李國(guó)春，王維芳

(1.黑龍江省林業(yè)監(jiān)測(cè)規(guī)劃院，黑龍江 哈爾濱 150080；2.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040)

黑龍江省碳匯造林項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)探討

李國(guó)春1，王維芳2

(1.黑龍江省林業(yè)監(jiān)測(cè)規(guī)劃院，黑龍江 哈爾濱 150080；2.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040)

探討了符合黑龍江省實(shí)際的碳匯造林項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)，特別是公式和參數(shù)的使用。為規(guī)范黑龍江省內(nèi)碳匯造林項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件(PDD)編制、碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè)，推動(dòng)該省碳匯造林項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，提供有益的參考。

碳匯造林；關(guān)鍵技術(shù)；黑龍江

碳匯造林項(xiàng)目技術(shù)主要包括：基線和碳計(jì)量方法、項(xiàng)目邊界的確定、土地合格性、碳庫(kù)和溫室氣體排放源選擇、項(xiàng)目期和計(jì)入期、基線情景識(shí)別與額外性論證、碳層劃分、基線碳匯量、項(xiàng)目碳匯量、泄漏、項(xiàng)目減排量、造林措施、基線碳匯量的監(jiān)測(cè)、項(xiàng)目活動(dòng)的監(jiān)測(cè)、項(xiàng)目邊界的監(jiān)測(cè)、事后項(xiàng)目分層、抽樣設(shè)計(jì)、樣地設(shè)置、監(jiān)測(cè)頻率、林木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的監(jiān)測(cè)、灌木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的監(jiān)測(cè)、土壤有機(jī)碳的監(jiān)測(cè)、項(xiàng)目邊界內(nèi)的溫室氣體排放增加量的監(jiān)測(cè)、精度控制與監(jiān)測(cè)、公式及參數(shù)的使用等25項(xiàng)。

本文對(duì)這些技術(shù)里面的關(guān)鍵技術(shù)：項(xiàng)目邊界的確定、基線碳匯量、公式及參數(shù)的使用，共3項(xiàng)內(nèi)容，結(jié)合黑龍江省實(shí)際進(jìn)行如下探討。

1 重要概念

1.1 碳匯造林

以增加森林碳匯為主要目的，對(duì)造林和林木生長(zhǎng)全過(guò)程實(shí)施碳計(jì)量和監(jiān)測(cè)而進(jìn)行的有特殊要求的造林。

1.2 項(xiàng)目邊界

由擁有土地所有權(quán)或使用權(quán)的項(xiàng)目業(yè)主或其他項(xiàng)目參與方實(shí)施的碳匯造林項(xiàng)目活動(dòng)的地理范圍。項(xiàng)目邊界包括事前項(xiàng)目邊界和事后項(xiàng)目邊界。事前項(xiàng)目邊界是在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)階段確定的項(xiàng)目邊界，是計(jì)劃實(shí)施造林項(xiàng)目活動(dòng)的地理邊界。事后項(xiàng)目邊界是在項(xiàng)目監(jiān)測(cè)時(shí)確定的、項(xiàng)目核實(shí)時(shí)核實(shí)的、實(shí)際實(shí)施的項(xiàng)目活動(dòng)邊界。

1.3 基線碳匯量

基線情景下項(xiàng)目邊界內(nèi)各碳庫(kù)中的碳儲(chǔ)量變化之和。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 項(xiàng)目邊界的確定

2.1.1 利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)或其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)，直接測(cè)定項(xiàng)目地塊邊界的拐點(diǎn)坐標(biāo)，單點(diǎn)定位誤差不超過(guò)5 m。

2.1.2 利用“黑龍江省林地保護(hù)利用規(guī)劃成果(林地一張圖)”，結(jié)合高分辨率的地理空間數(shù)據(jù)(如衛(wèi)星影像、航片)、森林分布圖、林相圖和森林經(jīng)營(yíng)管理用圖等，在地理信息系統(tǒng)(GIS)輔助下確定項(xiàng)目地塊的邊界坐標(biāo)。

2.2 基線碳匯量

基線碳匯量計(jì)算公式如下：

ΔCBSL,t=ΔCTREE_BSL,t+ΔCSHRUB_BSL,t

ΔCBSL,t為第t年的基線碳匯量，tCO2-ea-1；ΔCTREE_BSL,t為第t年時(shí)項(xiàng)目邊界內(nèi)基線林木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的年變化量，tCO2-ea-1；ΔCSHRUB_BSL,t為第t年時(shí)項(xiàng)目邊界內(nèi)基線灌木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的年變化量，tCO2-ea-1。

基線林木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的變化計(jì)算公式如下：

ΔCTREE_BSL,t=∑ΔCTREE_BSL,i,t

ΔCTREE_BSL,i,t為第t年時(shí)，第i基線碳層林木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的年變化量，tCO2-ea-1；i=1,2,3,…，基線碳層；t=1,2,3,…，自項(xiàng)目開(kāi)始以來(lái)的年數(shù)。

假定一段時(shí)間內(nèi)(第t1至t2年)基線林木生物量的變化是線性的，基線林木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的年變化量計(jì)算如下：

t1,t2為項(xiàng)目開(kāi)始以后的第t1年和第t2年，且t1tt2

CTREE_BSL,i,j,t為第t年時(shí)，第i基線碳層樹(shù)種j的生物質(zhì)碳儲(chǔ)量，tCO2-e；BTREE_BSLi,j,t為第t年時(shí)，基線第i基線碳層樹(shù)種j的生物量，噸干質(zhì)量(t)；CFTREE_BSLj為樹(shù)種j的生物量中的含碳率，t C (t d.m..)-1；44/12為CO2與C 的分子量之比。

