Explaining the eventual transient saturation of climate-carbon cycle feedbackSpringer Science and Business Media LLC - Tập 3 - Trang 1-8 - 2008
Igor I Mokhov, Alexey V Eliseev
Coupled climate-carbon cycle simulations generally show that climate feedbacks amplify the buildup of CO2 under respective anthropogenic emission. The effect of climate-carbon cycle feedback is characterised by the feedback gain: the relative increase in CO2 increment as compared to uncoupled simulations. According to the results of the recent Coupled Climate-Carbon Cycle Model Intercomparison Project (C4MIP), the gain is expected to increase during the 21st century. This conclusion is not supported by the climate model developed at the A.M. Obukhov Institute of Atmospheric Physics at the Russian Academy of Sciences (IAP RAS CM). The latter model shows an eventual transient saturation of the feedback gain. This saturation is manifested in a change of climate-carbon cycle feedback gain which grows initially, attains a maximum, and then decreases, eventually tending to unity. Numerical experiments with the IAP RAS CM as well as an analysis of the conceptual framework demonstrate that this eventual transient saturation results from the fact that transient climate sensitivity decreases with time. One may conclude that the eventual transient saturation of the climate-carbon cycle feedback is a fundamental property of the coupled climate-carbon system that manifests itself on a relevant time scale.
Carbon stock potential of highland bamboo plantations in northwestern EthiopiaSpringer Science and Business Media LLC - Tập 18 Số 1
Ayana A Jember, Mintesinot Taye, Getaneh Gebeyehu, Gashaw Mulu, Trinh Thang Long, Jayaraman Durai, Shiferaw Abebe
Abstract
Background
In Ethiopia, highland bamboo has been cultivated in various niches: farmlands, riverbanks, woodlot boundaries, and homesteads, and agroforestry systems. However, the biomass and carbon storage of potential of bamboo forests across niches is not well characterized in Ethiopia. Therefore, this study was conducted to estimate the biomass and carbon storage potential of highland bamboo plantations in northwestern Ethiopia. To this end, a total of 60 circular plots measuring 100 m2 with a radius of 5.64 m were randomly established on the homestead, woodlot, and riverbank plantation niches to conduct the inventory. The biomass storage of bamboo was calculated based on previously published allometric equations. Biomass and carbon stock variations among age-classes and niches of bamboo forests were analyzed using analysis of variance (ANOVA) and subsequent pairwise means comparisons of carbon stocks among niches were performed via post hoc Tukey test at p < 0.05.
Results
Results showed that the mean aboveground biomass (AGB) ranged from 150.18 – 191.42 Mg ha−1 in the entire niches. The highest amount of AGB was stored in the homestead niche (191.42 Mg ha−1) followed by the woodlot (180.11 Mg ha−1) and riverbank niche (150.17 Mg ha−1), respectively. The highest carbon stock (111.56 Mg C ha−1) was found in the homestead niche while the smallest amount was recorded in the riverbank niche (87.52 Mg ha−1). The homestead bamboo plantation has the highest biomass storage due to the application of manure and natural fertilizer, regular harvesting and management of culms, and protection from illegal harvesting and grazing.
Conclusion
This study highlights the importance of bamboo plantations in climate change mitigation. Hence, bamboo plantation should be promoted; and natural resource management and forestry departments of the government, Universities, research centers, the International Bamboo and Rattan Organization (INBAR), and other partners should work with local communities to expand bamboo plantation on their homesteads and degraded lands.
