劉 強(qiáng) 周 璋 陳德祥 陳宗鑄 雷金睿 許 涵 吳桂林 李意德

(1. 國(guó)家林業(yè)和草原局華東調(diào)查規(guī)劃院, 杭州 310019；2. 海南省林業(yè)局(海南熱帶雨林國(guó)家公園管理局), ?？?570203；3. 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)研究所, 廣州 510520；4. 海南尖峰嶺森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站, 海南樂(lè)東, 572542；5. 海南省林業(yè)科學(xué)研究院(海南省紅樹(shù)林研究院), 海口 571100)

陸地生態(tài)系統(tǒng)具有固碳釋氧、凈化空氣、涵養(yǎng)水源、保持水土和維持生物多樣性等功能。其中，固碳功能即碳匯功能，在全球氣候變化和“碳中和”背景下發(fā)揮著重要作用[1]。陸地生態(tài)系統(tǒng)是地球生物圈三大碳庫(kù)之一[2]，在全球碳平衡中具有十分重要的意義，它的微小改變就能導(dǎo)致大氣CO2濃度的明顯波動(dòng)，從而進(jìn)一步影響全球氣候的穩(wěn)定[3]。增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能能有效減緩大氣CO2濃度上升和全球氣候變暖，是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的重要途徑。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳儲(chǔ)庫(kù)，占據(jù)了陸地生態(tài)系統(tǒng)地上碳庫(kù)的80%、地下碳庫(kù)的40%[4-5]，對(duì)減緩全球氣候變化、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要作用[1]。在全球各大陸地生態(tài)系統(tǒng)中，森林相對(duì)于草地、濕地和農(nóng)田等生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型而言，具有更強(qiáng)的碳匯能力與潛力，中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)是我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)的固碳主體，貢獻(xiàn)了約80%的固碳量[6]。通過(guò)增強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)碳吸收能抵消源自化石燃料燃燒排放的CO2，進(jìn)而有效減緩全球變暖進(jìn)程，因而被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)最為經(jīng)濟(jì)、安全和有效的路徑之一。因此，準(zhǔn)確計(jì)量森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量和碳匯的大小及摸清其變化趨勢(shì)，不僅是當(dāng)今全球氣候變化領(lǐng)域研究的核心問(wèn)題，也能夠?yàn)槲覈?guó)實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)提供科技支撐。

目前，對(duì)于全球或區(qū)域尺度上的森林碳儲(chǔ)量和碳匯已經(jīng)開(kāi)展了大量的研究[5,7-10]。在我國(guó)，有學(xué)者對(duì)全國(guó)和省、市不同尺度上的森林植被或生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量和碳密度也進(jìn)行了相關(guān)研究[1,9,11-12]，這些研究大多是基于國(guó)家森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)（一類(lèi)調(diào)查）或森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)（二類(lèi)調(diào)查），采用生物量法及蓄積量法來(lái)估算森林碳儲(chǔ)量水平，大多未細(xì)分至森林不同植被類(lèi)型的碳儲(chǔ)量。

海南島是我國(guó)最大的熱帶島嶼，也是全球生物多樣性保護(hù)的熱點(diǎn)地區(qū)之一，擁有大面積的熱帶森林和豐富的物種資源，其巨大的固碳能力在全球碳循環(huán)和碳平衡中起著關(guān)鍵作用[13]。曹軍等[14]利用1979-1993年海南森林資源二類(lèi)調(diào)查數(shù)據(jù)的林分類(lèi)型，結(jié)合材積源生物量法估算了海南島近20年森林碳儲(chǔ)量變化，顯示出海南森林碳匯作用顯著；張鐿鋰等[15]同樣利用1993年森林資源二類(lèi)調(diào)查數(shù)據(jù)分析了不同植被分類(lèi)系統(tǒng)造成的碳儲(chǔ)量差異。但以上研究均未涉及土壤碳庫(kù)。Ren等[13]則結(jié)合1993-2008年四期的國(guó)家森林資源清查數(shù)據(jù)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，估算了海南森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的分布格局。但經(jīng)過(guò)10余年的森林保育，特別是隨著海南熱帶雨林國(guó)家公園建設(shè)的推進(jìn)，海南森林資源的量與質(zhì)已發(fā)生較大變化，森林覆蓋率已從2008年58.5%上升至2021年的62.1%，森林蓄積量從2008年0.79億m3增加到1.61億m3[16]。熱帶雨林作為一個(gè)生物量最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，在全球碳循環(huán)中扮演著十分重要的角色。海南熱帶雨林國(guó)家公園是國(guó)寶，是水庫(kù)、糧庫(kù)、錢(qián)庫(kù)，更是碳庫(kù)。在此背景下，本研究結(jié)合森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)和樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)海南熱帶雨林國(guó)家公園不同森林生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型的碳儲(chǔ)量和碳匯進(jìn)行測(cè)算，旨在完善目前國(guó)家公園區(qū)域的森林碳儲(chǔ)量現(xiàn)狀分析，為熱帶森林固碳增匯措施和精準(zhǔn)評(píng)估海南生態(tài)碳匯對(duì)實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)的貢獻(xiàn)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

