自工業(yè)革命以來(lái)，大氣中溫室氣體含量的增加是不爭(zhēng)的事實(shí)，到2005年，大氣中CO2的濃度已經(jīng)由工業(yè)革命前的280mg/kg升到379mg/kg，2005年大氣二氧化碳的濃度值已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了根據(jù)冰芯記錄得到的65萬(wàn)年以來(lái)濃度的自然變化范圍（180~330mg/kg），最近100年（1906—2005年）來(lái)，全球地表溫度已上升了0.74℃。溫室效應(yīng)導(dǎo)致的氣候變化將對(duì)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、水資源、海岸帶資源環(huán)境、森林生態(tài)系統(tǒng)、人體健康和各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響，威脅著人類生存[1]。

1森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量研究的背景與意義

隨著氣候變化的研究越來(lái)越受到國(guó)際上廣大學(xué)者的重視，森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的研究成為近年來(lái)國(guó)際上研究的熱點(diǎn)，森林不僅具有調(diào)節(jié)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的功能，而且在全球碳平衡中起著巨大的作用，森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，儲(chǔ)存了10000億t有機(jī)碳，占整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)的2/3以上[2]。森林通過(guò)光合作用將大氣中的二氧化碳以有機(jī)物的形式固定到植物體和土壤中，在一定時(shí)期內(nèi)起到減少溫室氣體積累的作用，因此在溫室氣體減排中扮演著重要的角色。森林碳匯也在國(guó)際氣候變化談判中得到廣泛重視，巴厘島國(guó)際氣候變化大會(huì)開始把森林問(wèn)題作為一個(gè)主題納入氣候談判，《京都議定書》規(guī)定的4種溫室氣體的減排方式中，2種與森林有直接的關(guān)系，以“凈排放量”計(jì)算溫室氣體的排放量，即從本國(guó)實(shí)際排放量中扣除森林所固定的部分和通過(guò)采用綠色開發(fā)機(jī)制（CDM）來(lái)減排，清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）的造林、再造林項(xiàng)目和森林管理等活動(dòng)允許發(fā)達(dá)國(guó)家可以通過(guò)在發(fā)展中國(guó)家實(shí)施林業(yè)碳匯項(xiàng)目來(lái)抵消其溫室氣體的排放量。所有這些工作必須建立在量化森林碳儲(chǔ)量的工作基礎(chǔ)之上，通過(guò)量化森林碳儲(chǔ)量來(lái)評(píng)價(jià)不同類型的森林在陸地生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力，為碳循環(huán)的研究和森林的可持續(xù)發(fā)展和土地利用提供相關(guān)數(shù)據(jù)依據(jù)，關(guān)注量化森林碳儲(chǔ)量從理論和實(shí)踐上都具有重要的意義。

氣候變化問(wèn)題日益受到關(guān)注，引起了碳循環(huán)研究的興起，近些年，大量學(xué)者投入到碳儲(chǔ)量的研究隊(duì)伍，研究范圍既有區(qū)域性小斑塊和生態(tài)系統(tǒng)，也涉及森林群落。大量的研究證明，在大尺度上，森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的分布與其生物量的格局基本一致[3-4]。

2國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

國(guó)外對(duì)森林生物量和生產(chǎn)力的研究歷史較長(zhǎng)，20世紀(jì)50年代以后，森林生物量和生產(chǎn)力的研究開始受到關(guān)注，在日本、前蘇聯(lián)、英國(guó)，科學(xué)家們對(duì)本國(guó)主要森林生態(tài)系統(tǒng)的生物量和生產(chǎn)力進(jìn)行了實(shí)際調(diào)查和資料收集[5]，到了70年代，全球碳循環(huán)的研究受到人類的普遍關(guān)注，隨著國(guó)際生物學(xué)計(jì)劃（IBP）在許多發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)施，各國(guó)對(duì)植被生物量進(jìn)行了大量的調(diào)查，這些資料為日后的碳循環(huán)研究提供了寶貴的數(shù)據(jù)依據(jù)。

歐洲、美洲、中亞、中國(guó)和澳大利亞等地對(duì)本國(guó)森林植被碳儲(chǔ)量的研究均有較大進(jìn)展，并取得一定成果。美國(guó)、俄羅斯和加拿大森林碳儲(chǔ)量在全球碳儲(chǔ)量中占有重要地位[6]。

