中图分类号： P942文献标识码：A 1 引言 全球变化、可持续发展和生物多样性问题，是当今生态科学和环境科学的三大研究前沿领域，并已经成为世界各国关注的焦点。由于碳循环对于陆地生物生态系统的功能特别重要，而且与气候系统紧密相连，所以在国际地圈—生物圈计划(IGBP)中，全球尺度的模型化工作最初集中于碳循环，而碳循环对估计未来CO[,2]和其他温室气体的含量以及这些气体与生物圈的相互作用都是至关重要的[1]。北半球中、高纬度森林生态系统可为全球碳循环的平衡作出重大贡献，因而北半球中、高纬度的陆地生态系统在全球碳循环动力学中的作用正受到越来越多的注意[2]。目前，中国的森林覆盖率为13.92%，到本世纪末全国森林覆盖率将达到15%，2050年达到20%[3]。由于中国的森林主要分布于北半球中纬度地区，而且人工森林面积正不断增加，所以对全球碳平衡的作用将越来越重要。 从本世纪60年代起，我国就广泛开展了史前气候变化、人类活动、太阳活动等因素对气候变化影响方面的研究[4]。近年来，我国科学家已经开始对中国生态系统植被碳平衡问题进行研究，特别是对森林碳汇的研究。康惠宁等通过研究得出中国森林目前净固碳量为0.863×10[14]gC/a[3]。陈育峰、李克让估计1990年中国森林净吸收碳达0.356～0.6×10[14]gC[4]，田广生估计1990年中国森林吸收1.399×10[14]gC[4]。中国森林的碳通量估计出现了这么大的差异，是由于在森林碳循环方面的基础研究还不充分，缺乏足够可信的实测数据和关键性的组合数据，导致碳通量估算中有较多的不确定性，当然现在还没有定量确定陆地生态系统碳循环的通用方法[5]。由于中国植被的碳储量没有被精确确定，人们无法充分认识到中国陆地生态系统对全球气候变化的重要性，而且在陆地生物圈碳通量被精确确定以前，碳平衡问题是永远不可能得到解决的[2]，这些都表明中国陆地碳循环的研究需要加强。 本文收集了大量有关中国陆地生态系统植被的生物量数据，建立了中国自然植被碳密度数据库。利用中国自然植被的1:400万空间数据，绘制了中国自然植被碳密度分布图，同时进行了空间分布研究，并对国内外有关中国生态系统植被碳储量进行了对比。本文的目的是：建立中国陆地生态系统自然植被碳密度数据库，探讨中国陆地生态系统自然植被碳储量空间分布特征。 2 方法及数据 2.1 估算的方法 生物量包括在该单位面积上全部植物、动物和微生物现存的有机质总量，但由于微生物所占的比重极小，动物生物量也不足植物生物量的10%，所以通常以植物生物量为代表[6]。生物量是研究植被第一性生产力的基础，是评价陆地生态系统结构与功能的重要指标，实际陆地生态系统对大气CO[,2]的净吸收——净生态系统生产力(NEP-Net Ecosystem Production)是相当小的[7]，通常所说的碳汇就是NEP。碳是生命物质的重要元素，在生物量组成元素中所占的比重最大，所以通常也以碳量来表示生物量的大小。虽然已经有科学家做出了全球的植被碳密度[8～10]，但以全球植被的平均碳密度来估算中国陆地生态系统自然植被的碳储量，必然带来一定的误差；而且由于植被类型分类系统不同，并不能准确估算中国植被的碳储量，所以有必要以中国陆地生态系统自然植被生物量的实测数据来建立碳密度数据库。 通常，植物生物量转换为碳量是按照一个比率，即植物干有机质中碳占的比重。不同的植被考虑其树种、年龄、组成和种群结构，转换率是不同的。由于获取各种植被类型的转换率很有限，所以在本文中我们采用国际上常用的转换率(45% and 50% in Olson etal[11];50% in Knigge & Schulz)，首先来建立中国陆地生态系统自然植被的碳密度数据库。 植被碳储量的估算有多种主要方法：一是大规模的实地调查，取得实测数据，建立一套标准的测量参数和生物量数据库[13]，利用遥感技术和方法，获取植被信息，建立模型，估算生物量；一是用样地数据得到植被的平均碳密度，然后用每一种植被的碳密度与面积相乘估算生态系统的碳量[8,15]。 2.2 数据 本文植被碳密度的估算主要是根据公开发表的文献和报告中的生态样方资料。样方数据库是当前最好的可用信息源，它可用来计算潜在生物量贮藏和导出转换因子（用以把森林内调查参数转换成重复生物量贮藏和积累速率）[5]，其中有的文献引用了近668块生物量实测样地[14]。 文中中国陆地生态系统自然植被分为13种类型[16]，其中没包括农业用地，因为农田生态系统既非主要的碳汇，也非主要的碳源，碳循环基本平衡[17]，同时也没有包括无植被区。 3 结果与讨论 3.1 中国陆地自然植被碳密度的空间分布特征 首先经过转换和估算，得出了中国陆地自然植被碳密度和空间分布（表1和图1）。从表1和图1中可以看出，森林生态系统的植被碳密度均比草原和荒漠的要高，实际上这也是与植物生物量分布一致的。在森林生态系统中，从热带阔叶林、亚热带常绿阔叶—落叶阔叶及灌丛、亚热带热带山地针叶林、亚热带热带针叶林、温带落叶阔叶及灌丛，碳密度是随纬度的增加而降低的，这与热量、水分条件的空间分布是分不开的。热带阔叶林植被碳密度是最高的，为11.53～12.81×10[3]gC/m[2]，这是因为热带地区水分、热量条件充足，植物生长旺盛，光合作用效率高。而我国北方寒温带、温带山地针叶林大多为原生林，植物生长茂密，种植密度大，生物量相对比较大，所以我国寒温带、温带山地针叶林的植被碳密度比较高，为7.119～7.91×10[3]gC/m[2]。在草原和荒漠植被类型中，高山灌丛的植被碳密度是最高的达到0.33～0.37×10[3]gC/m[2]，高寒荒漠的植被碳密度是最低的为0.070～0.080×10[3]gC/m[2]，它们的碳密度普遍较低，这是与植物群落的组成和空间分布、物种的结构、林分类型、自然环境有关。