海南熱帶雨林國(guó)家公園位于海南島中部山區(qū)，地處南北熱量和東西水分分界的交匯處(圖1)，生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型以熱帶雨林為主。國(guó)家公園總面積4 269 km2，約占海南陸域總面積的13%。年均氣溫25 ℃，年降水量1 700~2 700 mm，森林覆蓋率為95.85%，涵蓋了海南島95%以上的原始林和55%以上的天然林，擁有中國(guó)分布最集中、保存最完好、連片面積最大的熱帶雨林。初步統(tǒng)計(jì)有野生維管植物3 653種，各類(lèi)保護(hù)植物432種，陸棲脊椎動(dòng)物540種[17]。

圖1 研究區(qū)位置Fig. 1 The location of the research area

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 空間數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

本研究森林生態(tài)系統(tǒng)植被類(lèi)型空間分布以2021年海南省第三次森林資源二類(lèi)調(diào)查小班矢量數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，并采用中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)（http://www.gscloud.cn）提供的ASTER GDEM數(shù)據(jù)產(chǎn)品（空間分辨率為30 m）進(jìn)行校準(zhǔn)，參考海南植被分類(lèi)體系[17]，按照“起源”“自然度”“優(yōu)勢(shì)樹(shù)種”和“林齡”等林分要素，對(duì)主要森林類(lèi)型進(jìn)行歸類(lèi)并統(tǒng)計(jì)其分布面積。

2.2 地面調(diào)查

2.2.1 樣地調(diào)查與碳密度測(cè)定

1）樣地設(shè)置

利用海南尖峰嶺森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站和其長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)籌考慮海南森林生態(tài)系統(tǒng)主要植被類(lèi)型面積及分布、起源、群系/群系組，設(shè)置調(diào)查樣區(qū)，在每個(gè)樣區(qū)內(nèi)設(shè)置3個(gè)調(diào)查樣地（其中一個(gè)為復(fù)查樣地）。天然林樣地大小為1 200~10 000 m2，人工混交林為900 m2，人工純林的樣地面積為600 m2，將每個(gè)樣地劃分為10 m×10 m的若干個(gè)樣方。

2）植被和凋落物碳

測(cè)量樣方內(nèi)所有胸徑≥3.0 cm活立木的胸徑和樹(shù)高, 并記錄物種名。利用相關(guān)生長(zhǎng)方程計(jì)算每株樹(shù)的生物量, 其中喬木層地上生物量為喬木莖、枝和葉生物量的總和, 喬木層地下生物量為喬木根生物量。由于全島絕大部分森林禁止砍伐, 無(wú)法對(duì)樣地內(nèi)樹(shù)種進(jìn)行生物量方程構(gòu)建, 故通過(guò)文獻(xiàn)檢索,利用海南熱帶森林地區(qū)對(duì)應(yīng)樹(shù)種的生物量方程，以0.5作為碳轉(zhuǎn)換系數(shù)將樹(shù)木生物量換算為生物量碳[18]，對(duì)樣地內(nèi)不同樹(shù)種的生物量進(jìn)行估算。將樣方內(nèi)所有喬木生物量碳加和后, 根據(jù)樣方面積計(jì)算單位面積的碳儲(chǔ)量碳密度（Mg/hm2）。在樣方內(nèi)隨機(jī)選取3個(gè)2 m×2 m的小樣方, 連根收割小樣方內(nèi)所有灌木（含喬木幼樹(shù)幼苗）和草本, 測(cè)定鮮質(zhì)量, 并取樣帶回實(shí)驗(yàn)室, 在65 ℃烘干至恒質(zhì)量后,測(cè)定含水率, 分別計(jì)算其地上生物量和地下生物量。灌木和草本層樣品經(jīng)研磨后用元素分析儀（德國(guó)Elementar公司的varioMacro cube系統(tǒng)）分別測(cè)定地上與地下部分的碳含量, 結(jié)合生物量計(jì)算下木層和草本層的碳密度。

