李海明 王卓琦 張英海

1 概述

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量一直保持較快增長(zhǎng)速度。截至2010年3月，全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量約1.92億輛。與之同步發(fā)展的高速公路截至2009年年底通車總里程達(dá)6.5萬km。

據(jù)統(tǒng)計(jì)汽車、輪船、飛機(jī)等交通工具所使用燃料釋放氣體是目前造成全球變暖的主要原因之一，在過去10年中全球CO2排放量增加了13%，而源自交通工具的碳排放增長(zhǎng)率高達(dá)25%，預(yù)計(jì)在未來的25年，全球交通源CO2排放將增加57%，根據(jù)目前汽車的增長(zhǎng)情況，其CO2排放增加將占80%，因此通過高速公路綠化建造碳匯林，從而打造低碳交通環(huán)境是我們這代交通人必須履行的職責(zé)。

2 發(fā)展低碳交通的必要性

發(fā)展低碳交通，減少溫室氣體排放，主要有使用零排放汽車、碳捕獲與碳封存和森林固碳減排三種方式。其中，碳捕獲與碳封存，技術(shù)難度大，成本高，推廣非常困難。使用零排放新能源汽車是最為直接有效的減排方式，但是根據(jù)目前中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段來看，由于受制于能源結(jié)構(gòu)、資金技術(shù)等，會(huì)遇到許多困難和挑戰(zhàn)。另外非常重要的是，汽車工業(yè)減排影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，需要付出高昂的經(jīng)濟(jì)成本和社會(huì)發(fā)展代價(jià)。

森林能吸收并貯存CO2，是陸地生態(tài)系統(tǒng)最經(jīng)濟(jì)的吸碳器。森林植物通過光合作用吸收CO2，放出O2，把大氣中的CO2吸收固定在植被和土壤中，從而降低大氣中CO2濃度，這個(gè)過程稱為森林碳匯。

研究表明:林木每生長(zhǎng)1 m3，就能夠吸收1.83 t CO2，放出1.62 t O2，森林吸碳能力顯著，又十分經(jīng)濟(jì)。森林面積巨大，是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳貯藏庫(kù)，維持著全球植被碳庫(kù)的86%和土壤碳庫(kù)的73%，據(jù)估算，全球陸地生態(tài)系統(tǒng)中約貯存2.48萬億t碳，其中1.15萬億t貯存在森林生態(tài)系統(tǒng)中。因此，在減緩與適應(yīng)全球氣候變化中，森林具有十分重要和不可替代的作用。

國(guó)際社會(huì)高度重視森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯作用及其貢獻(xiàn)，《京都議定書》正式生效，明確提出造林再造林所產(chǎn)生的碳匯可用于抵消發(fā)達(dá)國(guó)家所承諾的部分溫室氣體減排指標(biāo)，從而使森林所吸存的CO2成為一種可交易的產(chǎn)品，促進(jìn)森林生態(tài)服務(wù)產(chǎn)品的價(jià)值化和林業(yè)發(fā)展機(jī)制的創(chuàng)新。

3 建設(shè)碳匯林的意義

發(fā)展森林碳匯，提高森林生態(tài)系統(tǒng)整體固碳功能，減緩減排壓力，已經(jīng)成為我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的重要內(nèi)容和戰(zhàn)略選擇，也是我國(guó)實(shí)施節(jié)能減排，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要內(nèi)容。

通過植樹造林，尤其是實(shí)施碳匯造林，擴(kuò)大森林面積，是提高森林碳匯能力的一條最基礎(chǔ)和有效的途徑。浙江省水熱條件優(yōu)良，森林植被自然更新能力良好，森林資源基礎(chǔ)豐富，相應(yīng)的適宜碳匯造林的山上無林地資源比較少，因此結(jié)合平原綠化、森林城鎮(zhèn)，森林村莊建設(shè)，積極利用一些非林地資源進(jìn)行碳匯造林，增加森林面積，改善人居環(huán)境，提高碳匯功能，必將成為森林浙江和碳匯林業(yè)建設(shè)的重要內(nèi)容。

近年來，浙江省交通建設(shè)取得巨大成就，高速公路、高速鐵路快速發(fā)展，為浙江省社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了重要基礎(chǔ)保障。嘉興市地處浙江省交通要道，路網(wǎng)縱橫，境內(nèi)已形成了多個(gè)大型樞紐互通。

