陳科屹，王建軍，何友均*，張立文

1.中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)科技信息研究所，北京 100091；2.大興安嶺林業(yè)集團(tuán)公司，黑龍江 大興安嶺地區(qū) 165000

全球氣候變化引發(fā)的環(huán)境問題日益凸顯，已成為威脅人類生存與可持續(xù)發(fā)展的重大非傳統(tǒng)安全挑戰(zhàn)。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在應(yīng)對氣候變化方面發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用（Yin et al.，2018；FAO，2020；方精云等，2018）。國際社會高度重視森林固碳增匯作用，將其視為一項重要的基于自然的解決方案（NbS）。中國也明確提出了爭取在2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)。隨著國內(nèi)外森林生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)機制和路徑的不斷完善，森林碳匯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益將進(jìn)一步顯現(xiàn)，這為森林碳匯研究注入了新的動力。

森林碳儲量是評估群落結(jié)構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)功能完整性的重要指標(biāo)，是研究森林碳循環(huán)生態(tài)過程、碳儲量分布格局及碳匯能力的重要參數(shù)（Avitabile et al.，2018）。有關(guān)森林碳匯的研究可追溯至二十世紀(jì)五六十年代，近年來隨著全球生態(tài)治理力度的持續(xù)加大，森林碳匯越來越成為學(xué)者們關(guān)注的熱點，研究內(nèi)容涉及森林碳匯的計量與監(jiān)測、影響機理分析和潛力預(yù)測等方面。其中，區(qū)域尺度森林碳儲量及其固碳潛力是學(xué)者們關(guān)注的熱點和重要內(nèi)容（Haywood et al.，2017；Wang et al.，2020；張穎等，2022）。常用的區(qū)域尺度森林碳儲量估測方法包括森林清查法、遙感監(jiān)測法、通量觀測法、模型模擬法等（曹吉鑫等，2009；趙苗苗等，2019）。由于中國建立了較為完備且成熟的森林資源調(diào)查監(jiān)測體系，為研究區(qū)域或全國尺度森林碳儲量及其動態(tài)變化奠定了良好基礎(chǔ)（張煜星等，2021a；張逸如等，2021）。近20年來，隨著遙感應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，將地面調(diào)查數(shù)據(jù)與遙感判讀數(shù)據(jù)相互結(jié)合的研究正在成為重要趨勢之一?？傮w上，各類估測方法具有各自的技術(shù)特點，由于應(yīng)用環(huán)境和目的需求的不同，各類方法各有優(yōu)劣，很難研判某一種方法絕對可靠，各類方法之間不能夠被絕對的替代。在森林固碳潛力研究方面，國外學(xué)者多采用模擬法對森林固碳潛力進(jìn)行評估，例如模擬在森林主管部門管理模式的演變（Kallio et al.，2016）、不同森林火災(zāi)風(fēng)險等級及火災(zāi)處理方式（Hurteau，2017）、人類活動對土地利用和土地覆蓋的改變（Reinmann et al.，2016）等因素影響下的森林固碳潛力。國內(nèi)學(xué)者除采用模擬法以外，還注重結(jié)合行業(yè)部門印發(fā)的中長期規(guī)劃和政策文件中設(shè)置的發(fā)展目標(biāo)（任繼勤等，2017），對研究區(qū)的森林覆蓋率、有林地面積等關(guān)鍵信息進(jìn)行假設(shè)，據(jù)此分析至規(guī)劃期末時的森林固碳潛力。