在樣方內(nèi)隨機(jī)設(shè)置3個(gè)1.0 m × 1.0 m小樣方,收集小樣方內(nèi)所有凋落物（包括落葉、樹(shù)皮、果實(shí)、直徑< 2 cm的枯枝以及地表其他植物殘?bào)w）并稱(chēng)質(zhì)量。每個(gè)樣方內(nèi)凋落物取3份樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室烘干(65 ℃)至恒質(zhì)量后測(cè)定含水率，并換算其干質(zhì)量，研磨過(guò)0.15 mm篩后測(cè)定碳含量。

3）土壤碳

在樣方內(nèi)隨機(jī)挖取3個(gè)土壤剖面, 以10 cm為間隔分層, 取到實(shí)際土壤深度約100 cm (即0~10，10~20，20~30，30~50和50~100 cm分5層取樣)。每層取2份土壤樣品：其中一份使用環(huán)刀(100 cm3)取樣, 采用105 ℃烘干48 h后測(cè)定各層土壤容重;另一份取約300 g鮮土, 在室溫(約25 ℃,14 d)自然風(fēng)干, 去除雜質(zhì)后研磨過(guò)篩(0.15 mm), 用元素分析儀測(cè)定土壤碳含量。

海南主要森林生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型碳密度的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 海南熱帶雨林國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)不同植被類(lèi)型碳密度Fig. 2 Carbon density of different vegetation types in the forest ecosystem of NPHTR

2.2.2 碳儲(chǔ)量和碳匯估算

森林生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)通常分為植被生物量、凋落物、死木和土壤有機(jī)碳。其中，植被生物量包括地上生物碳儲(chǔ)量（Cabove）和地下生物碳儲(chǔ)量（Cbelow）。地上生物碳儲(chǔ)量（Cabove）主要包括地表以上所有存活的植被（樹(shù)皮、樹(shù)干、樹(shù)枝和樹(shù)葉等）中的碳儲(chǔ)量；地下生物碳儲(chǔ)量（Cbelow）是指存在于植物活根系統(tǒng)中的碳儲(chǔ)量；土壤碳儲(chǔ)量（Csoil）一般是指礦質(zhì)土壤和有機(jī)土壤中的有機(jī)碳儲(chǔ)量；死亡有機(jī)碳儲(chǔ)量（Cdead）表示凋落物、枯立木或已死亡倒木中的碳儲(chǔ)量，這里主要指凋落物碳庫(kù)。計(jì)算公式為：

式中：Ctot為總碳儲(chǔ)量，Mg；Cvegtation為植被碳儲(chǔ)量，Mg；Csoil為土壤碳儲(chǔ)量，Mg；Clitterfall為凋落物碳儲(chǔ)量，Mg。

森林碳匯量常用一段時(shí)間內(nèi)森林各碳庫(kù)的碳儲(chǔ)量變化之和表示：

式中：?CFL為森林碳儲(chǔ)量變化；i為按照氣候區(qū)、森林類(lèi)型等劃分的層或亞類(lèi)型；?CAB、?CBB、?CDW、?CLI和?CSO分別代表地上生物量、地下生物量、死木、凋落物、土壤有機(jī)碳的碳儲(chǔ)量變化。

3 結(jié)果與分析

3.1 碳儲(chǔ)量和碳密度特征

由表1可知，海南熱帶雨林國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)的總碳儲(chǔ)量為89.67 Tg，平均碳密度為218.39 Mg/hm2，其中地上生物、地下生物、土壤和凋落物的平均碳密度分別為72.82，23.10，120.92和1.55 Mg/hm2。可見(jiàn)，土壤層碳儲(chǔ)量最高，達(dá)49.65 Tg，占總碳儲(chǔ)量的55.37%；其次為地上生物碳庫(kù)有29.90 Tg，占總量的33.34%；最低的是凋落物碳庫(kù)，僅占總量的0.71%。

表1 海南熱帶雨林國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)不同組分的碳儲(chǔ)量和碳密度Table 1 Carbon storage and carbon density of different carbon pools in the forest ecosystems of NPHTR

