粤港澳大湾区亚热带森林碳汇临界转折点识别及适应性管理研究

《Carbon Balance and Management》：Turning points of subtropical forest carbon sinks in southern China: spatiotemporal dynamics and management insights

　　

摘要

在持续的气候变化下，森林碳封存面临临界转变的风险；然而，识别转折点仍具有挑战性，因为现有的早期预警信号方法大多局限于对历史数据的回顾性分析。本研究探讨了在中国粤港澳大湾区，亚热带森林的碳汇功能是否以及在何时可能接近转折点——即地上生物量（AGB）积累速率由正增长转为负增长的统计阈值。利用基于过程的LANDIS-II景观模型，我们在四种共享社会经济路径（SSP）气候情景和当前气候基线下，模拟了2020年至2100年的森林动态。结果显示：(i) 不同森林类型表现出差异化的响应：常绿阔叶林在整个世纪内维持正向AGB增长，而常绿针叶林预计在所有情景下均会在2070年后经历碳汇转折点，其中SSP3-7.0情景下最早出现；(ii) 基于分段斜率检测方法，转折点在空间上分布有限（＜总森林面积的0.5%），且集中在肇庆生态脆弱区，该区域特征是森林破碎化与人为扰动叠加；(iii) 值得注意的是，中等排放的SSP2-4.5情景虽带来最高的区域AGB积累量，但峰值后生物量下降速度最快。研究结果表明，碳汇转折点标志着稳定碳收支平衡的崩溃，可作为生态系统功能状态广泛转变的早期预警代理指标。基于多情景、空间明确的流程建模，这些成果为管理受城市影响的亚热带森林中耦合的碳-气候-人系统提供了具有政策参考价值的洞察。我们建议优先对针叶林实施适应性森林管理，特别是在已识别的转折点区域内，以增强生态系统韧性，并在临界增长逆转阈值到来之前维持区域碳封存能力。