侯本棟 張 波 程 偉

(山東省淄博市淄川區(qū)林業(yè)局，山東 淄博 255100)

淄博市淄川區(qū)森林碳儲(chǔ)量及碳密度研究

侯本棟 張 波 程 偉

(山東省淄博市淄川區(qū)林業(yè)局，山東 淄博 255100)

基于淄博市淄川區(qū)2014年森林資源二類清查數(shù)據(jù)，運(yùn)用生物量轉(zhuǎn)換因子連續(xù)函數(shù)法，研究了淄博市淄川區(qū)森林的碳儲(chǔ)量及碳密度，并對碳匯價(jià)值進(jìn)行了估算。結(jié)果表明：2014年淄川區(qū)森林的碳儲(chǔ)量為374299.1t，平均碳密度為16.25t/hm2，不同樹種的碳儲(chǔ)量及碳密度差異明顯。防護(hù)林、用材林、經(jīng)濟(jì)林、特用林碳儲(chǔ)量分別占全區(qū)碳儲(chǔ)量的46.1%、24.0%、29.4%，0.5%，平均碳密度特用林>用材林>防護(hù)林>經(jīng)濟(jì)林?？臻g分布上碳儲(chǔ)量表現(xiàn)為東南部及西部山區(qū)較高，中部丘陵及北部平原區(qū)較低，碳密度大體上與碳儲(chǔ)量呈現(xiàn)相反趨勢。碳匯價(jià)值為22.35億元。

碳儲(chǔ)量 碳密度 碳匯價(jià)值 森林 淄川區(qū)

隨著社會(huì)的發(fā)展，以二氧化碳為主的溫室氣體的排放量持續(xù)增加，導(dǎo)致全球氣候變暖，進(jìn)而導(dǎo)致災(zāi)害性的天氣頻繁發(fā)生，如何減少大氣中的二氧化碳濃度受到廣泛的關(guān)注。森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，儲(chǔ)有陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳量，在調(diào)節(jié)大氣二氧化碳濃度，減緩地球變暖，維護(hù)全球氣候方面具有不可替代的作用[1]。近年來眾多學(xué)者從不同角度對森林的碳儲(chǔ)量及碳密度進(jìn)行了研究[2～5]，但這些研究集中于大中尺度，縣域尺度研究較少報(bào)道。

本文以淄川區(qū)2014年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用生物量轉(zhuǎn)換因子連續(xù)函數(shù)法研究森林的碳儲(chǔ)量及碳密度，并對淄川區(qū)森林碳匯進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價(jià)，旨在明晰研究區(qū)域森林碳儲(chǔ)量及碳密度的分布特征，以期為森林經(jīng)營與科學(xué)管理、綠色GDP的計(jì)算和森林生態(tài)效益補(bǔ)償機(jī)制的建立提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，為區(qū)域制定應(yīng)對氣候變化方案提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

淄川區(qū)位于淄博市中部。地處東經(jīng)117°41′～118°14′，北緯36°22′～36°45′，總面積960平方公里，屬溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫12.9～13.1℃，年平均降水量500～800毫米。土壤以石灰?guī)r形成的褐土為主，有少量棕壤分布。地帶性植被以落葉闊葉林為主，低山丘陵主要以側(cè)柏人工林為主，主要樹種有側(cè)柏(Platycladus orientalis)、楊樹(Populus sp.)、刺槐(Robinia pseudoacacia )、泡桐(Paulownia sp.)、經(jīng)濟(jì)林等。

1.2 研究方法

1.2.1生物量計(jì)算 森林的生物量及其組成樹種的碳含量是研究森林碳儲(chǔ)量的兩個(gè)關(guān)鍵因子，對他們的準(zhǔn)確測定是估算森林碳儲(chǔ)量的基礎(chǔ)。

森林資源二類清查資料記錄了各林種優(yōu)勢樹種的面積和蓄積。研究表明我國森林的生物量與蓄積量存在線性關(guān)系[6]，計(jì)算公式如下：

B=aV+b

B和V分別為單位面積林分生物量(t/hm2)和蓄積量(m3/hm2),a和b為常數(shù)。各優(yōu)勢樹種蓄積量-生物量回歸方程見表1。

經(jīng)濟(jì)林未統(tǒng)計(jì)蓄積量，采用平均生物量法[6]。

B經(jīng)濟(jì)林=23.7S

S——面積(hm2)