由表2可知，海南熱帶雨林國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)的總碳匯量為1.84 Tg/a，平均碳匯速率為4.48 Mg/（hm2?a），其中植被和土壤的平均碳匯速率分別為3.98和0.13 Mg /（hm2?a）。相比于土壤層，植被層由于碳匯速率高，其碳匯量較大，占比88.89%。凋落物現(xiàn)存量和增量的變化很小。

表2 海南熱帶雨林國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)植被和土壤碳庫(kù)的碳儲(chǔ)量變化和碳匯速率Table 2 Carbon storage and carbon density of different carbon pools in the forest ecosystems of NPHTR

3.2 不同植被類(lèi)型碳儲(chǔ)量和碳密度分布特征

從熱帶雨林國(guó)家公園不同植被碳儲(chǔ)量的分布看（圖3）：低地雨林次生林、低地雨林老齡林和山地雨林老齡林的碳儲(chǔ)量較高，分別達(dá)28.28，27.11和18.55 Tg，總共占國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)總碳儲(chǔ)量的82.45%；其次為松樹(shù)林、橡膠純林和落葉半落葉季雨林，分別為3.93，3.01和2.32 Tg，占總量的10.33%；再其次為桉樹(shù)林、相思林和棕櫚類(lèi)的林分，分別為1.75，1.53和1.00 Tg；其他植被類(lèi)型的碳儲(chǔ)量均低于1.00 Tg。從不同植被類(lèi)型的碳密度上看，熱帶雨林的碳密度較高，基本上均高于220 Mg/hm2，其中碳密度最高的是分布于海南島中部山區(qū)的熱帶山地雨林，達(dá)到289.52 Mg/hm2；其次是低地雨林次生林、低地雨林老齡林，約為220.00 Mg/hm2；人工林碳密度介于81.59~171.33 Mg/hm2之間；最低的是灌木林，僅為81.59 Mg/hm2。

圖3 海南熱帶雨林國(guó)家公園不同植被類(lèi)型碳儲(chǔ)量和碳密度分布Fig. 3 Distribution of forest ecosystem carbon storage and carbon density in different vegetation types of NPHTR

3.3 不同植被類(lèi)型碳儲(chǔ)量變化和碳匯速率分布特征

從熱帶雨林國(guó)家公園不同植被碳儲(chǔ)量變化看（圖4）：低地雨林次生林、低地雨林老齡林和山地雨林老齡林的碳匯量較高，分別達(dá)65.80×104，36.36×104和24.48×104Mg/a，總共占國(guó)家公園森林碳匯總量的66.76%；其次為桉樹(shù)林、松樹(shù)林、橡膠純林和相思林等人工林，分別為12.50×104，12.32×104，11.86×104和11.14×104Mg/a，占總量的26.85%；再其次為半落葉季雨林、針葉林、闊葉樹(shù)種原料林、高山云霧林和杉木林，分別為5.60×104，1.70×104，1.58×104，1.26×104和1.04×104Mg/a；其他植被的碳匯量均低于1.00×104Mg/a。從不同植被類(lèi)型的碳匯速率上看，人工林均比較高：相思林的碳匯速率最高，達(dá)12.94 Mg/（hm2?a）；桉樹(shù)林、松樹(shù)林、橡膠純林和相思林等人工林的碳匯速率均較高，介于5.37~7.42 Mg/（hm2?a）之間；熱帶雨林等天然林的碳匯速率介于2.99~5.30 Mg/（hm2?a）之間。

4 結(jié)論與討論

4.1 海南熱帶雨林國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)具有較高的碳儲(chǔ)量和碳密度

森林生態(tài)系統(tǒng)作為陸地碳循環(huán)的重要組成部分，其碳儲(chǔ)量水平和固碳潛力一直備受關(guān)注，對(duì)于掌握碳循環(huán)機(jī)制和制定減排政策至關(guān)重要。森林碳匯功能是森林五大碳庫(kù)固碳能力的綜合體現(xiàn)，包括森林植被地上和地下生物量、木質(zhì)殘?bào)w、凋落物和土壤碳庫(kù)。森林植被和土壤碳庫(kù)是全球森林碳儲(chǔ)量的主要部分，分別占森林總碳儲(chǔ)量的44% 和45%；森林木質(zhì)殘?bào)w碳儲(chǔ)量占4%，凋落物碳儲(chǔ)量占6%[5]。本研究結(jié)果與全球平均水平比較接近，森林植被和土壤碳庫(kù)占森林總碳儲(chǔ)量的比例為42.0% 和44.0%。植被占比均高于Tang等[19]對(duì)我國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量和Ren 等[13]對(duì)1993-2008年海南森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的研究結(jié)果，說(shuō)明國(guó)家公園內(nèi)熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)植被保育比較好、生態(tài)質(zhì)量高。

