低效林改培碳汇响应的阶段性转折点判别机制
Mechanism for Identifying Stage-Specific Turning Points in Carbon Sink Response during Low-Efficiency Forest Transformation
DOI: 10.12677/wjf.2026.152036, PDF,   
作者: 李雅妮, 杨 秀, 王 斌:商洛市商州区二龙山国有林场,陕西 商洛;张丰玺:商洛市镇安县高峰镇人民政府,陕西 镇安;王 唯:商洛市商州区夜村国有林场,陕西 商洛
关键词: 低效林改培碳汇响应转折点判别多源数据融合早期预警Low-Quality Forest Rehabilitation Carbon Sink Response Transition Point Identification Multi-Source Data Integration Early Warning
摘要: 目的:明确低效林改培过程中森林碳汇的阶段性演化特征,构建转折点识别机制,为碳储动态监测与碳管理提供技术支持。方法:以陕西商洛市中幼龄低效林为对象,整合2000~2023年多源数据(Landsat遥感指数、实地碳含量与生物量),采用滑动窗口法与分段回归模型,量化碳储年增长斜率变化,进而识别碳储积累的关键转折点。结果:地上碳储在改培后第22年与第31年出现加速与趋稳转折,年增速由0.9 Mg∙ha1∙年1升至3.8 Mg∙ha1∙年1,后回落至1.0 Mg∙ha1∙年1;土壤碳储响应滞后约1.5年,相应转折点出现在第23.5年与32.6年。结论:构建的“滑动窗口 + 分段回归 + 多指标融合”机制,能有效捕捉低效林碳汇跃迁的阶段性信号。本研究的创新点在于提出了融合多源时序数据与统计模型的转折点判别框架,增强了动态监测的量化能力;明确了地上与土壤碳汇响应存在约1.5年的系统性滞后,为差异化碳管理提供了时序依据。该机制可为森林碳汇精准评估与生态服务管理提供科学支持。
Abstract: [Objective] This study aims to clarify the staged evolutionary characteristics of forest carbon sinks during the reconstruction and cultivation of low-efficiency forests, and establish a turning point identification mechanism to provide technical support for the dynamic monitoring and management of carbon storage. [Method] Taking young and middle-aged low-efficiency forests in Shangluo City, Shaanxi Province as the research object, multi-source data from 2000 to 2023 (including Landsat remote sensing indices, field-measured carbon content and biomass) were integrated. The sliding window method and piecewise regression model were adopted to quantify the annual change slope of carbon storage, and further identify the key turning points of carbon storage accumulation. [Result] The aboveground carbon storage showed accelerated and stabilized turning points in the 22nd and 31st years after reconstruction and cultivation, with the annual growth rate increasing from 0.9 Mg·ha⁻¹·yr⁻¹ to 3.8 Mg·ha⁻¹·yr⁻¹, and then decreasing to 1.0 Mg·ha⁻¹·yr⁻¹. The response of soil carbon storage lagged by approximately 1.5 years, with the corresponding turning points appearing in the 23.5th and 32.6th years. [Conclusion] The established mechanism of “sliding window + piecewise regression + multi-index fusion” can effectively capture the staged signals of carbon sink transition in low-efficiency forests. The innovation of this study lies in proposing a turning point discrimination framework integrating multi-source time-series data and statistical models, which enhances the quantitative capability of dynamic monitoring. It is clarified that there is a systematic lag of about 1.5 years between the responses of aboveground and soil carbon sinks, providing a temporal basis for differentiated carbon management. This mechanism can provide scientific support for the accurate assessment of forest carbon sinks and the management of ecological services.
文章引用:李雅妮, 张丰玺, 王唯, 杨秀, 王斌. 低效林改培碳汇响应的阶段性转折点判别机制[J]. 林业世界, 2026, 15(2): 300-308. https://doi.org/10.12677/wjf.2026.152036

参考文献

[1] 唐麟. 盐源县国家储备林建设云南松低效林改造技术[J]. 现代园艺, 2023, 46(16): 67-69.
[2] 张洁, 王元顶, 舒德远, 等. 国家储备林改培采伐强度对马尾松人工林生长的影响[J]. 贵州林业科技, 2024, 52(4): 28-34.
[3] 胡德活, 郑会全, 韦如萍, 等. 密度控制和追肥对杉木近熟林改培大径材林的效应分析[J]. 山地农业生物学报, 2024, 43(3): 9-14, 32.