在天然林商業(yè)性禁伐背景下，國有林區(qū)是中國落實碳中和行動的重要實踐場所，及時準(zhǔn)確地估算其森林植被碳儲量及固碳潛力，對于指導(dǎo)區(qū)域制定應(yīng)對氣候變化對策、有序拓展森林碳匯空間、改善林區(qū)生產(chǎn)生活方式、統(tǒng)籌區(qū)域生態(tài)-經(jīng)濟(jì)-社會協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。史山丹等（2012）、胡海清等（2015）針對大興安嶺的落葉松林、楊樺林等典型林型的碳儲量開展了估測研究。馮丹娃等（2022）圍繞雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)研究了重點國有林區(qū)在林業(yè)碳匯方面的后發(fā)優(yōu)勢?；诤邶埥笈d安嶺重點國有林區(qū)森林資源中天然次生林分布廣、中幼齡林比重大的特點，在理論層面可推測該區(qū)域具備較大的固碳潛力。然而，目前鮮有專門針對該區(qū)域森林植被碳儲量和固碳潛力進(jìn)行的定量研究，已有的相關(guān)研究主要針對部分森林植被類型展開，研究對象覆蓋范圍不夠全面；亦或是從省域尺度或更大尺度上展開研究，研究視角和結(jié)論較宏觀，對該區(qū)域的指導(dǎo)作用不強。測算方式通常也較籠統(tǒng)，沒有考慮局域尺度上生境差異和物種組成等因素對森林植被固碳效率的影響。此外，該區(qū)域社會系統(tǒng)較復(fù)雜，涉及中央政府、地方政府、林草主管部門、國資委、森工企業(yè)、林業(yè)職工和當(dāng)?shù)鼐用竦榷嘣黧w，提出的對策建議必須具備較強的針對性，無法簡單套用其他區(qū)域的經(jīng)驗做法。

鑒于此，以黑龍江省大興安嶺重點國有林區(qū)森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運用材積源生物量法和空間代替時間法探討該區(qū)域森林植被在干擾因子不變的基線情景下森林植被的碳儲量和固碳潛力問題，最大限度利用樹種（組）、齡組等有效信息，并將生態(tài)植被區(qū)劃情況和地帶性頂級群落類型納入考慮，為科學(xué)估算該區(qū)域森林碳儲量、評估森林固碳潛力、探索國有林區(qū)生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)提供理論參考。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)地處黑龍江省西北部、內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部和大興安嶺山脈東北坡，介 于 121°10′53″—127°01′21″E，50°07′02″—53°33′42″N，土地總面積 8.02×106hm2。范圍涵蓋大興安嶺林業(yè)集團(tuán)公司（原大興安嶺林業(yè)管理局）所轄的林區(qū)，包括10個林業(yè)局和8個國家級自然保護(hù)區(qū)。地形總勢呈東北—西南走向，屬淺山丘陵地帶。林區(qū)屬寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫零下2 ℃。年均降雨量460 mm，集中在7—9月。森林土壤類型主要有棕色針葉林土、暗棕壤、灰黑土、草甸土、沼澤土等。自然植被類型為泛北極植物區(qū)系歐亞森林植物亞區(qū)寒溫帶針葉、落葉林區(qū)域，主要樹種包括興安落葉松（Larix gmelinii）、白樺（Betul aplatyphylla）、山楊（Populus davidiana）、蒙古櫟（Quercus mongolica）、樟子松（Pinus sylvestrisvar.mongolica）、黑樺（Betula dahurica）等。

1.2 數(shù)據(jù)來源

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為研究區(qū) 2019年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)（為研究區(qū)當(dāng)前最新一期森林資源地面調(diào)查數(shù)據(jù)），調(diào)查數(shù)據(jù)以小班作為基本單元，調(diào)查內(nèi)容涵蓋地類、面積、植被類型、優(yōu)勢樹種（組）、起源、齡級、平均胸徑、平均樹高、林分密度等。中長期造林空間和撫育范圍依據(jù)《東北森林帶生態(tài)保護(hù)和修復(fù)重大工程建設(shè)規(guī)劃（2021—2035年）》和《大興安嶺林業(yè)集團(tuán)公司森林經(jīng)營規(guī)劃（2016—2050年）》。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)森林覆蓋率達(dá) 85.81%，林地保有量 7.91×106hm2，森林植被面積為6.91×106hm2，占林地總面積的87.37%，占土地總面積的86.04%，活立木總蓄積量5.89×108m3。中、幼齡林面積占林區(qū)森林總面積的比重高達(dá)75.52%，且林區(qū)尚有可造林綠化土地面積約8.62×105hm2，表明林區(qū)森林植被存在較大的固碳潛力。