樞紐互通區(qū)公路用地的綠化已成為交通綠化和嘉興平原綠化的重要工作內(nèi)容，也是發(fā)展城市森林的重要土地資源。在樞紐互通綠化中，引入森林碳匯和林業(yè)碳匯的先進(jìn)理念，按照碳匯林的要求實(shí)施碳匯造林，提高綠化造林和撫育管理水平，大力增強(qiáng)固碳釋氧和其他生態(tài)功能，對(duì)于碳匯造林來說，本身就是一個(gè)創(chuàng)舉。

對(duì)于提高平原綠化水平，促進(jìn)城市森林建設(shè)，打造低碳交通環(huán)境具有重大意義。同時(shí)，在樞紐互通區(qū)實(shí)施碳匯造林工作，也可以充分展示交通領(lǐng)域和交通部門在應(yīng)對(duì)氣候變化中的積極態(tài)度和良好的社會(huì)責(zé)任形象，提高交通部門的公眾影響力。

另外，幫助部門和企業(yè)積累參與碳匯林業(yè)，參與碳匯交易的經(jīng)驗(yàn)，提早儲(chǔ)備碳匯信用，增強(qiáng)靈活應(yīng)對(duì)氣候變化的能力，為未來發(fā)展創(chuàng)造更加良好的環(huán)境空間。

碳匯造林是一項(xiàng)嶄新的事物，目前實(shí)踐和研究基本上是集中在山地造林，研究成果少見報(bào)導(dǎo)，而交通領(lǐng)域樞紐互通區(qū)的碳匯造林，在全國(guó)來說都是創(chuàng)舉和空白，非常需要進(jìn)行深入的技術(shù)研究和探索。

通過項(xiàng)目實(shí)施和課題研究，在高固碳樹種選用、造林撫育管理、碳匯計(jì)量和碳匯監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行探索，總結(jié)積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，形成和完善一整套樞紐互通區(qū)碳匯造林和碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，為提高全省以及全國(guó)樞紐互通造林綠化和交通沿線造林綠化質(zhì)量，增強(qiáng)固碳和生態(tài)效能提供良好的技術(shù)支撐。

4 建造高速公路互通區(qū)碳匯林

我們建設(shè)的碳匯林是以嘉興地區(qū)正在開展的海鹽樞紐、王江涇互通、觀音橋樞紐等綠化工程項(xiàng)目為背景和依托，擬根據(jù)林學(xué)、生態(tài)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)理論，采用指標(biāo)測(cè)試，樣地監(jiān)測(cè)，模型模擬，統(tǒng)計(jì)分析等方法，在高固碳樹種選擇、造林撫育管理、碳匯計(jì)量和碳匯監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行技術(shù)研究，并對(duì)碳匯積累和影響因子進(jìn)行實(shí)證分析，不斷完善樞紐互通區(qū)碳匯造林和計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)，最終形成樞紐互通區(qū)碳匯造林和計(jì)量技術(shù)指南，提出綠化工程碳匯積累和碳匯平衡效果，為交通綠化工程提供指導(dǎo)，為部門決策提供科學(xué)依據(jù)。

碳匯造林其首要目標(biāo)就是要堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，最大程度的積累碳匯。而不同樹種具有不同的適生條件和固碳特征及固碳能力，高固碳能力樹種的篩選和應(yīng)用是進(jìn)行碳匯造林，提高森林固碳能力的基礎(chǔ)工作。

針對(duì)目前基于個(gè)體樹種的碳匯研究相當(dāng)缺乏，碳匯造林樹種選擇比較盲目等問題，重點(diǎn)選擇嘉興和浙北地區(qū)常見的主要造林樹種，尤其是交通綠化鄉(xiāng)土喬木樹種，研究影響固碳能力的各種指標(biāo)，通過層次分析法和主成分分析法選取重要指標(biāo)因子，確定因子權(quán)重，構(gòu)建樹種固碳能力的評(píng)價(jià)模型。

通過分析測(cè)定不同樹種的重要指標(biāo)，對(duì)各種樹種的固碳能力進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，從而優(yōu)選區(qū)域適生性強(qiáng)、生態(tài)功能顯著、固碳能力優(yōu)良的樹種，作為今后交通綠化碳匯造林的重點(diǎn)推薦樹種。