Động lực của carbon và khí CO2 được loại bỏ bởi các đồn điền rừng Brazil trong giai đoạn 1990–2016 Dịch bởi AI Springer Science and Business Media LLC - Tập 13 - Trang 1-12 - 2018
Carlos Roberto Sanquetta, Ana Paula Dalla Corte, Allan Libanio Pelissari, Margarida Tomé, Greyce Charllyne Benedet Maas, Mateus Niroh Inoue Sanquetta
Chúng tôi đã phân tích động lực của nguồn carbon (C) và việc loại bỏ CO2 của các đồn điền rừng Brazil trong giai đoạn từ 1990 đến 2016. Dữ liệu về quy mô rừng được tổng hợp từ nhiều nguồn khác nhau được sử dụng trong các phép tính. Năng suất được mô phỏng bằng cách sử dụng các mô phỏng tăng trưởng và sản lượng theo loài cho các loại cây chính được trồng ở quốc gia này. Các yếu tố mở rộng sinh khối, tỷ lệ rễ so với chồi, mật độ gỗ và các thành phần carbon được tổng hợp từ tài liệu đã được áp dụng. Nguồn carbon trong necromass (gỗ chết và lá mục) và sản phẩm gỗ thu hoạch (HWP) cũng được đưa vào các phép tính. Các rừng trồng đã tích trữ 231 triệu tấn C vào năm 1990, tăng lên 612 triệu tấn C vào năm 2016 nhờ vào việc mở rộng diện tích trồng rừng và năng suất cao hơn của các đồn điền trong 26 năm. Eucalyptus đã đóng góp 58% vào lượng carbon tích trữ năm 1990 và 71% vào năm 2016 nhờ vào sự gia tăng đáng kể về diện tích trồng trọt và năng suất. Pinus đã giảm tỷ lệ tích trữ carbon của mình do tăng trưởng thấp về diện tích, trong khi các loài khác chỉ chia sẻ chưa đến 6% tổng lượng carbon trong thời gian nghiên cứu. Sinh khối trên mặt đất, sinh khối dưới mặt đất và necromass đã chiếm 71%, 12% và 5% tổng lượng carbon tích trữ trong các đồn điền vào năm 2016, tương ứng. HWP đã tích trữ 76 triệu tấn carbon trong giai đoạn này, đại diện cho 12% tổng lượng carbon tích trữ. Việc loại bỏ carbon dioxide bởi các đồn điền rừng Brazil trong suốt 26 năm đạt tổng cộng 1669 Gt CO2-e. Lượng carbon dioxide được loại bỏ bởi các đồn điền rừng Brazil trong 26 năm gần như bao trùm toàn bộ lượng phát thải của quốc gia từ ngành chất thải trong cùng giai đoạn, hoặc từ ngành nông nghiệp, lâm nghiệp và sử dụng đất khác vào năm 2016. Chúng tôi kết luận rằng các đồn điền rừng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu phát thải khí nhà kính (GHG) ở Brazil. Nghiên cứu này hữu ích để cải thiện báo cáo quốc gia về rừng trồng và tiềm năng thu giữ GHG của chúng cũng như nhằm đạt được Cam kết Quốc gia Đã Được Xác Định của Brazil và Thỏa thuận Paris.
Động lực học không gian-thời gian của ngân sách carbon hệ sinh thái rừng ở Quý Châu: tùy chỉnh và ứng dụng mô hình CBM-CFS3 cho Trung Quốc Dịch bởi AI Springer Science and Business Media LLC - Tập 17 Số 1 - 2022
Yuzhi Tang, Quanqin Shao, Tiezhu Shi, Zhensheng Lu, Guofeng Wu
Tóm tắt
Thành phần
Các quốc gia đang tìm cách giảm thiểu biến đổi khí hậu thông qua rừng cần có những phương pháp mô hình hóa phù hợp để dự đoán động lực ngân sách carbon (C) trong rừng và phản ứng của chúng trước sự xáo trộn và quản lý. Mô hình Ngân sách Carbon của Ngành Lâm nghiệp Canada (CBM-CFS3) là một công cụ khả thi và toàn diện để mô phỏng động lực của trữ lượng carbon trong rừng trên các cấp độ rộng lớn, nhưng vẫn còn những bất đồng cần được giải quyết ở Trung Quốc. Prong nghiên cứu này, chúng tôi đã tùy chỉnh mô hình CBM-CFS3 dựa trên bối cảnh của Trung Quốc, bao gồm việc sửa đổi thuật toán trữ lượng carbon sinh khối trên mặt đất, bổ sung kế toán ngân sách carbon cho rừng tre, rừng kinh tế và rừng bụi, cải thiện khởi tạo bể chất hữu cơ chết chậm (DOM) dưới đất của đất không rừng, và các cài đặt mô hình khác.