Ren等[13]對(duì)海南森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的研究結(jié)果表明，由于海南從20世紀(jì)90年代開(kāi)始實(shí)施天然林保護(hù)和公益林保護(hù)修復(fù)，使得這一時(shí)期森林覆蓋率和蓄積量持續(xù)增加，其碳儲(chǔ)量從109.51 Tg（1993年）增加到279.17 Tg（2008年）。因此，本研究中的國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量與這一變化趨勢(shì)比較吻合，表明隨著森林面積和森林質(zhì)量的提升，森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量也在逐漸增加。

海南熱帶雨林國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)平均碳儲(chǔ)量密度為218.39 Mg/hm2，明顯高于全國(guó)（179.20 Mg/hm2）、海南全?。?63.70 Mg/hm2）、浙江（120.80 Mg/hm2）和我國(guó)亞熱帶（149 ±12 Mg/hm2）[13,19-21]，低于四川（232.81 Mg/hm2）和吉林（225.30 Mg/hm2）[22-23]。這可能是由于不同地域內(nèi)的水熱等自然環(huán)境條件以及森林結(jié)構(gòu)和土壤類(lèi)型等的差異所致[24]，但也可能與核算的空間尺度和森林類(lèi)型劃分的精細(xì)程度有關(guān)。但本研究結(jié)果與2011年P(guān)an等[5]對(duì)全球森林生態(tài)系統(tǒng)碳密度（223.6 Mg/hm2）的研究結(jié)果十分接近，稍低于全球熱帶森林平均值（241.6 Mg/hm2）。然而，海南熱帶雨林國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)的植被碳密度（95.92 Mg/hm2）高于中國(guó)森林植被（53.2 ~58.36 Mg/hm2）[19,25-26]，土壤碳密度（120.92 Mg/hm2）與廣西（124.70 Mg/hm2）[27]的研究結(jié)論接近。

從國(guó)家公園不同植被類(lèi)型上看，山地雨林和低地雨林等熱帶天然林的碳密度要明顯高于人工林，這表明維持國(guó)家公園熱帶雨林的原真性、完整性和穩(wěn)定性非常重要，對(duì)國(guó)家公園內(nèi)的人工林實(shí)施近自然混交化的改造有助于提高熱帶雨林碳匯功能。海南熱帶雨林國(guó)家公園熱帶森林的碳密度稍低于世界其他區(qū)域的熱帶森林[5,28]。這也許與海南地處熱帶季風(fēng)氣候區(qū)（經(jīng)常受臺(tái)風(fēng)干擾）有關(guān)，但總體上來(lái)說(shuō)還具有提升空間，其碳儲(chǔ)量可通過(guò)調(diào)整樹(shù)種組成、改善群落結(jié)構(gòu)以及提升群落穩(wěn)定性和抗逆性來(lái)提高。另外，國(guó)家公園內(nèi)還有將近19%的橡膠、杉木、桉樹(shù)和相思等人工林，需要通過(guò)以提升森林固碳能力為目的的生態(tài)修復(fù)，以基于自然的解決方案提升生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能。

海南省于1994年全面停止天然林商業(yè)性采伐，并實(shí)施封山育林等保護(hù)措施，有效保護(hù)了天然林資源；且隨著海南熱帶雨林國(guó)家公園對(duì)天然林的綜合性保護(hù)和系統(tǒng)性修復(fù)，海南島中部山區(qū)的低質(zhì)林分等逐漸恢復(fù)演替為物種豐富和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的熱帶天然林。江西新崗山生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能實(shí)驗(yàn)研究通過(guò)全球最大的森林多樣性控制實(shí)驗(yàn)的連年監(jiān)測(cè)，得出高多樣性混交林生物量約為純林的兩倍，證明了森林物種多樣性對(duì)生產(chǎn)力具有促進(jìn)作用[20]。因此，可將海南島具有重要生態(tài)功能區(qū)域，特別是國(guó)家公園范圍內(nèi)的低質(zhì)林分通過(guò)生態(tài)修復(fù)改變單一樹(shù)種結(jié)構(gòu)，向多樹(shù)種近自然混交林轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步優(yōu)化林分結(jié)構(gòu)，提高林分質(zhì)量，達(dá)到提升熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)固碳潛力的目標(biāo)。