1.3 研究方法

1.3.1 生物量估算

本研究所涉及的森林生物量僅指林分中活立木的生物量，包括喬木林、疏林、灌木林、苗圃，不包含草本層、枯木層的生物量。目前，區(qū)域尺度森林生物量的估算方法包括樣地清查、遙感估測和模型模擬等諸多方法，其中材積源生物量法（volume-derived biomass）在估算林分生物量方面具有良好的效果，是目前重要的方法之一（曾偉生等，2018；陳科屹等，2021）。本研究采用政府間氣候變化專門委員會（IPCC）提供的方法對喬木林和疏林的林分生物量進(jìn)行估算。為提高估算精度，采取基于分樹種（組）的基礎(chǔ)上再分齡組的計量方式進(jìn)行測算，其表達(dá)式如下：

式中：

Bij——第j齡組樹種（組）i的林木生物量（Mg）；

Bi——樹種（組）i的林木總生物量；

Vij——第j齡組樹種（組）i的單位面積蓄積量（m3·hm-2）；

Di——樹種（組）i的木材密度（Mg·m-3）；

FBEij——第j齡組樹種（組）i的生物量擴展因子；

Rij——第j齡組樹種（組）i的根莖比；

Aij——第j齡組樹種（組）i的面積（hm2）。

1.3.2 碳儲量估算

基于上述林分生物量的計算結(jié)果，根據(jù)對應(yīng)樹種（組）的含碳系數(shù)計算林分碳儲量和碳密度，表達(dá)式如下：

式中：

Ci——樹種（組）i的碳儲量（Mg）；

Fi——樹種（組）i的含碳系數(shù)；

Cdi——樹種（組）i的碳密度（Mg·hm-2）；

Ai——樹種（組）i的面積（hm2）。

各喬木樹種的生物量、碳儲量測算參數(shù)參照李?？龋?010）、國家發(fā)展和改革委員會應(yīng)對氣候變化司（2014）的研究結(jié)果。灌木林和苗圃的生物量采用平均生物量法，參照方精云等（1996）的方法按 19.76 Mg·hm-2進(jìn)行估算，對于植被蓋度不足50%的按9.88 Mg·hm-2進(jìn)行估算，灌木林和苗圃林的含碳系數(shù)統(tǒng)一采用常數(shù)0.5進(jìn)行估算。相關(guān)參數(shù)選擇見表1。

表1 各樹種（組）生物量模型參數(shù)及含碳系數(shù)Table 1 Biomass model parameters and carbon content coefficients of tree species (groups)

