研究背景
森林固碳是缓解全球气候变化的重要途径。中国东北温带森林面积广、蓄积量大，在国家碳收支和区域气候调节中具有重要作用，准确评估其碳汇能力意义重大。然而，森林碳汇估算并不只是得到一个数值。观测方法、采样时序、空间异质性和组分测量误差都会影响结果可靠性。现有研究对不确定性来源及其贡献缺乏系统分析，限制了不同结果之间的比较，也制约了森林碳汇估算精度的提升。
基于此，中国科学院沈阳应用生态研究所朱教君老师团队以东北典型次生林生态系统为对象，结合样地清查、土壤呼吸观测和长期土壤碳库监测，系统评估不同林分的碳汇强度及其不确定性来源，进一步提出低不确定性碳汇估算框架，为提高森林碳汇核算精度提供了重要参考。研究发表在《Journal of Forestry Research》。
核心发现
（1）三类林分的年均NPP分别为6.90±1.48、7.36±1.75和6.54±1.40 t ha⁻¹ a⁻¹，总体差异不显著。碳输入主要集中在地上部分；
（2）三类林分的年均总Rs分别为7.21±1.04、8.66±0.58和5.24±0.33 t ha⁻¹ a⁻¹，Rh分别为4.91±0.98、5.49±1.09和3.86±0.21 t ha⁻¹ a⁻¹。蒙古栎林Rs和Rh最高，较强的土壤碳释放抵消了其较高NPP，最终导致NEP最低。这表明，评估森林固碳能力不能只看植物生产力，土壤碳输出同样关键。
（3）次生混交阔叶林、蒙古栎林和落叶松人工林的NEP分别为1.99±1.78、1.87±2.06和2.68±1.42 t ha⁻¹ a⁻¹，说明三类林分整体上均表现为碳汇，其中，落叶松人工林的NEP数值最高，蒙古栎林最低；
图1.三个林分间Rs、Rh和NEP的比较；
表1.三种林分的净初级生产力（NPP，t·ha⁻¹·a⁻¹）及其不确定性。
（4）虽然三类林分均表现为碳汇，但传统NEP估算存在较高不确定性；
（5）不确定性分解结果显示，细根NPP对NEP不确定性的贡献最高；其次是Rs；叶片也有一定影响，而灌木、草本和粗根贡献较小。
（6）“低不确定性碳汇”框架通过聚焦树干、粗根和土壤碳库，显著降低碳汇估算的不确定性并提高结果可靠性；
表2.生态系统组分对NEP不确定性的相对贡献。
研究方法
研究在中国科学院清原森林生态系统国家野外科学观测研究站开展，选取次生混交阔叶林、蒙古栎林和落叶松人工林三类典型林分，在通量塔周围设置固定样地。实验主要采集不同组分NPP、Rs、Rh及土壤温湿度等数据。
采用PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统（北京理加联合科技有限公司）原位测定土壤呼吸。研究人员在样地内预埋PVC环，测量时将土壤呼吸室与其密封连接，通过气室内气体浓度变化计算土壤通量；同时设置断根处理，以区分总Rs和主要由微生物分解产生的异Rh。正式观测在稳定天气条件下开展，间隔为7–10天。
数据处理上，研究利用土壤温度和含水量拟合土壤呼吸并扩展为连续通量，计算年尺度Rs和Rh，进而估算碳汇并分析不确定性来源。在此基础上，研究进一步提出“低不确定性碳汇”概念，仅纳入对长期碳固持贡献较大、且测量误差相对较低的稳定碳库，即树干NPP+粗根NPP+土壤碳变化，以提高森林碳汇估算的可靠性。
启示
森林碳汇评估不仅要关注碳固定量，更要回答碳能否长期保存、结果是否可靠。未来，可通过加强稳定碳库和地下过程的长期监测，完善不确定性分析框架，将有助于提升森林碳汇核算精度，为生态碳汇管理和碳中和目标提供更可靠支撑。
发表期刊：Journal of Forestry Research【影响因子：4.1】
研究单位：中国科学院应用生态研究所、中国科学院大学等
研究地点：中国科学院清原森林生态系统国家野外科学观测研究站
使用设备：PS-9000便携式土壤碳通量自动测量系统
DOI：https://doi.org/10.1007/s11676-026-01998-0