Birdseyetal[7]研究了美國(guó)500年歷史的森林碳儲(chǔ)量變化，認(rèn)為早期（1600—1900年）歐洲殖民者和當(dāng)?shù)赝林擞捎趯?duì)木材和農(nóng)業(yè)用地的需求導(dǎo)致濫砍濫伐造成了美國(guó)森林碳儲(chǔ)量的下降，20世紀(jì)以后通過(guò)加強(qiáng)森林撫育管理，恢復(fù)了森林面積，增加了森林碳儲(chǔ)量，目前美國(guó)森林起到碳匯的作用。Goodaleetal[8]研究了北半球的森林碳匯，Healthetal[9]對(duì)美國(guó)溫帶森林碳儲(chǔ)量進(jìn)行了研究，根據(jù)過(guò)去和目前對(duì)美國(guó)溫帶用材林采伐的情況預(yù)測(cè)未來(lái)美國(guó)溫帶林的碳儲(chǔ)量變化，認(rèn)為如果對(duì)其采伐不加以限制，到2070年美國(guó)溫帶森林有可能成為碳源，Kurzetal[10]研究了加拿大森林碳儲(chǔ)量，Roxburghetal[11]研究了澳大利亞新南威爾士州森林碳儲(chǔ)量，得出地上植被、粗木質(zhì)殘?bào)w和枯落物的碳儲(chǔ)量貢獻(xiàn)率分別為82%、16%和2%，Alexeyevetal[12]研究了俄羅斯森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量，Dieteretal[13]研究了德國(guó)森林碳儲(chǔ)量，Laletal[14]研究了中亞森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量。

近些年，我國(guó)碳儲(chǔ)量的研究進(jìn)入了蓬勃發(fā)展階段，劉國(guó)華等[6]利用我國(guó)森林資源清查數(shù)據(jù)研究了中國(guó)森林碳儲(chǔ)量及其動(dòng)態(tài)變化，1977—1993年的17年中共積累了碳4.5億t，平均每年以積累碳2650萬(wàn)t的速率遞增。方精云等[15]的研究結(jié)果表明，20世紀(jì)70年代中期以前，中國(guó)森林碳庫(kù)和碳密度呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，年均減少約2400萬(wàn)t，近30年，由于人工林的發(fā)展呈增加趨勢(shì)，中國(guó)森林起到碳匯的作用，森林碳庫(kù)由70年代末期的碳43.8億t增加到1998年的47.5億t，年平均增加2200萬(wàn)t。王效科等[4]根據(jù)全國(guó)第3次森林資源的普查資料，計(jì)算了中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)的植被碳儲(chǔ)量為32.6億~37.3億t，占全球的0.6%~0.7%，森林生態(tài)系統(tǒng)植被碳密度在各森林類型間差異比較大，從東南向北和向西呈增加的趨勢(shì)，與我國(guó)人口密度的分配特征剛好相反，反映了我國(guó)實(shí)際森林植物碳密度大小首先取決于人類活動(dòng)干擾的程度。趙敏等[16]根據(jù)各省市的針葉林和闊葉林蓄積量的資料，估計(jì)出中國(guó)森林植被碳貯量約為37.88億t。周玉榮等[17]根據(jù)1989—1993年我國(guó)森林資源清查資料估算了我國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)的碳密度是258.83t/hm2，植被碳密度為57.07t/hm2，土壤碳密度是植被碳密度的3.4倍。此外，周成虎等[18]、Pengetal[19]分別從全國(guó)尺度估算了我國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量，這些數(shù)據(jù)為評(píng)價(jià)我國(guó)森林在全球氣候變化中的作用具有重要意義。

從區(qū)域和斑塊尺度，大量學(xué)者對(duì)不同類型的森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量進(jìn)行了調(diào)查研究，楊昆等[20]研究了潭江流域的森林碳儲(chǔ)量及其動(dòng)態(tài)變化，方運(yùn)霆等[21]對(duì)鼎湖山馬尾松生態(tài)系統(tǒng)碳素的分配和碳量進(jìn)行了研究，王鵬程等[22]研究了三峽庫(kù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)碳密度及碳儲(chǔ)量，方晰等[23]對(duì)杉木林碳儲(chǔ)量和含碳率進(jìn)行了研究，Kangetal[24]研究了廣西大青山南亞熱帶馬尾松和杉木混交林生態(tài)系統(tǒng)的碳素積累和分配特征，胡建忠[25]對(duì)黃河上游退耕地人工林的碳儲(chǔ)量進(jìn)行了研究。

3結(jié)語(yǔ)

近10年，由于衛(wèi)星遙感技術(shù)在地理科學(xué)和宏觀生態(tài)學(xué)中的運(yùn)用，一些學(xué)者利用TM、ETM+遙感影像和衛(wèi)星Radar圖像研究了全球不同地區(qū)的森林生物量。隨著森林普查資料、樣地調(diào)查、衛(wèi)星遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)等手段提供的森林碳儲(chǔ)量的數(shù)據(jù)不斷累積，為碳循環(huán)的研究提供越來(lái)越豐富的數(shù)據(jù)資源。