1.3.3 固碳潛力評估

本文探討的森林固碳潛力是指森林距離最大碳儲量的理論空間。根據(jù)群落頂級演替理論，群落演替到頂級狀態(tài)時，能量和物質(zhì)的循環(huán)趨于動態(tài)平衡，可將頂級狀態(tài)時的森林碳儲量作為森林最大碳儲量。采用空間代替時間法，假設(shè)相近區(qū)域成熟林的碳密度為該區(qū)域森林的最大碳密度，據(jù)此測算的碳儲量即為最大碳儲量，也被稱作森林碳容量（劉迎春等，2019；朱萬澤，2020）。參照徐文鐸等（2008）對東北地區(qū)的植被生態(tài)區(qū)劃結(jié)果，將研究區(qū)歸入3個植被生態(tài)小區(qū)（表 2），處于同一植被生態(tài)小區(qū)的森林具有更相似的生境環(huán)境。根據(jù)顧云春（1985）基于大興安嶺林區(qū)開展大規(guī)模開發(fā)建設(shè)（1964年）以前的原始林樣地調(diào)查（1954年）分析結(jié)果顯示，大興安嶺林區(qū)的頂級群落為興安落葉松林和樟子松林。故將不同植被生態(tài)小區(qū)的興安落葉松林和樟子松林成熟林平均碳密度作為該區(qū)域森林碳容量的參考水平。根據(jù)樹種生長特性和踏查情況，對于土壤為砂質(zhì)土且坡向朝陽的林分，采用樟子松林成熟林作為參考對象。其余林分以落葉松林成熟林為參考對象。由于灌木林和苗圃碳儲量變化幅度相對較小，本文假定其碳儲量保持相對穩(wěn)定。此外，根據(jù)《東北森林帶生態(tài)保護(hù)和修復(fù)重大工程建設(shè)規(guī)劃（2021—2035年）》《大興安嶺林業(yè)集團(tuán)公司森林經(jīng)營規(guī)劃（2016—2050年）》等對林區(qū)的中長期規(guī)劃部署安排，在林區(qū)的宜林地（含宜林荒山荒地、宜林沙荒地、其他宜林地）、無立木林地（采伐跡地、火燒跡地、其他無立木林地）、未成林地等，皆會陸續(xù)實施造林、再造林、森林撫育。因此，將上述未來的森林植被空間也納入固碳潛力評估。通過分區(qū)計算森林生物量碳容量與當(dāng)前森林碳儲量之差，得到不同區(qū)域此時的森林固碳潛力，最后匯總得到全林區(qū)的森林固碳潛力。

表2 研究區(qū)植被生態(tài)區(qū)劃Table 2 Ecological regionalization of vegetation in the study area

2 結(jié)果與分析

2.1 不同區(qū)域的森林碳儲量和碳密度

從不同區(qū)域森林植被固碳情況看（表3），黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)森林植被總碳儲量為2.7246×108Mg，其中喬木林碳儲量占比高達(dá)99.93%，灌木林、疏林和苗圃碳儲量合計量僅占0.07%。林區(qū)平均碳密度為39.46 Mg·hm-2，其中喬木林平均碳密度為39.53 Mg·hm-2，遠(yuǎn)高于其他森林植被類型的平均碳密度，是灌木林平均碳密度的4.00倍、疏林平均碳密度的3.72倍。從分區(qū)域的情況看，森林植被碳儲量排前五位的分別是新林林業(yè)局、塔河林業(yè)局、呼中林業(yè)局、松嶺林業(yè)局和韓家園林業(yè)局，5個區(qū)域的碳儲量合計占比超過林區(qū)總碳儲量的一半，達(dá)52.67%。不同區(qū)域森林植被碳儲量差異懸殊，森林植被碳儲量最多的新林林業(yè)局與最少的盤中自然保護(hù)區(qū)相差達(dá)31.54倍。平均碳密度排前五位的分別是雙河自然保護(hù)區(qū)、綽納河自然保護(hù)區(qū)、呼中自然保護(hù)區(qū)、南甕河自然保護(hù)區(qū)和嶺峰自然保護(hù)區(qū)，遠(yuǎn)高于林區(qū)平均碳密度。平均碳密度最大的雙河自然保護(hù)區(qū)是平均碳密度最小的盤中自然保護(hù)區(qū)的2.70倍。

表3 各區(qū)域森林植被碳儲量和碳密度Table 3 Carbon storage and carbon density of forest vegetation in different regions

2.2 主要林分類型碳儲量和碳密度

從不同林分類型森林植被固碳情況看（表4），黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)不同優(yōu)勢樹種碳儲量差異較大，落葉松林和樺樹林是林區(qū)碳儲量最大的兩類優(yōu)勢樹種，二者碳儲量合計占林區(qū)總碳儲量的91.75%，尤其是落葉松林，其碳儲量占比接近林區(qū)總碳儲量的 1/2，是林區(qū)最主要儲碳優(yōu)勢樹種。而紅松（Pinus koraiensis）、椴樹（Lindenspp.）、榆樹（Ulmus pumila）等其他各類優(yōu)勢樹種碳儲量占比較小，其碳儲量合計值不足落葉松林碳儲量的1/800。平均碳密度最大的三類優(yōu)勢樹種分別是樟子松、水曲柳（Fraxinus mandschurica）和落葉松，而楊樹（Aspenspp.）、蒙古櫟等優(yōu)勢樹種平均碳密度較小，樟子松的平均碳密度是楊樹平均碳密度的2.44倍。