4.2 海南熱帶雨林國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)固碳能力較強(qiáng)

作為陸地碳匯的主體，森林碳匯在碳中和戰(zhàn)略中被認(rèn)為是抵消化石燃料碳排放的有效途徑。在量化碳庫(kù)大小的基礎(chǔ)上，通過(guò)比較不同時(shí)期森林生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)的變化可以得到碳源匯大小，全球森林碳匯存在明顯的地理分布格局[29]。如1990-2020 年期間的統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：對(duì)全球森林固碳增匯有貢獻(xiàn)的區(qū)域主要是歐洲、亞洲東部、北美洲、亞洲西部和中部的森林生態(tài)系統(tǒng)；而南美、非洲和亞洲南部、東南部的森林碳儲(chǔ)量年增長(zhǎng)量則為負(fù)值，是拖慢全球森林增匯減排進(jìn)程的主要區(qū)域；南美、非洲和東南亞熱帶雨林分布區(qū)受到人為干擾嚴(yán)重，其中亞馬孫熱帶雨林、巴西季雨林和東南亞熱帶雨林等區(qū)域森林碳匯功能持續(xù)下降，目前全球三大主要熱帶雨林區(qū)域中，僅非洲的剛果盆地發(fā)揮碳匯的作用。本研究顯示國(guó)家公園熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)碳匯（1.84 Tg/a），其固碳速率[4.48 Mg/（hm2?a）]遠(yuǎn)高于全球森林平均水平[5][1.04 Mg/（hm2?a）]、熱帶森林[5][1.38 Mg/（hm2?a）]，高于中國(guó)森林[19][1.62 Mg/(hm2?a）]，表明海南熱帶雨林國(guó)家公園森林生態(tài)系統(tǒng)具有較高的固碳增匯能力。

森林碳匯的驅(qū)動(dòng)因素在不同區(qū)域存在一定差異。按照以往的研究，北美和歐洲森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量增加主要是由于大氣CO2濃度上升和氣候變化等全球變化要素所致[8]。而在中國(guó)地區(qū), 除了上述全球變化要素外，植樹(shù)造林、生態(tài)修復(fù)工程的實(shí)施也是我國(guó)森林碳匯的重要驅(qū)動(dòng)要素，因此對(duì)于熱帶雨林國(guó)家公園來(lái)說(shuō)，基于自然解決方案的生態(tài)修復(fù)對(duì)提升生態(tài)碳匯尤為重要。

4.3 碳儲(chǔ)量估算的不確定性及展望

盡管目前學(xué)術(shù)界已經(jīng)證實(shí)了森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能，但目前對(duì)森林碳匯大小、分布、動(dòng)態(tài)及其驅(qū)動(dòng)因素的認(rèn)識(shí)仍存在較大不確定性。這種不確定性來(lái)源于多個(gè)方面，包括不同研究者對(duì)森林碳匯定義的差異、樣點(diǎn)分布不均衡性導(dǎo)致的抽樣誤差、模型過(guò)程和參數(shù)的差異等[1]。與之前的研究相比，本研究的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包含了最新的森林資源二類(lèi)調(diào)查數(shù)據(jù)和不同植被類(lèi)型全面的野外樣地調(diào)查資料，有助于更準(zhǔn)確地估算海南森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量。但是本研究受?chē)?guó)家公園山地地形和可達(dá)性、生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性等限制，相同植被類(lèi)型在不同區(qū)域、不同海拔上的森林樣地仍有待增加。此外，土壤有機(jī)碳是碳庫(kù)的重要組成部分，其空間異質(zhì)性變化也與植被組成、凋落物輸入量和歸還量、土壤容重、土壤母質(zhì)和小氣候等因素密切相關(guān)[30-31]，以上因素均會(huì)對(duì)研究結(jié)果造成不確定性。森林碳儲(chǔ)量現(xiàn)狀的準(zhǔn)確評(píng)估是后續(xù)固碳速率、潛力及機(jī)制分析的重要基礎(chǔ), 是理解森林生態(tài)系統(tǒng)在全球碳平衡和碳循環(huán)中所處地位的重要手段。建議在以后的研究中通過(guò)加大森林生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查與監(jiān)測(cè)力度，完善森林碳循環(huán)模型等途徑以完善“自下而上”和“自上而下”方法，獲取更為精細(xì)的碳循環(huán)基礎(chǔ)參數(shù)，提高森林碳匯評(píng)估精度，以減少估算結(jié)果的不確定性。