可以根據(jù)下述方法，選擇采用其中的一種方法來(lái)估算基線林木生物量：

方法Ⅰ：生物量方程法

BTREE_BSL,i,j,t=fj(x1i,j,t,x2i,j,t,x3i,j,t,…)*(1+RTREE_BSL,i,j)*NTREE_BSL,i,j,t*ATREE_BSL,i式中：

fj(x1i,j,t,x2i,j,t,x3i,j,t,…)為將第t年第i基線碳層樹(shù)種j的測(cè)樹(shù)因子(x1,x2,x3…)轉(zhuǎn)化為地上生物量的回歸方程，測(cè)樹(shù)因子(x1,x2,x3…)可以是胸徑、樹(shù)高等；RTREE_BSL,j為樹(shù)種j的地下生物量/地上生物量之比，無(wú)量綱；NTREE_BSLi,j,t為第t年時(shí)，第i基線碳層的樹(shù)種j的株數(shù)，株hm-2；ATREE_BSLi為第i基線碳層的面積，hm2，j=1,2,3,……第i基線碳層中的樹(shù)種；i=1,2,3,……基線基線碳層；t=1,2,3,……項(xiàng)目活動(dòng)開(kāi)始以來(lái)的年數(shù)。

方法Ⅱ：生物量擴(kuò)展因子法

通過(guò)林木的胸徑(DBH)和(或)樹(shù)高(H)，查材積表或運(yùn)用材積公式轉(zhuǎn)化成林木樹(shù)干材積；利用基本木材密度(D，見(jiàn)表1)和生物量擴(kuò)展因子(BEF，見(jiàn)表2)將林木樹(shù)干材積轉(zhuǎn)化為林木地上生物量；再利用地下生物量/地上生物量的比值(R)將地上生物量轉(zhuǎn)化為林木生物量：

公式如下：

BTREE_BSL,i,j,t=

VTREE_BSLi,j,t*DTREE_BSL,j*BEFTREE_BSL,j*(1+

RTREE_BSL,j)*NTREE_BSL,i,j,t*ABSL,i式中：

BTREE_BSL,i,j,t為第t年時(shí)，第i基線碳層樹(shù)種j的生物量，t；VTREE_BSLi,j,t為第t年時(shí)，第i基線碳層樹(shù)種j的材積，是通過(guò)胸徑和(或)樹(shù)高數(shù)據(jù)查材積表或?qū)?shù)據(jù)代入材積方程計(jì)算得來(lái)，m3株-1；DTREE_BSL,j第i基線碳層樹(shù)種j的基本木材密度(帶皮)，tm-3；BEFTREE_BSL,j為第i基線碳層樹(shù)種j的生物量擴(kuò)展因子，用于將樹(shù)干材積轉(zhuǎn)化為林木地上生物量；RTREE_BSL,j為樹(shù)種j的地下生物量/地上生物量之比；NTREE_BSL,i,j,t為第t年時(shí)，第i基線碳層樹(shù)種j的株數(shù)，株hm-2；ABSL,i為第i基線碳層的面積，hm2；i=1,2,3,……基線碳層；j=1,2,3,……樹(shù)種；t=1,2,3,……項(xiàng)目活動(dòng)開(kāi)始以后的年數(shù)。

黑龍江省主要樹(shù)種(組)基本木材密度見(jiàn)表1，黑龍江省主要樹(shù)種(組)生物量擴(kuò)展因子(BEF)參考值見(jiàn)表2。

表1 黑龍江省主要樹(shù)種(組)基本木材密度(D)參考值表 tm-3

表1 黑龍江省主要樹(shù)種(組)基本木材密度(D)參考值表 tm-3

樹(shù)種(組)D樹(shù)種(組)D落葉松0．490軟闊類(lèi)0．443赤松0．414水胡黃0．464樟子松0．460闊葉混0．482紅松0．396硬闊類(lèi)0．598云杉0．342針闊混0．486冷杉0．366針葉混0．405楊樹(shù)0．378雜木0．515櫟類(lèi)0．676椴樹(shù)0．420柳樹(shù)0．443榆樹(shù)0．598柏木0．478樺木0．541其他杉類(lèi)0．359其他松類(lèi)0．424

表2 黑龍江省主要樹(shù)種(組)生物量擴(kuò)展因子(BEF)參考值

3 結(jié)論

遵循以下原則和順序選擇參數(shù)，按以上公式計(jì)算碳匯量、碳儲(chǔ)量的變化。

3.1 實(shí)際測(cè)定的黑龍江省相關(guān)樹(shù)種的參數(shù)(需要提供透明和可核實(shí)的資料來(lái)證明)。

3.2 黑龍江省現(xiàn)有的、公開(kāi)發(fā)表的或相似生態(tài)條件下的數(shù)據(jù)或省級(jí)科技成果中的數(shù)據(jù)。

3.3 選擇國(guó)家公開(kāi)公布的缺省值(未盡樹(shù)種可以借用生物學(xué)特性相似樹(shù)種)。

[1] 李金良，施志國(guó).林業(yè)碳匯項(xiàng)目方法學(xué)[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2016

[2] 方精云，陳安平.中國(guó)森林植被碳庫(kù)的動(dòng)態(tài)變化及其意義[J].植物學(xué)報(bào)，2001(9)：967-973

1005-5215(2017)01-0107-02

2016-11-30

李國(guó)春(1972-)，男，黑龍江哈爾濱人，大學(xué),高級(jí)工程師，從事森林資源調(diào)查和森林生態(tài)監(jiān)測(cè)研究.

F326.2

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.01.038