表4 主要優(yōu)勢樹種碳儲量和碳密度Table 4 Carbon storage and carbon density of dominant tree species

2.3 不同林種的森林碳儲量和碳密度

從不同林種森林植被固碳情況看（表5），黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)包括防護(hù)林、用材林、特種用途林 3類林種，其碳儲量排序依次為用材林＞防護(hù)林＞特種用途林。3類林種具體涉及水源涵養(yǎng)林、護(hù)岸林等 10個亞林種，其中碳儲量最大的三類亞林種分別是一般用材林、水源涵養(yǎng)林和短輪伐期工業(yè)原料用材林，三者碳儲量合計超過林區(qū)總碳儲量的一半，占比達(dá)58.99%。碳儲量最多的一般用材林是碳儲量最少的風(fēng)景林的970.25倍。平均碳密度最大的三類亞林種均屬于特種用途林，分別是母樹林、自然保護(hù)林和環(huán)境保護(hù)林。平均碳密度最大的母樹林是平均碳密度最小的國防林的1.42倍。

表5 不同林種碳儲量和碳密度Table 5 Carbon storage and carbon density in different forest categories

2.4 不同齡組和起源喬木林碳儲量和碳密度

從不同齡組的固碳情況看（表6），黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)喬木林不同林齡的碳儲量排序為中齡林＞近熟林＞成熟林＞幼齡林＞過熟林，中、幼齡林碳儲量合計值占林區(qū)喬木林總碳儲量的70.76%。不同齡組喬木林碳儲量差異懸殊，碳儲量最大的中齡林是碳儲量最小的過熟林的38.51倍。在平均碳密度方面，隨齡組的增大，喬木林平均碳密度也呈逐漸增大趨勢，從幼齡林的19.18 Mg·hm-2上升至過熟林的50.15 Mg·hm-2，二者相差2.61倍。從喬木林分起源的情況看，天然喬木林碳儲量遠(yuǎn)高于人工林碳儲量，兩者相差49.88倍；另一方面，天然喬木林平均碳密度總體上高于人工林平均碳密度，但在幼齡林和成熟林當(dāng)中的情況則相反。

表6 不同齡組森林植被碳儲量和碳密度Table 6 Forest vegetation carbon storage and carbon density in different age groups

2.5 不同林地類型固碳潛力

從不同林地類型固碳潛力看（表7），黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)林地總固碳潛力為1.9367×108Mg，其中現(xiàn)存森林植被固碳潛力為1.4032×108Mg，占林區(qū)總固碳潛力的72.45%。不同林地類型固碳潛力差異較為懸殊，固碳潛力大小排序為喬木林地(72.38%)＞其他宜林地 (23.96%)＞宜林荒山荒地(2.70%)＞宜林沙荒地 (0.63%)＞其他無立木林地(0.16%)＞疏林地 (0.08%)＞未成林造林地 (0.07%)＞火燒跡地（0.03%）。從不同優(yōu)勢樹種的固碳潛力看（圖 1），其主要貢獻(xiàn)來自于當(dāng)前的六類優(yōu)勢樹種林分，分別是樺樹（47.65%）、落葉松（38.86%）、楊樹（8.78%）、蒙古櫟（3.86%）、云杉（0.46%）和柳樹（0.38%），其他優(yōu)勢樹種林分固碳潛力合計量僅占喬木林總固碳潛力的0.02%。從不同區(qū)域固碳潛力看（圖2），林區(qū)各林業(yè)局固碳潛力遠(yuǎn)高于各國家級自然保護(hù)區(qū)，其中固碳潛力最大的是加格達(dá)奇林業(yè)局（2.6687×107Mg），占林區(qū)總固碳潛力的13.78%；固碳潛力最小的是嶺峰國家級自然保護(hù)區(qū)（3.4007×105Mg），僅占林區(qū)總固碳潛力的0.18%。