1.2.2碳儲(chǔ)量及碳密度的計(jì)算 森林碳儲(chǔ)量為森林生物量與其碳轉(zhuǎn)換系數(shù)(含碳率)的乘積。為了計(jì)算精確，本研究采用公開發(fā)表論文中山東省林木的含碳率，部分樹種依據(jù)《全國林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測技術(shù)指南》[8]中含碳率進(jìn)行計(jì)算。本研究計(jì)算的森林碳儲(chǔ)量指活立木的碳儲(chǔ)量，并不包括森林生態(tài)系統(tǒng)的枯死木、草本層、凋落物層以及森林土壤層的碳儲(chǔ)量。森林的碳密度即單位面積的碳儲(chǔ)量，森林碳儲(chǔ)量除以森林面積。

1.2.3碳匯價(jià)值研究方法 目前碳匯價(jià)值核算的常用方法主要有造林成本法、瑞典碳稅率法、碳稅法、人工固定CO2成本法等。本文采用造林成本法、瑞典碳稅率法核算碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同樹種的碳儲(chǔ)量與碳密度

表1 不同優(yōu)勢樹種的生物量回歸方程、含碳率及森林的碳儲(chǔ)量、碳密度

由表1可知，淄川區(qū)森林碳儲(chǔ)量為374299.1t，不同樹種的碳儲(chǔ)量大小為側(cè)柏>經(jīng)濟(jì)林>楊樹>刺槐>其它軟闊類>其它松類>針闊混交林>泡桐>闊葉混交林>其它硬闊類。淄川區(qū)森林針葉林以側(cè)柏為主，闊葉林以經(jīng)濟(jì)林、楊樹、刺槐為主，它們總面積占淄川區(qū)森林總面積的97.1%，碳儲(chǔ)量占總碳儲(chǔ)量的96.2%。淄川區(qū)森林平均碳密度為16.25t/hm2，闊葉純林、針葉純林、針闊混交林、闊葉混交林碳密度分別為15.24t/hm2、17.58t/hm2、16.36t/hm2、20.57t/hm2，其中以其它軟闊類的碳密度最大，為34.93t/hm2， 其次為楊樹，為25.89t/hm2，其它硬闊類碳密度最小，為10.64t/hm2。

2.2 不同林種的碳儲(chǔ)量及碳密度

淄川區(qū)森林以防護(hù)林、經(jīng)濟(jì)林、用材林為主，面積分別占全區(qū)森林面積的43.1%、34.8%、21.6%，碳儲(chǔ)量分別占全區(qū)碳儲(chǔ)量的46.1%、24.0%、29.4%，特用林的碳儲(chǔ)量僅為全區(qū)森林總碳儲(chǔ)量的0.5%，主要為風(fēng)景林、名勝古跡及革命紀(jì)念林。在4類林種中，特用林、用材林碳密度較大，分別為22.73t/hm2、22.16t/hm2，防護(hù)林次之，為17.37t/hm2，經(jīng)濟(jì)林的碳密度最小，為11.14t/hm2，主要原因?yàn)轱L(fēng)景名勝區(qū)、名勝古跡及革命紀(jì)念地相對獨(dú)立，一般有專人管理，人類的破壞和干擾不嚴(yán)重，林分保存好，蓄積量較高；用材林主要為農(nóng)戶個(gè)人經(jīng)營，撫育管理較好，生長速度快，立木蓄積高。

表2 不同林種的森林碳儲(chǔ)量

2.3 淄川區(qū)森林碳儲(chǔ)量及碳密度空間分布

淄川區(qū)森林碳儲(chǔ)量空間分布具有明顯的異質(zhì)性，大體上表現(xiàn)為東南部及西部山區(qū)碳儲(chǔ)量較高，中部丘陵及北部平原區(qū)碳儲(chǔ)量低(表3)。東南部的太河鎮(zhèn)碳儲(chǔ)量最高，辦事處碳儲(chǔ)量最低，東南部太河鎮(zhèn)、西河鎮(zhèn)，西部的嶺子鎮(zhèn)、昆侖鎮(zhèn)，在加上淄川林場，碳儲(chǔ)量占淄川區(qū)總碳儲(chǔ)量的80%以上。這說明東南部、西部山區(qū)鎮(zhèn)及國有林場是淄川區(qū)主要碳庫。

