《东北地区落叶松人工林碳循环监测及其生态效益评价》是东北林业大学承担的教育部重点项目（No.104191）、国家自然科学基金项目（30300271，30070133）、科技部科技条件平台项目（JG-2001-32）、科技部973前期项目（2004CCA02700）和中日合作项目的研究成果。研究内容属于全球变化和森林碳汇功能评价研究方向。本课题利用多种分析方法，包括生理生态学方法、生物量累计法和涡度协方差法，选择典型落叶松人工林包括依兰县先锋林场和珠山林场、尚志县帽儿山试验林场和苇河林业局为研究地点，通过长期数据积累（1997～2006），对我国东北典型落叶松人工林分碳循环特征以及人工林碳汇在清洁发展机制(CDM)造林以及国际碳排放贸易(ET)中的生态效益进行了经济学评价。 主要性能指标包括： 1 落叶松人工林碳循环的生理生态学方法长期监测和评价方法构建。包括使用冠层叶片（主林层、灌木层和草本层）光合固定、树干自养呼吸、树枝自养呼吸、球果绿色组织光合和自养呼吸、根系自养呼吸、土壤微生物异养呼吸的长期测定，并使用Tamiya方程结合光照消减方程技术、呼吸—温度指数模型放大技术，对林分碳平衡特征和碳汇大小进行定量计算，最终形成了生理生态学评价方法。 2 落叶松人工林碳循环的生物量累计法观测和评价方法构建。通过对包括枯枝、落叶凋落量季节动态以及分解养分释放的年季动态、生物量及生产力的相对生长方程（Allometric relations）建立、土壤碳密度以及生物量碳密度和落叶松人工林NPP的种内、种间比较等的测定，并结合生理生态学方法测定的土壤异养呼吸数据，对落叶松人工林碳平衡及其碳汇大小进行了定量分析，最终形成了生物量累计法评价方法。 3 落叶松人工林碳循环涡度协方差法观测和评价方法构建。使用涡度协方差法，通过建设通量塔（21米+8米桅杆）和高频率不间断数据采集（10Hz），共收集CO_2、三维风速风向数据和其它相关气象数据100G的基础上，对落叶松人工林土壤热通量特征、使用不同风向原始数据对计算结果的影响、使用不同VPD数据对计算结果的影响等分析的基础上，对林分净生态系统交换量(NEE)和碳汇的大小进行了计算，最终形成涡度协方差评价方法。 4 落叶松林碳汇估计方法筛选。对比林分碳汇估计发现，生理生态学方法需要测定的指标最多，包括所有林分内部不同组分的光合作用和呼吸作用，并需要繁琐的尺度放大模型，这也使得计算结果可能出现较大的误差，本研究中计算的林分碳循环基本处于平衡状态，甚至出现碳源的估计结果。估计最准确而且国际上最为通用的方法是涡度协方差法，其高频率数据采集以及没有过多的模型尺度放大保证了测定结果的准确，但是存在问题在于需要前期投入大，不利于林业企业行为。其估计的林分碳汇在15～25mol.m-2yr-1。生物量累计测定与生态系统异养呼吸测定相结合的方法，所测定的结果与涡度协方差法结果相当，碳汇大小为20 mol.m-2yr-1。可以通过林业局森林普查资料或者通过实地现场解析木测定、相对生长方程建立来获得林分NPP数据，使用生理生态学方法和根系壕沟割断法相结合，测定林分异养呼吸—温度指数方程可以推断林分的总呼吸量，这样可以计算落叶松人工林的碳汇大小。 5 落叶松人工林经营管理对林分碳循环的影响。根据以上的研究以及估计模型可以看出，要想提高林分的碳汇能力，可以通过提高林分的初级生产力即林内所有植物的冠层总光合能力，或者降低林分的土壤呼吸释放量。落叶松人工林天然化技术不仅能够提高林分树种组成和林分健康水平，而且还可以显著提高林分的光合生产力。封山育林措施作为天然林保护工程的一个重要措施，通过采伐迹地封山育林与对照未采伐落叶松人工林的对比研究，发现封山育林措施能够改变林分土壤碳密度，但是要想达到原有落叶松人工林的水平需要很长的时间，至少测定的6年变化未达到显著水平。林分疏伐和林床清理措施能够显著影响土壤呼吸的组成，但是对于其温度敏感性的影响不大。综合来看，通过不同的森林经营管理措施，可以改善林分的碳汇功能，进而直接影响林分的碳汇价值。 6 评价方法的推广应用。根据本研究得出的评价方法体系，计算发现依兰县林业局现有4.5万公顷落叶松人工林碳储量为158.2万吨，测定期间碳汇能力平均可达每年3.2～4.1万吨/年，其总经济价值为14831万元，测定期间碳汇经济效益为301～389万元/年。苇河林业局现有落叶松人工林的碳储量为104万吨，测定期间每年碳汇为2.3～2.9万吨，其碳储量的经济价值为9728万元，测定期间碳汇经济效益为222～272万元人民币/年。 