圖1 喬木林主要優(yōu)勢樹種固碳潛力占比Figure 1 Proportion of carbon sequestration potential of dominant tree species in arbor forest

圖2 不同區(qū)域的固碳潛力及其占比Figure 2 Carbon sequestration potential and its proportion in different regions

表7 不同林地類型固碳潛力Table 7 Carbon sequestration potential of different forest types

3 討論

3.1 人為適度合理干預(yù)對森林固碳能力的影響

研究區(qū)天然喬木林平均碳密度總體高于人工林平均碳密度，這與李奇等（2018）研究結(jié)果保持一致。但在幼齡林、成熟林中，研究區(qū)的人工林平均碳密度卻高于天然林平均碳密度，這與Sharma et al.（2013）發(fā)現(xiàn)的即使天然林的齡級遠(yuǎn)小于人工林，其碳密度和固碳能力仍然高于人工林的研究結(jié)果有所出入，究其原因主要是由于不同起源的林分其不同的生長史和經(jīng)營史造成的。目前，研究區(qū)的天然林絕大部分屬于天然次生林，萌生林木比重大，群落結(jié)構(gòu)簡單、森林質(zhì)量不高，且缺乏長期有效的系統(tǒng)性經(jīng)營。而研究區(qū)人工林則多采用經(jīng)過人工選育的實生苗木栽培，且長期保持著有效的集約經(jīng)營，這導(dǎo)致林區(qū)出現(xiàn)部分齡組的人工林平均碳密度高于天然林平均碳密度的情況。對于不同林種在碳密度方面呈現(xiàn)的差異而言，由于母樹林在調(diào)查設(shè)計、采伐限額審批、培育監(jiān)管、內(nèi)業(yè)檔案管理等各環(huán)節(jié)均采取精細(xì)化的管理模式，這對于提升其固碳能力起到了積極作用?？梢?，從提升森林固碳增匯能力的視角而言，林區(qū)的森林經(jīng)營管理不宜采取“一刀切”的模式。對于整體結(jié)構(gòu)并未完全受損，自然更新能力依然保持一定水平的林分，可以采取以自然恢復(fù)為主的管理方式。但是，對于結(jié)構(gòu)和功能嚴(yán)重退化，無法實現(xiàn)自我修復(fù)的林分，應(yīng)該積極采取科學(xué)有效的人工干預(yù)措施。

