森林固碳是减缓气候变化的主要途径之一。近20年来我国开展了大规模国土绿化行动，使森林碳储量发生了巨大变化。应用多源遥感观测开展高精度森林碳储量动态监测，并深入探究气候变化和造林活动等对林地植被碳储量变化的影响规律，不仅有利于评估现有生态工程的碳汇效益，也有利于未来植被碳汇的预测以及造林和森林管理方案的优化，助力“碳中和”目标的实现。
本研究首先采用机器学习算法融合激光雷达、主被动微波遥感、多光谱遥感和地面实测数据，量化2003~2020年中国林地地上和地下植被碳储量。然后，采用随机森林算法分离了二氧化碳施肥效应与大气氮沉降、林分特征、气候变化和人类活动对林地植被碳储量变化趋势的影响，并探究不同气候区各主要驱动因素的影响机制。研究结果表明：
（1）2003~2020年，中国林地地上和地下植被碳储量分别为8.6±0.6和2.2±0.1 PgC。中国林地总植被碳储量以122.2±19.6 TgC/yr的速率增加。林地生物量在中部到南部地区增加最快，包括黄土高原南部、秦岭、西南喀斯特地区和东南林区，而林地生物量减少仅发生在大兴安岭、横断山脉和藏南等地的成熟天然林区。
（2）在单位面积林地植被碳储量超过约30 tC/ha的林地，林地植被碳储量的进一步增加导致其增长速率不升反降，且这种森林自疏效应在年均温2~17 ℃地区最显著；南方亚热带和热带森林到35年林龄后植被碳储量增速迅速下降，而北方较干旱地区林地到47年林龄后生长速率才有所下降。这表明我国中温带和暖温带落叶阔叶林的造林密度不宜过高，而南方速生林则需较高的管理频率。
（3）年均温低于0 ℃的寒温带地区，低强度升温（<0.04 ℃/年）导致林地植被碳储量增速加快，但更高强度升温削弱林地植被碳储量趋势。其余气候区林地植被碳储量趋势均随气温趋势的上升而下降，且年均温越高的地区该影响越显著，这与植被最适生长温度的空间分布有关；降水增加提升我国各区域的林地碳汇，且该促进作用在较干旱（年降水约500mm）地区最显著。但当降水增速超过1.8%/年时，降水增速的进一步升高将不影响林地植被碳储量趋势。
（4）二氧化碳施肥效应和年轻的林龄等使亚热带和热带森林植被碳储量快速增加，也是中国林地植被碳储量增加的主要驱动因素（贡献62%）。此外，温度和降水变化分别贡献-6%和18%，而人类活动的贡献至少为26%，其中南方显著高于北方。造林可提高林地生物量，但在年均造林面积比例超过1.7%的太行山-秦岭-西南喀斯特地区一带，继续增大造林力度会导致土壤水分亏缺，不利于植被碳储量增加，而东南湿润区的造林产生了大量碳汇。

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