Kết quả
Mối quan hệ tuyến tính đầy đủ giữa các mật độ C ước tính và đo được (R2 = 0.967, P < 0.0001, độ dốc = 0.904) trong việc xác thực mô hình cho thấy độ chính xác và độ tin cậy cao của mô hình tùy chỉnh của chúng tôi. Chúng tôi đã mô phỏng thêm động lực không gian-thời gian của các trữ lượng C rừng và tác động xáo trộn ở Quý Châu trong giai đoạn từ năm 1990 đến 2016 bằng cách sử dụng mô hình tùy chỉnh của chúng tôi. Kết quả cho thấy trữ lượng C của hệ sinh thái tổng cộng và mật độ C, cùng với trữ lượng C trong sinh khối, mùn, gỗ chết và đất ở Quý Châu đã tăng liên tục và đáng kể, trong khi mật độ C trong đất đã giảm trong toàn bộ thời gian nghiên cứu, điều này có thể được quy cho lịch sử phá rừng và biến đổi khí hậu. Trữ lượng C của hệ sinh thái tổng cộng đã tăng từ 1220 Tg C vào năm 1990 lên 1684 Tg C vào năm 2016 với tỷ lệ 18 Tg C/năm, với sự gia tăng đáng kể ở hầu hết các khu vực, đặc biệt là ở phía nam và tây bắc. Tổng mức giảm trữ lượng C của hệ sinh thái và chi tiêu C do sự xáo trộn đã đạt 97.6 Tg C và 120.9 Tg C, tương ứng, nhưng cả hai đều thể hiện xu hướng giảm đáng kể do sự suy giảm diện tích rừng bị xáo trộn trong giai đoạn 1990–2016. Khai thác để tái sinh, phá rừng để làm nông nghiệp và thu hoạch khai thác đã gây ra mức giảm trữ lượng C và chi tiêu C lớn nhất, trong khi trồng rừng và sự mở rộng tự nhiên của rừng đã góp phần vào việc gia tăng lớn nhất trong trữ lượng C.
Kết luận
Các khu rừng ở Quý Châu đã hoạt động như một bể chứa carbon ròng trong suốt thời gian nghiên cứu; Mô hình CBM-CFS3 tùy chỉnh của chúng tôi có thể phục vụ như một phương pháp hiệu quả và chính xác hơn để ước lượng trữ lượng C rừng cũng như các tác động xáo trộn ở Trung Quốc và thậm chí mở rộng cho việc tùy chỉnh mô hình cho các khu vực khác.
Ngân sách carbon trong mùa sinh trưởng của hệ sinh thái đồng cỏ núi cao ở lưu vực Hồ Thanh Hải: một nguồn carbon liên tục trong thế kỷ này theo mô hình Biome-BGC Dịch bởi AI Springer Science and Business Media LLC -
Mengya Zhang, Yujun Ma, Peng Chen, Fangzhong Shi, Junqi Wei
Tóm tắt
Giới thiệu
Đồng cỏ núi cao là một trong những hệ sinh thái quan trọng nhất ở Cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng (QTP), và rất nhạy cảm với biến đổi khí hậu cũng như hoạt động của con người. Vì vậy, việc làm rõ chính xác tình trạng hiện tại và dự đoán xu hướng tương lai trong ngân sách carbon của hệ sinh thái đồng cỏ núi cao là rất quan trọng. Mục tiêu của nghiên cứu này là khám phá tính khả thi của mô hình Biome-BGC (BBGC) ở lưu vực Hồ Thanh Hải (QLB), xác định các tham số chính ảnh hưởng đến sự biến đổi của trao đổi hệ sinh thái ròng (NEE), và tiếp tục dự đoán các xu hướng tương lai trong ngân sách carbon ở QLB.
Kết quả
Đồng cỏ núi cao chủ yếu hoạt động như một bể chứa carbon trong mùa sinh trưởng. Đối với các yếu tố sinh thái - sinh lý, các tham số YEL (Ngày trong năm để kết thúc sự rụng lá), YSNG (Ngày trong năm để bắt đầu sinh trưởng mới), CLEC (Hệ số suy giảm ánh sáng tán lá), FRC:LC (Tỷ lệ carbon của rễ mới: carbon của lá mới), SLA (Diện tích lá trung bình đặc trưng của tán lá), C:Nlá (C:N của lá), và FLNR (Phân số nitrogen trong lá Rubisco) được xác nhận là bảy tham số hàng đầu ảnh hưởng đến ngân sách carbon của đồng cỏ núi cao. Đối với các yếu tố khí tượng, độ nhạy của NEE đối với lượng mưa lớn hơn so với sự thiếu hụt áp suất hơi (VPD), và lớn hơn cả đối với bức xạ so với nhiệt độ không khí. Hơn nữa, tác động kết hợp của hai yếu tố khí tượng khác nhau đối với NEE cao hơn tác động riêng lẻ của từng yếu tố. Trong tương lai, sự ấm lên và độ ẩm tăng sẽ làm tăng khả năng thu giữ carbon của đồng cỏ núi cao trong mùa sinh trưởng, nhưng sự ấm lên cực đoan (trên 3.84 ℃) sẽ làm giảm NEE (khoảng 2.9%) trong kịch bản SSP5-8.5.