3.2 設(shè)立自然保護(hù)區(qū)對區(qū)域森林植被碳儲量的影響

從空間分布看，研究區(qū)不同區(qū)域森林植被碳儲量差異懸殊，主要是由各區(qū)域的森林植被分布面積和單位面積森林植被蓄積量差異造成的。在碳密度方面，國家級自然保護(hù)區(qū)的平均碳密度（45.12 Mg·hm-2）總體高于各林業(yè)局的平均碳密度（38.05 Mg·hm-2），平均碳密度排前五位皆為國家級自然保護(hù)區(qū)。黑龍江大興安嶺林區(qū)長期作為木材生產(chǎn)基地進(jìn)行開發(fā)建設(shè)，從當(dāng)前碳儲量最多的林種為一般用材林的情況也可反映出研究區(qū)的開發(fā)歷史。相對而言，研究區(qū)開展自然保護(hù)區(qū)建設(shè)的時間并不長，成為國家級自然保護(hù)區(qū)的時間則更晚，如目前研究區(qū)碳密度最高和第二高的雙河自然保護(hù)區(qū)和綽納河自然保護(hù)區(qū)，均是 2002年才啟動建設(shè)的，兩者分別于2008年和2012年才經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)晉升為國家級自然保護(hù)區(qū)?？梢?，雖然研究區(qū)開展自然保護(hù)區(qū)建設(shè)的時間較短，但自然保護(hù)區(qū)穩(wěn)定的要素投入與科學(xué)的管理對提升林區(qū)森林植被固碳增匯能力的作用已經(jīng)初步顯現(xiàn)。另一方面，研究區(qū)也存在比較特殊的情況，即盤中國家級自然保護(hù)區(qū)，目前其平均碳密度處于全林區(qū)最低，僅為22.11 Mg·hm-2。究其原因，主要是由于該自然保護(hù)區(qū)于 1987年曾遭遇嚴(yán)重的森林大火（5·6大興安嶺特大森林火災(zāi)），原有森林植被損毀殆盡，當(dāng)前的森林群落主要是通過自然更新、萌生萌蘗產(chǎn)生的白樺天然次生林，面積占比高達(dá)44.17%，其低下的森林質(zhì)量導(dǎo)致盤中自然保護(hù)區(qū)平均碳密度偏低，這與屈紅軍等（2021）在研究大興安嶺過火區(qū)主要森林類型碳儲量時發(fā)現(xiàn)白樺次生林是其中碳密度最低的一類的情況一致。整個自然保護(hù)區(qū)的喬木林幼、中齡林面積占比高達(dá)92.98%，這也是導(dǎo)致其平均碳密度遠(yuǎn)低于其他區(qū)域的另一重要原因?？梢姡芯繀^(qū)森林植被一旦被嚴(yán)重破壞，其固碳增匯等生態(tài)服務(wù)功能的自我恢復(fù)將經(jīng)歷漫長的生態(tài)過程。

3.3 森林植被碳儲量計量結(jié)果的可靠性識別

經(jīng)上述研究結(jié)果顯示，黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)森林植被總碳儲量為 2.7246×108Mg，平均碳密度為 39.46 Mg·hm-2。如果按照張春華等（2018）利用第八次全國森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)對黑龍江全省森林碳儲量（833.99 Tg）和森林碳密度（41.90 Mg·hm-2）的研究結(jié)果進(jìn)一步估算則可知，黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)森林碳儲量約占黑龍江全省森林碳儲量的32.67%，這與同一調(diào)查監(jiān)測體系下測算得到的黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)森林蓄積量占黑龍江全省森林蓄積量的比重非常接近（29.51%）。在平均碳密度方面，本文估測的黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)平均碳密度略低于張春華等估測的黑龍江省平均碳密度，這與研究區(qū)單位面積蓄積量略低于黑龍江全省單位面積蓄積量的實際狀況保持一致，表明估算結(jié)果具有一定的科學(xué)性。不同學(xué)者對同一區(qū)域開展森林碳計量產(chǎn)生的偏差，可能受森林生態(tài)系統(tǒng)本身的復(fù)雜性，以及不同人為假設(shè)條件、計測方法以及關(guān)鍵參數(shù)取值等因素有關(guān)。由上述因素導(dǎo)致計量結(jié)果出現(xiàn)一定差異屬于正?，F(xiàn)象（張煜星等，2021b）。