[4] 李俊明. 小陇山林区低质低效林改培经营技术[J]. 乡村科技, 2020(14): 76-77.
[5] 袁媛, 姚甲宝, 徐克芹, 等. 林窗面积、年龄对赣中南杉木低效林灌草物种多样性和碳储量的影响[J]. 应用与环境生物学报, 2025, 31(8): 1272-1283.
[6] 冯嵚. 大同市云冈林场油松低效林改造对土壤养分状况的影响[J]. 防护林科技, 2023(6): 19-21.
[7] 符式培. 浅谈低效林改造中不同采伐方式对造林成效的影响[J]. 今日农业, 2022(5): 71.
[8] 姚伟, 王有位. “双碳”目标下巍山县桉树低效林改造[J]. 绿色科技, 2024, 26(1): 98-103.
[9] 卢春光, 李漫, 谭上权, 等. 国家储备林改培技术的优化与实践——以博白林场为例[J]. 现代园艺, 2025, 48(4): 182-183, 186.
[10] 马军. 浅谈如何发挥林业在低碳经济中的作用[J]. 山西农经, 2023(8): 129-131.
[11] 秦世立, 曲杭峰. 大兴安岭白桦低质林改培效果的综合评价[J]. 东北林业大学学报, 2022, 50(3): 19-24.
[12] 张仁瑞, 廖兴国. 低质低效林补植改造主要评价因子调查研究[J]. 安徽农学通报, 2024, 30(21): 57-60.
[13] 李婷, 徐婷. 加强森林抚育和低效林改造与提高森林质量的有效途径[J]. 吉林蔬菜, 2024(2): 259.
[14] 韩泉武. 浅析加强森林抚育和低效林改造[J]. 中文科技期刊数据库(全文版)自然科学, 2021(1): 165-167.
[15] 王志刚, 刘克, 聂怀鑫, 等. 低质低效林改造技术[J]. 现代农村科技, 2024(6): 61-62.
[16] 陈宇. 基于生态适应性分析的低质低效林树种选择与多样化配置模式研究——以肇庆市国有清桂林场为例[J]. 生态与资源, 2025(9): 67-69.
[17] 邹雅榕, 胡镫方, 鄢雪杨, 等. 玉屏油茶低产低效林成因分析及改造技术探讨[J]. 现代园艺, 2026, 49(1): 89-91.
[18] 孟伟, 代小燕, 姚华忆, 等. 龙里林场马尾松现有林改培模式研究[J]. 内蒙古林业调查设计, 2021, 44(5): 21-23.
[19] 刘小兵. 森林抚育与低效林改造是驱动森林品质升级的引擎[J]. 今日农业, 2025(4): B81.
[20] 刘鹏. 南岭国家森林公园低质低效林改造模式与生物多样性提升路径[J]. 中国林业产业, 2025(5): 21-22.
[21] 徐海莉. 左云县古长城五路山防风固沙生态治理及低效林改造技术探讨[J]. 山西林业, 2022(3): 24-25.
[22] 陈永强, 张永刚. 陕西省低效林改造中植物种质资源保护策略探讨[J]. 南方农业, 2024, 18(24): 169-171.
[23] 李桃根. 森林抚育、低效林改造提高森林质量的分析[J]. 乡村科技, 2024, 15(17): 113-116.
[24] 张伟. 森林抚育技术创新在低效林生态修复与经营方向转型中的应用[J]. 农业灾害研究, 2025, 15(5): 67-69.
[25] 吴悦宏, 林文欢, 朱晓武, 等. 低效林改造树种早期生长分析[J]. 林业调查规划, 2022, 47(4): 110-114, 143.
[26] 沙吉旦∙尕衣提. 林场低产低效林改造后的森林碳汇功能变化及提升策略[J]. 绿色中国, 2025(3): 85-87.
[27] 刘春红, 梁悦军. 承德低效林改造中经济树种的选择和抚育管理策略[J]. 特种经济动植物, 2025, 28(6): 179-181.
[28] 孟雪梅, 黄远章, 赵冬, 等. 鲁西南砂石山低效林改造与恢复关键技术[J]. 农业灾害研究, 2025, 15(8): 155-157.
[29] 杨海军. 低效林改造的现实意义及有效举措研究[J]. 花木盆景: 上半月, 2022(11): 60-61.
[30] 熊文. 水土流失区低效林改造成效分析[J]. 林业勘察设计, 2022(1): 82-84.