Kết luận
Tổng quát, hệ sinh thái đồng cỏ núi cao ở QLB hiện tại và trong tương lai nhìn chung hoạt động như một bể chứa carbon. Điều này có ý nghĩa rất lớn cho việc đạt được mục tiêu trung hòa carbon và quản lý các hệ sinh thái núi cao.
Bẫy carbon qua việc chôn gỗ Dịch bởi AI Springer Science and Business Media LLC - Tập 3 - Trang 1-12 - 2008
Ning Zeng
Để giảm thiểu biến đổi khí hậu toàn cầu, một danh mục các chiến lược sẽ cần thiết để giữ nồng độ CO2 trong khí quyển dưới một mức nguy hiểm. Bài báo này đề xuất một chiến lược bẫy carbon trong đó một số cây chết hoặc cây sống sẽ được thu hoạch thông qua việc thu gom hoặc chặt chọn lọc, sau đó được chôn trong các hố hoặc cất giữ trong các chòi trên mặt đất. Điều kiện hiếm khí chủ yếu dưới một lớp đất dày sẽ ngăn chặn sự phân hủy của gỗ bị chôn. Vì một lượng CO2 lớn đang liên tục được đồng hóa vào các rừng của thế giới thông qua quá trình quang hợp, nên việc cắt đứt con đường trở lại khí quyển sẽ tạo thành một bẫy carbon hiệu quả. Ước tính rằng tiềm năng bẫy carbon bền vững dài hạn cho việc chôn gỗ là 10 ± 5 GtC/năm, và hiện khoảng 65 GtC đang nằm trên mặt đất của các khu rừng trên thế giới dưới dạng vật liệu gỗ thô thích hợp để chôn. Tiềm năng này lớn nhất ở các khu rừng nhiệt đới (4.2 GtC/năm), tiếp theo là rừng ôn đới (3.7 GtC/năm) và rừng lãnh nguyên (2.1 GtC/năm). Việc chôn gỗ còn đem lại những lợi ích khác bao gồm việc giảm thiểu nguồn CO2 từ nạn phá rừng, kéo dài thời gian hoạt động của bẫy carbon từ tái trồng rừng, và giảm nguy cơ cháy rừng. Có những tác động môi trường tiềm tàng như việc khóa dinh dưỡng mà trên thực tế dường như có thể quản lý được, nhưng những mối quan tâm và yếu tố khác có thể sẽ giới hạn để chỉ một phần tiềm năng đầy đủ có thể được hiện thực hóa. Dựa trên dữ liệu từ ngành công nghiệp khai thác gỗ Bắc Mỹ, chi phí cho việc chôn gỗ được ước tính là 14 USD/tCO2 (50 USD/tC), thấp hơn chi phí thông thường cho việc thu giữ CO2 từ nhà máy điện với lưu trữ địa chất. Chi phí cho quá trình bẫy carbon qua việc chôn gỗ thấp vì CO2 được loại bỏ khỏi khí quyển thông qua quá trình quang hợp tự nhiên với chi phí rất thấp. Kỹ thuật này có công nghệ thấp, phân tán, dễ theo dõi, an toàn và có thể đảo ngược, do đó là một lựa chọn hấp dẫn cho việc triển khai quy mô lớn trong thị trường carbon toàn cầu.
Giảm phát thải từ nạn phá rừng và suy thoái rừng (REDD): một chiến lược giảm thiểu biến đổi khí hậu trên một con đường quan trọng Dịch bởi AI Springer Science and Business Media LLC - Tập 4 - Trang 1-10 - 2009
Michael Köhl, Thomas Baldauf, Daniel Plugge, Joachim Krug
Sau các cuộc thảo luận gần đây, có hy vọng rằng một cơ chế giảm phát thải từ nạn phá rừng và suy thoái rừng (REDD) sẽ được các bên tham gia Công ước Khung của Liên Hiệp Quốc về Biến đổi Khí hậu (UNFCCC) đồng thuận tại cuộc họp lần thứ 15 ở Copenhagen vào năm 2009 như một hành động đủ tiêu chuẩn để ngăn chặn biến đổi khí hậu và sự ấm lên toàn cầu trong các giai đoạn cam kết sau năm 2012. Các quốc gia triển khai chế độ REDD nhằm tạo ra lợi ích cần thiết phải thực hiện các hệ thống giám sát và báo cáo hiệu quả và xác định các bất trắc liên quan. Nguyên tắc bảo thủ giải quyết vấn đề lỗi ước lượng và yêu cầu báo cáo các ước lượng tối thiểu đáng tin cậy (RME). Tại đây, tiềm năng tạo ra lợi ích từ việc áp dụng chế độ REDD được đề xuất với tham chiếu đến các lỗi lấy mẫu và không lấy mẫu ảnh hưởng đến độ tin cậy của dữ liệu hoạt động ước lượng và các yếu tố phát thải. Một khuôn khổ để tính toán lợi ích carbon bằng cách bao gồm các lỗi đánh giá được phát triển. Các cân nhắc lý thuyết dựa trên mẫu cũng như một nghiên cứu mô phỏng cho năm quốc gia được lựa chọn với tỷ lệ phá rừng và suy thoái từ thấp đến cao cho thấy rằng ngay cả những lỗi đánh giá nhỏ (5% và thấp hơn) cũng có thể vượt qua những nỗ lực thành công nhằm giảm phá rừng và suy thoái. Việc tạo ra lợi ích từ REDD chỉ có thể xảy ra trong những tình huống mà các lỗi đánh giá được kiểm soát cẩn thận.