3.4 固碳潛力估測結(jié)果的不確定性和保守性

隨著森林植被空間范圍的進(jìn)一步拓展，以及單位面積蓄積量的持續(xù)增長，估測研究區(qū)的森林植被總固碳潛力為1.9367×108Mg，即在現(xiàn)有碳儲量基礎(chǔ)上保有70.08%的增長空間?？傮w上，估測結(jié)果還存在一定的不確定性和保守性。在不確定性方面，研究過程中假設(shè)森林群落演替至能量輸出入處于動態(tài)平衡時的頂級群落為理論最大碳儲量，由于林區(qū)絕大部分森林為天然次生林，不同林分的受損退化程度及其所處的恢復(fù)重建階段存在差異，不可能在同一時間節(jié)點同時正向演替至頂級狀態(tài)。另一方面，雖然目前可供造林再造林的空間范圍和面積數(shù)量基本清楚，但是對不同地塊的具體安排和施工計劃還存在較大的變數(shù)。此外，本研究沒有考慮土地利用和土地覆蓋變化、區(qū)域環(huán)境變化（Fang et al.，2014）對生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和碳空間分布的影響。在保守性方面，由于林區(qū)全域在歷史上皆遭受過長期的高強度采伐，當(dāng)前無法在林區(qū)范圍內(nèi)找到真正典型的地帶性頂級森林群落作為參考，對比歷史資料可知，本文基于當(dāng)前林分篩選的成熟林在林分蓄積量等關(guān)鍵指標(biāo)的數(shù)值方面依然低于歷史水平，可推測林區(qū)森林植被的固碳潛力可能更大。再結(jié)合劉迎春等（2015）對中國溫帶針葉林生態(tài)區(qū)的森林碳容量研究結(jié)果，以及張穎等（2022）對未來中國森林平均碳密度的研究結(jié)果來看，均印證本文對研究區(qū)森林植被的固碳潛力的估測值是相對保守的。

3.5 提高研究區(qū)固碳增匯能力的主要途徑研判

據(jù)研究結(jié)果顯示，研究區(qū)森林增匯的主要貢獻(xiàn)源于對現(xiàn)存森林質(zhì)量的有效提升，基于研究區(qū)天然次生林面積分布廣、中幼齡林占比高、固碳增匯潛力大的實際狀況，并結(jié)合《東北森林帶生態(tài)保護(hù)和修復(fù)重大工程建設(shè)規(guī)劃（2021—2035年）》和《大興安嶺林業(yè)集團(tuán)公司森林經(jīng)營規(guī)劃（2016—2050年）》中涉及研究區(qū)的重點任務(wù)謀劃情況，未來有必要加強天然次生林生態(tài)系統(tǒng)功能恢復(fù)與森林質(zhì)量精準(zhǔn)提升的理論研究，進(jìn)一步揭示森林生態(tài)系統(tǒng)在固碳增匯、物種保育等多重功能之間的權(quán)衡機理，及其對不同森林經(jīng)營措施的需求和響應(yīng)機制，研發(fā)以地帶性頂級群落為目標(biāo)導(dǎo)向的基于林分退化程度和演替階段的多功能經(jīng)營技術(shù)體系，提高森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力。加快完善林區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施，提高現(xiàn)代化裝備、設(shè)備的配置與應(yīng)用，提升森林防滅火和有害生物防治能力，減少森林碳庫無序損耗。創(chuàng)新森林植被固碳增匯管理機制，主動參與全國碳市場建設(shè)，有序推動林區(qū)林業(yè)碳匯項目開發(fā)與交易。

4 結(jié)論

黑龍江大興安嶺重點國有林區(qū)森林植被總碳儲量為 2.7246×108Mg，平均碳密度為 39.46 Mg·hm-2，其中喬木林碳儲量占絕對主體地位。林區(qū)總固碳潛力為1.9367×108Mg，主要貢獻(xiàn)源于現(xiàn)存森林植被的生長發(fā)育。為更好維持黑龍江大興安嶺國有林區(qū)森林植被碳庫作用、提升生態(tài)系統(tǒng)固碳增匯能力，建議持續(xù)提升各類自然保護(hù)地監(jiān)督管護(hù)成效，加強天然次生林保護(hù)與修復(fù)理論研究和技術(shù)研發(fā)，提高黑龍江大興安嶺國有林區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性，增強其固碳增匯能力。創(chuàng)新森林植被固碳增匯管理模式，拓展林業(yè)碳匯生態(tài)產(chǎn)品價值實現(xiàn)路徑，統(tǒng)籌生態(tài)保護(hù)修復(fù)與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，促進(jìn)森林植被固碳增匯效益可持續(xù)發(fā)展。