自工業(yè)革命以來，大氣中溫室氣體含量的增加是不爭的事實，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)遠遠超出了根據(jù)冰芯記錄得到的65萬年以來濃度的自然變化范圍（180~330mg/kg），最近100年（1906—2005年）來，全球地表溫度已上升了0.74℃。溫室效應導致的氣候變化將對農(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)社會經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響，威脅著人類生存[1]。

1森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量研究的背景與意義

隨著氣候變化的研究越來越受到國際上廣大學者的重視，森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的研究成為近年來國際上研究的熱點，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，儲存了10000億t有機碳，占整個陸地生態(tài)系統(tǒng)的2/3以上[2]。森林通過光合作用將大氣中的二氧化碳以有機物的形式固定到植物體和土壤中，在一定時期內(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。森林碳匯也在國際氣候變化談判中得到廣泛重視，巴厘島國際氣候變化大會開始把森林問題作為一個主題納入氣候談判，《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系，以“凈排放量”計算溫室氣體的排放量，即從本國實際排放量中扣除森林所固定的部分和通過采用綠色開發(fā)機制（CDM）來減排，清潔發(fā)展機制（CDM）的造林、再造林項目和森林管理等活動允許發(fā)達國家可以通過在發(fā)展中國家實施林業(yè)碳匯項目來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量的工作基礎之上，通過量化森林碳儲量來評價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數(shù)據(jù)依據(jù)，關注量化森林碳儲量從理論和實踐上都具有重要的意義。

氣候變化問題日益受到關注，引起了碳循環(huán)研究的興起，近些年，大量學者投入到碳儲量的研究隊伍，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)碳儲量的分布與其生物量的格局基本一致[3-4]。

2國內(nèi)外研究進展

國外對森林生物量和生產(chǎn)力的研究歷史較長，20世紀50年代以后，森林生物量和生產(chǎn)力的研究開始受到關注，在日本、前蘇聯(lián)、英國，科學家們對本國主要森林生態(tài)系統(tǒng)的生物量和生產(chǎn)力進行了實際調(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注，隨著國際生物學計劃（IBP）在許多發(fā)達國家的實施，各國對植被生物量進行了大量的調(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、中國和澳大利亞等地對本國森林植被碳儲量的研究均有較大進展，并取得一定成果。美國、俄羅斯和加拿大森林碳儲量在全球碳儲量中占有重要地位[6]。

Birdseyetal[7]研究了美國500年歷史的森林碳儲量變化，認為早期（1600—1900年）歐洲殖民者和當?shù)赝林擞捎趯δ静暮娃r(nóng)業(yè)用地的需求導致濫砍濫伐造成了美國森林碳儲量的下降，20世紀以后通過加強森林撫育管理，恢復了森林面積，增加了森林碳儲量，目前美國森林起到碳匯的作用。Goodaleetal[8]研究了北半球的森林碳匯，Healthetal[9]對美國溫帶森林碳儲量進行了研究，根據(jù)過去和目前對美國溫帶用材林采伐的情況預測未來美國溫帶林的碳儲量變化，認為如果對其采伐不加以限制，到2070年美國溫帶森林有可能成為碳源，Kurzetal[10]研究了加拿大森林碳儲量，Roxburghetal[11]研究了澳大利亞新南威爾士州森林碳儲量，得出地上植被、粗木質(zhì)殘體和枯落物的碳儲量貢獻率分別為82%、16%和2%，Alexeyevetal[12]研究了俄羅斯森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量，Dieteretal[13]研究了德國森林碳儲量，Laletal[14]研究了中亞森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量。

近些年，我國碳儲量的研究進入了蓬勃發(fā)展階段，劉國華等[6]利用我國森林資源清查數(shù)據(jù)研究了中國森林碳儲量及其動態(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t的速率遞增。方精云等[15]的研究結(jié)果表明，20世紀70年代中期以前，中國森林碳庫和碳密度呈現(xiàn)負增長，年均減少約2400萬t，近30年，由于人工林的發(fā)展呈增加趨勢，中國森林起到碳匯的作用，森林碳庫由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t。王效科等[4]根據(jù)全國第3次森林資源的普查資料，計算了中國森林生態(tài)系統(tǒng)的植被碳儲量為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，與我國人口密度的分配特征剛好相反，反映了我國實際森林植物碳密度大小首先取決于人類活動干擾的程度。趙敏等[16]根據(jù)各省市的針葉林和闊葉林蓄積量的資料，估計出中國森林植被碳貯量約為37.88億t。周玉榮等[17]根據(jù)1989—1993年我國森林資源清查資料估算了我國森林生態(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]分別從全國尺度估算了我國森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量，這些數(shù)據(jù)為評價我國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，大量學者對不同類型的森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量進行了調(diào)查研究，楊昆等[20]研究了潭江流域的森林碳儲量及其動態(tài)變化，方運霆等[21]對鼎湖山馬尾松生態(tài)系統(tǒng)碳素的分配和碳量進行了研究，王鵬程等[22]研究了三峽庫區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的有機碳密度及碳儲量，方晰等[23]對杉木林碳儲量和含碳率進行了研究，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]對黃河上游退耕地人工林的碳儲量進行了研究。

3結(jié)語

近10年，由于衛(wèi)星遙感技術在地理科學和宏觀生態(tài)學中的運用，一些學者利用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)星遙感技術和計算機模擬技術等手段提供的森林碳儲量的數(shù)據(jù)不斷累積，為碳循環(huán)的研究提供越來越豐富的數(shù)據(jù)資源。