淄川區(qū)森林的碳密度國有林場最高，為29.61 t/hm2，龍泉鎮(zhèn)28.47t/hm2，開發(fā)區(qū)27.57t/hm2，羅村、洪山、雙楊、辦事處、嶺子鎮(zhèn)碳密度在20～21t/hm2之間，西河、昆侖、寨里在16～18t/hm2之間，太河鎮(zhèn)最低，為12.76t/hm2，總體上與碳儲(chǔ)量表現(xiàn)出相反的趨勢，中北部碳密度較高、西部次之，東南部碳密度較低。淄川區(qū)碳密度空間分布格局是由境內(nèi)的地形地貌、立地條件、人類活動(dòng)、樹種組成差異造成的。國有林場碳密度較高的原因?yàn)閾嵊芾砗?，林相整齊，林木長勢好，蓄積量大，碳密度高。太河鎮(zhèn)碳密度低的原因，一是立地條件差，境內(nèi)為山地，海拔較高，土壤瘠薄，林木生長緩慢，如側(cè)柏碳密度僅為全區(qū)平均碳密度的69.7%。二是林種結(jié)構(gòu)的影響，碳密度較低的經(jīng)濟(jì)林占據(jù)相當(dāng)比重。

表3 淄川區(qū)各鎮(zhèn)辦的碳儲(chǔ)量及碳密度

A:面積Area;C:碳儲(chǔ)量Carbon storage

2.4 淄川區(qū)碳儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)價(jià)值

森林碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值采用不同的方法估算出的價(jià)值差距較大，為了得到比較準(zhǔn)確的森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值，本研究同時(shí)采用造林成本法、瑞典碳稅率法計(jì)算碳儲(chǔ)量的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。中國造林成本法4個(gè)單價(jià)價(jià)位分別為251.4 元/t、260.9 元/t、273.3元/t 、305元/t[10]，平均值為272.7元。國際上通用的瑞典碳稅率為150美元/t ,按照2014年人民幣的平均匯率6.1428，折合人民幣921.4元/t。淄川區(qū)利用造林成本法計(jì)算碳儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值為10.21億元，用瑞典碳稅率計(jì)算碳儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值為34.49億元, 取平均數(shù)即淄川區(qū)森林碳儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)價(jià)值為22.35億元。

3 結(jié)論與討論

淄川區(qū)森林的碳儲(chǔ)量為374299.1t，側(cè)柏、經(jīng)濟(jì)林、楊樹、刺槐構(gòu)成了碳儲(chǔ)量的主體，在空間分布上東南部及西部山區(qū)森林碳儲(chǔ)量較高，中部丘陵及北部平原區(qū)森林碳儲(chǔ)量低。平均碳密度16.25t/hm2,稍高于山東省碳密度10.59t/hm2[3]，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全國平均碳密度42.82t/hm2[11]，低于河南省( 20.00t/hm2)[4]，徐州市( 37.2185t/hm2)[12]。淄川區(qū)碳密度較低的主要原因一是側(cè)柏多為上世紀(jì)50、60年代營造的人工純林，密度偏高，生長緩慢，蓄積量小，碳密度較低；二是碳密度較低的經(jīng)濟(jì)林占據(jù)了森林相當(dāng)?shù)谋戎亍?/p>

近年來國內(nèi)與國際碳匯市場不斷發(fā)展，森林碳匯成為可以交易的產(chǎn)品。2014年淄川區(qū)森林碳匯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)到22.35億元，如果將這部分碳匯價(jià)值在碳匯市場上進(jìn)行交易，碳匯產(chǎn)業(yè)將對淄川區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到積極地推動(dòng)作用。

本研究結(jié)果有助于指導(dǎo)區(qū)域現(xiàn)代生態(tài)林業(yè)建設(shè)，對落實(shí)區(qū)域林業(yè)雙增目標(biāo)具有重要參考意義。努力增加森林固碳總量，一是應(yīng)積極推進(jìn)碳匯林建設(shè)，大力培育后續(xù)資源，在生態(tài)區(qū)位重要和生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)，按照適地適樹的原則進(jìn)行碳匯造林，增加森林面積，增強(qiáng)森林碳匯的潛力。二是加強(qiáng)森林的經(jīng)營與管理，通過更新復(fù)壯、樹種調(diào)整、林分撫育、合理采伐等綜合措施進(jìn)行森林經(jīng)營，提高森林質(zhì)量，促進(jìn)森林生長，增加碳儲(chǔ)量；同時(shí)加強(qiáng)病蟲害防治，提高森林防火能力建設(shè)，減少森林資源損失，增強(qiáng)森林碳匯的能力。

