中国天然林与人工林碳储量的驱动因子、生长动态及空间格局

《Journal of Plant Ecology》：Stand age drives carbon stock in both planted and natural forests across China

　　

摘要

森林碳储量（FCS）是陆地碳循环的重要组成部分，准确量化其空间格局及驱动因子是碳计量核算的关键前提，尤其是在区分天然林（NF）和人工林（PF）时。利用中国7,980个样地数据，我们整合了地理探测器分析、生长曲线模型、结构方程模型和随机森林算法，探讨了中国森林地上生物量碳（AGBC）、地下生物量碳（BGBC）和总植被碳储量（TC）的决定因子、生长动态和空间格局。结果表明，林分龄期是天然林和人工林FCS的关键因子，与气候、土壤和地形因子相比，其直接效应最强。生长模型进一步表明，天然林呈非线性饱和轨迹，低密度下最佳描述模型为Logistic模型，高密度下的渐近TC（103.86 t ha^?1）高于低密度下（98.95 t ha^?1）。相比之下，人工林的FCS呈线性增长，在高林分密度下积累速率最高（1.43 t ha^?1 yr^?1）。随机森林模型的空间预测显示，AGBC、BGBC和TC的分布格局相似，在中国东北、西南和东南部呈高值，在华中地区呈低值。全国预测的FCS范围为：AGBC为12.80至137.67 t ha^?1，BGBC为2.72至31.62 t ha^?1，TC为16.70至198.05 t ha^?1。这些发现凸显了森林起源在FCS估算中的关键作用，并为提高中国的碳储量评估提供了可靠参考。

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总植被碳储量, 地上生物量碳, 地下生物量碳, 森林起源, 林分龄期