表研究，创新性地将适应性循环理论引入森林碳储量风险评估领域。

研究采用改进的CASA模型计算植被净初级生产力(NPP)，通过光能利用率与有机碳转化公式估算碳储量；构建包含19项指标的评估体系，采用CRITIC-AHP组合赋权法，从潜力风险（土地覆被、坡度等）、连通性风险（香农多样性指数等）、韧性风险（EVI趋势等）三维度量化风险；运用耦合协调度模型和双变量空间自相关揭示碳储量与风险的相互作用机制。

研究结果显示：时间维度上，流域森林碳储量呈"升-降"趋势，20年间减少18.25×10⁶
t，平均碳密度由33 t/hm²
降至27 t/hm²
，阔叶林减少和针叶林增加是主因。空间格局显示高风险区从中心向西南扩展，2010-2020年风险重心西移加速，标准椭圆旋转角达39.016°，反映人类活动干扰加剧。风险机制分析发现，增强植被指数(EVI)对风险贡献最大（权重0.101），其与碳储量呈显著负相关（2020年Spearman系数-0.331）。空间关联模式呈现"东高西低"的分异特征，H-L集聚区（高碳储量-低风险）主要分布在东部原生林区，L-H集聚区（低碳储量-高风险）在西南部经济林区持续扩张。

讨论部分指出，相比传统景观风险指数法，适应性循环模型通过整合"静态格局-空间交互-动态趋势"三维属性，更精准识别系统脆弱性。研究揭示了植被生长状况与碳循环的负反馈机制：当EVI降低→碳储量减少→碳汇能力减弱→CO₂
排放增加→极端气候加剧，形成恶性循环。针对不同风险区提出差异化调控策略：H-H区需构建混交林提升抗干扰能力，L-H区应推行网状择伐措施，H-L区重点建设生态保护红线。

该研究的创新价值在于：首次将适应性循环理论应用于流域尺度碳风险评估，开发了融合生态过程与格局的评估框架；证实碳储量与风险存在空间溢出效应，为跨区域协同管控提供依据。局限性在于未考虑碳循环非线性关系，未来需发展机器学习等方法来深化机制解析。研究成果对实现"双碳"目标下的森林精准管理具有重要实践意义。