#REDD #giảm phát thải #biến đổi khí hậu #nạn phá rừng #suy thoái rừng #hệ thống giám sát #báo cáo #sự ước lượng #lỗi đánh giá
Tăng cường hiệu quả sử dụng nước một cách mạnh mẽ với các tác động của rừng liên tục ở quy mô lưu vực rừng lớn Dịch bởi AI Springer Science and Business Media LLC - Tập 16 - Trang 1-15 - 2021
Krysta Giles-Hansen, Xiaohua Wei, Yiping Hou
Sự thay đổi do rừng bị xáo trộn gây ra trong việc liên kết giữa carbon của rừng và nước có những tác động quan trọng đối với chức năng của hệ sinh thái và quản lý rừng bền vững. Tuy nhiên, điều này hiếm khi được nghiên cứu ở quy mô lưu vực lớn với sự xáo trộn rừng tích lũy. Chúng tôi đã sử dụng sự kết hợp giữa các kỹ thuật bao gồm mô hình hóa, phân tích thống kê và học máy để điều tra ảnh hưởng của sự xáo trộn rừng tích lũy đối với hiệu quả sử dụng nước (WUE, một chỉ số cho mối liên kết giữa carbon và nước) trong lưu vực Chilcotin rộng 19,200 km2 nằm trong khu vực nội địa trung tâm của British Columbia, Canada. Việc khai thác, cháy rừng và sự xâm nhập nghiêm trọng của bọ thông núi (MPB) đã dần dần tích lũy qua 45 năm nghiên cứu, và lưu vực đã đạt được diện tích cắt bỏ tương đương tích lũy 10% vào năm 1999 và sau đó là 40% vào năm 2016. Thật ngạc nhiên, với sự gia tăng xáo trộn rừng mạnh mẽ từ năm 2000 đến 2016 chủ yếu do MPB, lượng carbon và mức lưu trữ carbon ở cấp lưu vực không cho thấy sự giảm sút đáng kể. Khả năng phục hồi này chủ yếu là do động lực carbon ở cấp độ cảnh quan chứng kiến sự cân bằng giữa nhiều loại và tỷ lệ xáo trộn khác nhau, sự tích lũy của các loại rừng trưởng thành hơn và những rừng trẻ tái sinh nhanh chóng. Năng lực lưu trữ carbon ở cấp độ lưu vực đã được duy trì, đo bằng Sản xuất sơ cấp ròng (NPP). Một sự giảm đáng kể đồng thời trong nước bay hơi (ET) hàng năm, dẫn đến sự gia tăng 19% trong WUE (được định nghĩa là tỷ lệ giữa NPP và ET), điều này trái ngược với các kết quả thường thấy sau sự xáo trộn ở cấp độ rừng. Trong thời gian này của sự xáo trộn cao, ET là yếu tố chính thúc đẩy sự gia tăng WUE. Chúng tôi kết luận rằng động lực rừng do xáo trộn gây ra và quy mô thích hợp cần được xem xét khi điều tra mối quan hệ giữa carbon và nước. Trái ngược với mối quan hệ đánh đổi ở cấp độ rừng giữa carbon và nước, các lưu vực rừng có thể được quản lý để duy trì tài nguyên gỗ, carbon và nước trên các cảnh quan rộng lớn.
#xáo trộn rừng #hiệu quả sử dụng nước #carbon và nước #lưu vực rừng #tài nguyên bền vững