在碳匯造林實(shí)施過程和碳匯造林效果評(píng)價(jià)中，需要進(jìn)行碳匯計(jì)量和碳匯監(jiān)測(cè)，以便為今后的碳匯交易提供可靠的碳匯數(shù)據(jù)。因此，在高固碳能力樹種的篩選基礎(chǔ)上，根據(jù)樣本誤差理論，選取足夠數(shù)量的樣株實(shí)測(cè)樣株各部分生物量或通過樹干解析方法獲取生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建重點(diǎn)樹種的碳儲(chǔ)量模型和異速碳生長(zhǎng)模型，為碳匯項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目碳儲(chǔ)量計(jì)量和準(zhǔn)確測(cè)算樣地碳儲(chǔ)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

碳匯造林是指在確定了基線的土地(包括林地)上，以增加碳匯為主要目的，并對(duì)造林和林木生長(zhǎng)過程實(shí)施碳匯計(jì)量和監(jiān)測(cè)而開展的有特殊要求的造林活動(dòng)。碳匯造林與普通造林有不同的功能需求，因此在造林各個(gè)環(huán)節(jié)和后續(xù)管理上都將體現(xiàn)出不同的技術(shù)特征。

實(shí)施造林，通過林木生長(zhǎng)能夠增加二氧化碳吸收固持能力，但是在造林過程中，由于整地、施肥、澆水、種植等環(huán)節(jié)又有可能造成溫室氣體排放。

本部分研究將基于增匯和減排兩種角度，針對(duì)植被和土壤兩個(gè)重要碳庫(kù)，對(duì)整地、挖穴、種植、施肥、后期管理系列過程展開技術(shù)研究，使得造林綠化工程在一定的計(jì)入期內(nèi)，加快植被和土壤碳庫(kù)的碳匯積累，減少由于施肥、運(yùn)輸、土壤擾動(dòng)導(dǎo)致的碳泄漏和碳排放，找出最合理的碳匯造林技術(shù)模式。

林分內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)與森林固碳能力有著重要關(guān)系，而造林樹種配置、初植密度和后期撫育管理會(huì)對(duì)空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，因此本部分還要研究合理的森林空間結(jié)構(gòu)調(diào)控措施，使整體林分或森林生態(tài)系統(tǒng)朝有利于增加森林碳匯的方向發(fā)展。

5 互通區(qū)建造碳匯林的技術(shù)要點(diǎn)

通過研究，總結(jié)形成既適合交通綠化工程特點(diǎn)，又適宜浙北地區(qū)氣候、土壤和水文條件，同時(shí)滿足碳匯造林基本要求的一套樞紐互通區(qū)碳匯造林和管理優(yōu)化技術(shù)，可用于指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。

碳匯造林項(xiàng)目具有高標(biāo)準(zhǔn)、需監(jiān)測(cè)、可交易等特征。與普通造林相比，其最大區(qū)別就是需要確定基線，要求對(duì)造林活動(dòng)造成的碳排放加以記錄，還要對(duì)林木生長(zhǎng)的全過程進(jìn)行碳計(jì)量和碳監(jiān)測(cè)，最后要把產(chǎn)生的碳排放減去，以便得到產(chǎn)權(quán)明晰的凈碳匯量。無論是碳計(jì)量還是碳監(jiān)測(cè)，碳匯造林項(xiàng)目所產(chǎn)生的碳匯量必須要滿足“可測(cè)量、可報(bào)告、可核查”的三可要求，才有可能用于交易。

本部分針對(duì)樞紐互通區(qū)碳匯造林特點(diǎn)，從基線測(cè)定方法、碳庫(kù)選擇、碳排放源確定、分層方法、碳計(jì)算模型、樣地?cái)?shù)量確定、固定樣地監(jiān)測(cè)方法以及精度不確定性分析方面展開研究，重點(diǎn)形成滿足“三可”要求，又具有典型行業(yè)特色的樞紐互通碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè)技術(shù)。為交通領(lǐng)域綠化造林及碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)提供方法指導(dǎo)。

選擇1個(gè)～2個(gè)工程項(xiàng)目區(qū)，利用形成的碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè)技術(shù)，進(jìn)行碳匯詳細(xì)計(jì)量和監(jiān)測(cè)，獲得凈碳匯量數(shù)據(jù)。同時(shí)，測(cè)定該樞紐互通區(qū)的交通流量及碳排放情況，進(jìn)行樞紐互通區(qū)森林碳匯貢獻(xiàn)分析和碳匯平衡能力測(cè)算，為管理部門決策提供依據(jù)。

通過對(duì)高速公路碳匯林研究主要解決以下技術(shù)問題:

1)在高固碳能力樹種選擇和碳模型研建上。

重點(diǎn)要解決影響樹種固碳能力的制約因素，重要指標(biāo)選取，重要值(權(quán)重確定)等，以構(gòu)建良好的評(píng)價(jià)模型，這是影響到評(píng)價(jià)效果好壞的關(guān)鍵問題之一。

另外，由于實(shí)際交通綠化工作中，考慮到苗木供應(yīng)、景觀配置、層次結(jié)構(gòu)和季相色相等，涉及的喬木樹種比較多，而每一種樹種，其碳生長(zhǎng)模型都會(huì)不一致，所以模型構(gòu)建工作量相當(dāng)大，同時(shí)構(gòu)建碳生長(zhǎng)模型需要獲取長(zhǎng)期的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)(時(shí)間維數(shù)據(jù))，本課題將研究采用樹干解析法結(jié)合生物量轉(zhuǎn)換法，利用空間換取時(shí)間來予以解決。

2)在碳匯造林和管理技術(shù)方面。

重點(diǎn)要尋求建立固碳效果良好，符合規(guī)范要求的碳匯造林技術(shù)體系，這里將涉及碳匯評(píng)價(jià)時(shí)的碳庫(kù)選擇問題，一般可重點(diǎn)選擇地上生物量、地下生物量、土壤有機(jī)質(zhì)三個(gè)碳庫(kù)，而忽略枯落物、粗木質(zhì)殘?bào)w碳庫(kù)，使問題得以簡(jiǎn)化。

造林實(shí)施過程中，土壤有機(jī)質(zhì)碳庫(kù)的變化比較復(fù)雜，要通過連續(xù)定點(diǎn)采樣和基于室內(nèi)精密測(cè)定分析來保障。合理的林分空間結(jié)構(gòu)及其固碳效果響應(yīng)是本部分要解決的關(guān)鍵問題之一。

3)在碳匯計(jì)量和碳匯監(jiān)測(cè)技術(shù)方面。

要提高碳匯計(jì)量和監(jiān)測(cè)精度，首先要確定分層方法，采用分層計(jì)算，另外固定樣地?cái)?shù)量建立方式也值得研究。

由于綠化造林與一般的山地造林不一致，所用苗木規(guī)格不一，樹齡多樣，樹種豐富，種植位置也比較復(fù)雜零散，因此分層最好按樹種(組)進(jìn)行，根據(jù)設(shè)計(jì)方案和苗木統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，把規(guī)格相近，樹種(組)一致的分為一層，分層計(jì)量和計(jì)算，而不再根據(jù)區(qū)塊分層。

在碳匯監(jiān)測(cè)技術(shù)上，要突破傳統(tǒng)技術(shù)，分層選擇典型單株作為樣地(樣木)進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)測(cè)定，可以達(dá)到良好的精度效果。所以分層方法和監(jiān)測(cè)樣地設(shè)定將是比較關(guān)鍵的技術(shù)問題。

6 結(jié)語(yǔ)

通過交通綠化建造碳匯林在國(guó)內(nèi)尚屬首次，同時(shí)將碳匯的概念引入到高速公路綠化中將改寫公路綠化的設(shè)計(jì)理念;從增匯和減排兩種角度，著眼植被和土壤兩個(gè)重要碳庫(kù)，考慮林分空間結(jié)構(gòu)來構(gòu)建碳匯造林和管理優(yōu)化技術(shù)，既十分新穎又極富指導(dǎo)意義;基于單個(gè)樹種，分別對(duì)苗木規(guī)格實(shí)施分層和碳匯監(jiān)測(cè)，是一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新，它既符合三可要求，又能很好地滿足綠化情況復(fù)雜的項(xiàng)目，具有很好的普適性，其方法對(duì)于平原碳匯綠化造林具有良好的指導(dǎo)作用。

通過推廣應(yīng)用，在全國(guó)的高速公路綠化建設(shè)中建設(shè)碳匯林，從而打造低碳交通環(huán)境將是高速公路綠化發(fā)展的必然趨勢(shì)。

［1］ 李怒云.林業(yè)碳匯計(jì)量［M］.北京:中國(guó)林業(yè)出版社，2010.

［2］ 張小全.林業(yè)碳匯項(xiàng)目理論與實(shí)踐［M］.北京:中國(guó)林業(yè)出版社，2010.

［3］ 劉書套.高速公路環(huán)境保護(hù)與綠化［M］.北京:人民交通出 版社，2001.