本文主要采用方精云生物量-蓄積量模型，樹種的含碳率采用公開發(fā)表的論文中山東省含碳率及《全國林業(yè)碳匯監(jiān)測技術(shù)指南(試行)》中林木的含碳率，這是針對大尺度計(jì)量體系，對縣域范圍內(nèi)的碳儲(chǔ)量計(jì)算可能存在一定的誤差，要科學(xué)地計(jì)算淄川區(qū)范圍內(nèi)的碳儲(chǔ)量，還需要深入研究，選取更為合適的參數(shù)體系和方法，才能更準(zhǔn)確把握縣域尺度內(nèi)森林的碳儲(chǔ)量。林地森林土壤層、草本層、枯落物層、粗木質(zhì)殘?bào)w也是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要碳庫，而本研究只計(jì)算了森林活立木的碳儲(chǔ)量，并未包括其他層次的碳儲(chǔ)量，這會(huì)造成森林碳儲(chǔ)量估算結(jié)果偏低。因此，在今后工作中，應(yīng)多關(guān)注對森林土壤層、草本層枯落物層、粗木質(zhì)殘?bào)w變化的研究。

[1]劉國華，傅伯杰，方精云.中國森林碳動(dòng)態(tài)及其對全球碳平衡的貢獻(xiàn)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2000，20(5):733-740.

[2]李?？诇Y才，曾偉生.基于森林清查資料的中國森林植被碳儲(chǔ)量[J].林業(yè)科學(xué)，2011,47(7)：7-12.

[3]李士美,楊傳強(qiáng),王宏年,等.基于森林資源清查資料分析山東省森林立木碳儲(chǔ)量[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2014,25(8)：2215-2220.

[4]賈松偉.基于森林資源清查資料河南省森林碳儲(chǔ)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值研究[J].2016，55(6):1612-1616.

[5]劉成杰.基于典型樣地的山東省森林碳儲(chǔ)量及碳密度研究[D].泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2014.

[6]方精云,劉國華,徐嵩齡.我國森林植被的生物量和凈生產(chǎn)量[J].生態(tài)學(xué)報(bào)1996,16(5),497-508.

[7]方精云,郭兆迪,樸世龍,等.1981-2000年中國陸地植被碳匯的估算[J]，中國科學(xué)D輯：地球科學(xué)，2007,50(9)：1341-1350.

[8]國家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院.《全國林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測技術(shù)指南(試行)》[S].北京：2011.

[9]馬俊青、李高陽、田麗.河南主要造林樹種含碳率比較研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012,41(9)：131-132.

[10]陳智坪,李曉兵,趙萬奎.甘肅興隆山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)主要森林碳匯功能及經(jīng)濟(jì)價(jià)值評價(jià)[J].甘肅林業(yè)科技,2013,39(3),14-17.

[11]李?？?雷淵才,曾偉生.基于森林清查資料的中國森林植被碳儲(chǔ)量[J].林業(yè)科學(xué),2011,47(7):7-12.

[12]周偉,王曉潔,關(guān)慶偉,等.基于二類調(diào)查數(shù)據(jù)的森林植被的碳儲(chǔ)量和碳密度—以徐州市為例[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,40(10):71-74.

AStudyonCarbonStorageandCarbonDensityofForestinZichuanDistrict,Zibocity

HouBen-dongZhangBoChengWei

(First-author′s address: Forestry Buaeau of Zichuan , Zibo 255100, Shandong Province, China)

Based on the data of forest resource inventory in 2014, the carbon storage and carbon density of forest in Zichuan District, Zibo city were evaluated by using biomass expansion factor continuous function method, meanwhile, the economic value of carbon sequestration was also assessed.The results showed that the total carbon storage of forest in Zichuan district, Zibo city was 374299.1 ton in 2014 and the average carbon density was 16.25t/hm2.The carbon storage and carbon density of different tree species were significantly different.Shelter forest, timber forest, economic forest and special using forest accounted for 46.1%、24.0%、29.4% and 0.5% of the total carbon storage respectively.The average density is special using forest>timber forest>shelter forest>economic forest.The spatial distribution of forest carbon storage exhibited higher in mountains of the Southeast and West, while central hills and north plain is lower, whereas carbon density showed the opposite trend.The economic value of carbon sequestration amounted to 2235 million Yuan.

carbon storage; carbon density; economic value of carbon sequestration; forest; Zichuan District

侯本棟(1980-)，男，碩士，工程師，從事營造林及森林資源監(jiān)測工作.E-mail dpz6134146@sina.com。

2017-10-09

葛 君

校對崔文琦