随着全球变暖进程的加快，我国政府已经于今年6月颁布了《中国应对气候变化国家方案》、科技部等14部委也联合制定了《中国应对气候变化科技专项行动》，其中，把"林业生物固碳技术"作为控制温室气体排放和减缓气候变化的技术开发中的重要科技专项行动之一。东北是我国最为重要的森林分布区之一，也是我国退耕还林和天然林保护工程的重点地区。兴安落叶松是这一地区营造速生丰产林的主要树种。据统计，黑龙江省60%以上的人工造林地为落叶松人工林。如何监测这些林分的碳循环特征是评价其生态效益以及开发高效林业生物固碳技术的前提。此外，旨在减少温室气体排放的《京都议定书》及其后续协议要求发达国家在第一承诺期内（2008年～2012年）间CO_2减排1990年水平的5%以上，而且可以通过造林或者再造林碳汇增加作为一种替代方式。在联合执行和清洁发展机制（CDM）的规划下，发达国家可以通过购置发展中国家人工林的核定碳汇来弥补本国碳排放的核定量，这就使得拥有最大人工造林的我国成为一个重要的碳汇供应国，也使得林业碳汇的生态效益具体化为经济效益。我国很多省份都与发达国家企业、生物碳基金、世界银行等机构达成了林业碳汇贸易项目，这为我国人工造林事业的发展提供了更多的机会。因此，对于速生丰产落叶松人工林来讲，除了木材具有显著经济效益外，其固定的碳汇大小也与木材一样成为具有经济价值的商品，但是如何准确核定这一商品的总量及其价值尚没有完整系统的方法。 《东北地区落叶松人工林碳循环监测及生态效益评价》是针对我国东北林区上述现状而进行的前瞻性研究。创新性在于：首先通过长期的生理生态学光合呼吸测定、生物量累计方法测定和涡度协方差法监测，确认我国东北落叶松人工林的碳汇大小并确定不同落叶松人工林碳汇估计的模型化参数，其次，在确定碳汇大小基础上，探讨森林经营管理措施对碳汇的影响，最后，采用我们确定的方法，推广应用到苇河林业局和依兰林业局，对两个林业局落叶松人工林碳汇大小及其在碳排放贸易中的经济效益进行核算。科技查新表明，按照清洁发展机制（CDM）和国际碳排放贸易（ET）的标准，国内外针对人工林碳汇核定的研究还很少，已有的一些研究多是对某一个侧面进行研究，本成果中相关评价方法的提出，为我国东北地区广大人工林碳汇评价具有参考作用，为我国在后京都议定书时期的政府决策提供重要基础数据支撑，具有广阔应用前景。

《东北地区落叶松人工林碳循环监测及其生态效益评价》是东北林业大学承担的教育部重点项目（No.104191）、国家自然科学基金项目（30300271，30070133）、科技部科技条件平台项目（JG-2001-32）、科技部973前期项目（2004CCA02700）和中日合作项目的研究成果。研究内容属于全球变化和森林碳汇功能评价研究方向。本课题利用多种分析方法，包括生理生态学方法、生物量累计法和涡度协方差法，选择典型落叶松人工林包括依兰县先锋林场和珠山林场、尚志县帽儿山试验林场和苇河林业局为研究地点，通过长期数据积累（1997～2006），对我国东北典型落叶松人工林分碳循环特征以及人工林碳汇在清洁发展机制(CDM)造林以及国际碳排放贸易(ET)中的生态效益进行了经济学评价。 主要性能指标包括： 1 落叶松人工林碳循环的生理生态学方法长期监测和评价方法构建。包括使用冠层叶片（主林层、灌木层和草本层）光合固定、树干自养呼吸、树枝自养呼吸、球果绿色组织光合和自养呼吸、根系自养呼吸、土壤微生物异养呼吸的长期测定，并使用Tamiya方程结合光照消减方程技术、呼吸—温度指数模型放大技术，对林分碳平衡特征和碳汇大小进行定量计算，最终形成了生理生态学评价方法。 2 落叶松人工林碳循环的生物量累计法观测和评价方法构建。通过对包括枯枝、落叶凋落量季节动态以及分解养分释放的年季动态、生物量及生产力的相对生长方程（Allometric relations）建立、土壤碳密度以及生物量碳密度和落叶松人工林NPP的种内、种间比较等的测定，并结合生理生态学方法测定的土壤异养呼吸数据，对落叶松人工林碳平衡及其碳汇大小进行了定量分析，最终形成了生物量累计法评价方法。 3 落叶松人工林碳循环涡度协方差法观测和评价方法构建。使用涡度协方差法，通过建设通量塔（21米+8米桅杆）和高频率不间断数据采集（10Hz），共收集CO_2、三维风速风向数据和其它相关气象数据100G的基础上，对落叶松人工林土壤热通量特征、使用不同风向原始数据对计算结果的影响、使用不同VPD数据对计算结果的影响等分析的基础上，对林分净生态系统交换量(NEE)和碳汇的大小进行了计算，最终形成涡度协方差评价方法。 4 落叶松林碳汇估计方法筛选。