森林碳循環過程
全球氣候變化與森林生態系統一直是國內外全球變化研究的熱點領域，內容主要涉及氣候變化對森林群落和樹種的空間分布影響、組成結構的變化、林木的生理生態回響和生物生產力的變化、森林的碳匯作用和碳平衡等。
大氣CO2濃度升高的直接作用和氣候變化的間接作用表現在兩個方面。一般認為，CO2濃度上升對植物起著“施肥效應”作用。因為在植物的光合作用過程中，CO2作為植物生長所必須的資源，其濃度的增加有利於植物光合作用的增強，從而促進植物和生態系統的生長和發育。目前，大部分在人工控制環境下的模擬實驗結果也表明，CO2濃度上升將使植物生長的速度加快，從而對植物生長和生物量的增加起著促進作用，增益變幅為10-70%，尤其是對C3類植物，其增加的程度可能更大。但是，CO2濃度升高對植物的影響根據其所在的生物群區、光合作用和生長方式的不同而存在著較大的差異。一般認為，CO2濃度升高對森林生長和生物量的增加在短期內能起到促進作用，但是不能保證其長期持續地增加。
森林生產力是評價森林生長狀況和森林生態系統功能的主要指標之一。大氣中CO2濃度上升及由此而引起的氣候變化將影響森林的生產力。由於生產力與氣候（水熱因子）間存在著一定的關係，因此人們常用氣候模型（如Miami模型等）估算大尺度生產力。對於未來氣候變化對生產力的影響也常利用GCM模型對未來氣候情景進行預測，再根據預測結果估算生產力，最後與當前氣候情形下所模擬的結果相比較。基於全球變化的預測情景，中國森林生產力將有所增加，增加的幅度因地區而異，變化在12%~35%。由於不同的GCM模型對未來氣候模擬預測的結果不同，因此對生產力變化的預測也表現出一定的差異。此外，氣候變化對森林生產力影響的預測目前僅僅考慮氣候與生產力的線性平衡關係，而沒有考慮其它自然和人為因素的影響；在預測過程中假定森林植被的分布不隨氣候的變化而發生改變；預測中所選用的氣候因子是其年平均值，而沒有考慮其季節變化和森林的適應性變化。所以，預測的結果並不能準確地反映出未來的實際情況。
關於森林在陸地碳匯中所起的作用，至今沒有形成一致的觀點。北美的實測和模型研究表明，北半球中高緯度森林植被是一個重要的匯，它在減小碳收支不平衡中起著關鍵作用。然而，根據加拿大、美國、歐洲、俄羅斯和中國的森林清查數據計算結果表明，北半球森林對碳的淨吸收量有限，20世紀90年代初期年吸收量為0.6-0.7Pg，其中80%以上發生在溫帶地區，且受林火、棄耕和造林的影響，寒帶地區的生長則被火和其它干擾抵消了；與大氣碳量變化相比較，森林以外可能存在有其它重要的陸地碳匯。
方精雲等利用1949年至1998年間7次森林資源清查資料，結合使用森林生物量實測資料，採用改良的生物量換算因子法，推算了我國50年來森林碳庫和平均碳密度的變化，分析了中國森林植被的CO2源匯功能。結果表明，70年代中期以前，中國森林碳庫和碳密度年均減少約0.024Pg；之後呈增加趨勢，在最近的20多年中，森林碳庫年平均增加0.022Pg。這種增加主要由人工造林增加所致，自20世紀70年代中期以來，人工造林累計吸收固定0.45 Pg的碳。另外，氣溫上升和CO2 濃度施肥效應也可能是促進森林生長增加固碳能力的重要原因。
目前，國際上普遍採用微氣象技術測定方法開展森林植被的CO2通量觀測或稱渦動相關法研究森林的大空間尺度碳平衡規律。國際上已經建立的CO2通量觀測網路站點有100多個，分別隸屬於歐洲通量網（EUROFLUX）、美洲通量網（AmeriFlux）、加拿大北方森林通量網（BOREALS）、地中海通量網（MedeFlux）、澳洲通量網（Oznet）和亞洲通量觀測網（ASIAFLUX）。從全年的CO2通量觀測結果分析，無論是北方森林、溫帶森林還是熱帶森林均表現為碳匯，但是碳匯強度大小受森林類型、氣候環境變化、自然與人為干擾的影響。我國於2001底開始構建了CO2通量觀測網，其中大部分是開展森林生態系統CO2通量觀測研究。
全球變化相關的森林研究的未來發展趨勢：加強森林土壤碳儲量、土壤有機碳組分與周轉、土壤呼吸及碳釋放動態變化規律研究；土地利用變化對森林碳儲量、組分、動態和殘留的影響以及不同土地利用方式下碳的源、匯分析評價；開展不同經營措施和管理方法對森林碳儲量、碳平衡過程與變化規律的研究。