对比林分碳汇估计发现，生理生态学方法需要测定的指标最多，包括所有林分内部不同组分的光合作用和呼吸作用，并需要繁琐的尺度放大模型，这也使得计算结果可能出现较大的误差，本研究中计算的林分碳循环基本处于平衡状态，甚至出现碳源的估计结果。估计最准确而且国际上最为通用的方法是涡度协方差法，其高频率数据采集以及没有过多的模型尺度放大保证了测定结果的准确，但是存在问题在于需要前期投入大，不利于林业企业行为。其估计的林分碳汇在15～25mol.m-2yr-1。生物量累计测定与生态系统异养呼吸测定相结合的方法，所测定的结果与涡度协方差法结果相当，碳汇大小为20 mol.m-2yr-1。可以通过林业局森林普查资料或者通过实地现场解析木测定、相对生长方程建立来获得林分NPP数据，使用生理生态学方法和根系壕沟割断法相结合，测定林分异养呼吸—温度指数方程可以推断林分的总呼吸量，这样可以计算落叶松人工林的碳汇大小。 5 落叶松人工林经营管理对林分碳循环的影响。根据以上的研究以及估计模型可以看出，要想提高林分的碳汇能力，可以通过提高林分的初级生产力即林内所有植物的冠层总光合能力，或者降低林分的土壤呼吸释放量。落叶松人工林天然化技术不仅能够提高林分树种组成和林分健康水平，而且还可以显著提高林分的光合生产力。封山育林措施作为天然林保护工程的一个重要措施，通过采伐迹地封山育林与对照未采伐落叶松人工林的对比研究，发现封山育林措施能够改变林分土壤碳密度，但是要想达到原有落叶松人工林的水平需要很长的时间，至少测定的6年变化未达到显著水平。林分疏伐和林床清理措施能够显著影响土壤呼吸的组成，但是对于其温度敏感性的影响不大。综合来看，通过不同的森林经营管理措施，可以改善林分的碳汇功能，进而直接影响林分的碳汇价值。 6 评价方法的推广应用。根据本研究得出的评价方法体系，计算发现依兰县林业局现有4.5万公顷落叶松人工林碳储量为158.2万吨，测定期间碳汇能力平均可达每年3.2～4.1万吨/年，其总经济价值为14831万元，测定期间碳汇经济效益为301～389万元/年。苇河林业局现有落叶松人工林的碳储量为104万吨，测定期间每年碳汇为2.3～2.9万吨，其碳储量的经济价值为9728万元，测定期间碳汇经济效益为222～272万元人民币/年。 随着全球变暖进程的加快，我国政府已经于今年6月颁布了《中国应对气候变化国家方案》、科技部等14部委也联合制定了《中国应对气候变化科技专项行动》，其中，把"林业生物固碳技术"作为控制温室气体排放和减缓气候变化的技术开发中的重要科技专项行动之一。东北是我国最为重要的森林分布区之一，也是我国退耕还林和天然林保护工程的重点地区。兴安落叶松是这一地区营造速生丰产林的主要树种。据统计，黑龙江省60%以上的人工造林地为落叶松人工林。如何监测这些林分的碳循环特征是评价其生态效益以及开发高效林业生物固碳技术的前提。此外，旨在减少温室气体排放的《京都议定书》及其后续协议要求发达国家在第一承诺期内（2008年～2012年）间CO_2减排1990年水平的5%以上，而且可以通过造林或者再造林碳汇增加作为一种替代方式。在联合执行和清洁发展机制（CDM）的规划下，发达国家可以通过购置发展中国家人工林的核定碳汇来弥补本国碳排放的核定量，这就使得拥有最大人工造林的我国成为一个重要的碳汇供应国，也使得林业碳汇的生态效益具体化为经济效益。我国很多省份都与发达国家企业、生物碳基金、世界银行等机构达成了林业碳汇贸易项目，这为我国人工造林事业的发展提供了更多的机会。因此，对于速生丰产落叶松人工林来讲，除了木材具有显著经济效益外，其固定的碳汇大小也与木材一样成为具有经济价值的商品，但是如何准确核定这一商品的总量及其价值尚没有完整系统的方法。 《东北地区落叶松人工林碳循环监测及生态效益评价》是针对我国东北林区上述现状而进行的前瞻性研究。创新性在于：首先通过长期的生理生态学光合呼吸测定、生物量累计方法测定和涡度协方差法监测，确认我国东北落叶松人工林的碳汇大小并确定不同落叶松人工林碳汇估计的模型化参数，其次，在确定碳汇大小基础上，探讨森林经营管理措施对碳汇的影响，最后，采用我们确定的方法，推广应用到苇河林业局和依兰林业局，对两个林业局落叶松人工林碳汇大小及其在碳排放贸易中的经济效益进行核算。科技查新表明，按照清洁发展机制（CDM）和国际碳排放贸易（ET）的标准，国内外针对人工林碳汇核定的研究还很少，已有的一些研究多是对某一个侧面进行研究，本成果中相关评价方法的提出，为我国东北地区广大人工林碳汇评价具有参考作用，为我国在后京都议定书时期的政府决策提供重要基础数据支撑，具有广阔应用前景。