孫美歐，潘鵬旭，孫　虎

(1.黑龍江帶嶺林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江 伊春 153106；2.黑龍江林業(yè)監(jiān)測(cè)規(guī)劃院，哈爾濱 150040；

3.東北林業(yè)大學(xué) 涼水自然保護(hù)區(qū)，黑龍江 伊春 153106)

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大煙筒林場(chǎng)森林資源調(diào)查及喬木層碳儲(chǔ)量估算

孫美歐1，潘鵬旭2，孫虎3

(1.黑龍江帶嶺林業(yè)科學(xué)研究所，黑龍江 伊春 153106；2.黑龍江林業(yè)監(jiān)測(cè)規(guī)劃院，哈爾濱 150040；

3.東北林業(yè)大學(xué) 涼水自然保護(hù)區(qū)，黑龍江 伊春 153106)

摘要：經(jīng)過(guò)對(duì)大煙筒林場(chǎng)進(jìn)行二類調(diào)查，本研究掌握了大煙筒林場(chǎng)森林資源的基本數(shù)據(jù)，基于該林場(chǎng)的數(shù)據(jù)，作者對(duì)大煙筒林場(chǎng)森林進(jìn)行了區(qū)劃，劃分了立地類型，分析了森林資源現(xiàn)狀及特點(diǎn)；同時(shí)基于森林調(diào)查數(shù)據(jù)，選取合適的生物量-蓄積量轉(zhuǎn)換方程估算大煙筒林場(chǎng)喬木層碳儲(chǔ)量。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，本研究估算出本期大煙筒林場(chǎng)喬木層總碳儲(chǔ)量為3.362 8×105t，喬木層碳儲(chǔ)量密度為29.59 t/hm2。其中天然林喬木層碳儲(chǔ)量為2.555 1×105t，是人工林和人工混交林總和的3.16倍，各齡組碳儲(chǔ)量大小為中齡林(1.669 9×105t)>幼齡林(1.214 0×105t)>近熟林(0.466 6×105t)>成熟林(0.0123 3×105t)，幼、中齡林是目前大煙筒林場(chǎng)碳儲(chǔ)量的主體，占喬木層碳儲(chǔ)量的85.7%；各林型喬木層碳儲(chǔ)量密度差異較大，其中樟子松人工林碳儲(chǔ)量密度最高，達(dá)到了51.24 t/hm2，人工軟闊葉混交林最低，僅為4.72 t/hm2。

關(guān)鍵詞：二類調(diào)查；森林區(qū)劃；立地類型劃分；喬木層碳儲(chǔ)量

引文格式：孫美歐，潘鵬旭，孫虎，等.大煙筒林場(chǎng)森林資源調(diào)查及喬木層碳儲(chǔ)量估算[J].森林工程，2016，32(1)：16-20.

0引言

森林資源調(diào)查的目的在于了解森林資源的數(shù)量、質(zhì)量以及消長(zhǎng)變化狀況與規(guī)律，客觀反映森林生長(zhǎng)的自然條件、經(jīng)濟(jì)條件和社會(huì)條件，并進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)，為國(guó)家和地區(qū)森林經(jīng)營(yíng)單位制定林業(yè)方針政策，編制林業(yè)區(qū)劃與規(guī)劃，指導(dǎo)林業(yè)生產(chǎn)提供依據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)森林資源的科學(xué)管理、合理經(jīng)營(yíng)、永續(xù)利用和持續(xù)發(fā)展[1-2]。我國(guó)的森林資源調(diào)查體系包括森林資源連續(xù)清查(一類清查)、森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查(二類調(diào)查)、作業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)查(三類調(diào)查) 三類。其中森林資源連續(xù)清查體系是以掌握宏觀森林資源現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài)為目的，利用固定樣地為主，采用系統(tǒng)抽樣方式，進(jìn)行定期復(fù)查 (間隔期 5 a)的森林資源調(diào)查方法，是森林資源與生態(tài)狀況綜合監(jiān)測(cè)體系的重要組成部分。森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地森林生態(tài)系統(tǒng)的主體，也是最重要的陸地碳庫(kù)之一，其碳儲(chǔ)量占整個(gè)陸地植被碳儲(chǔ)量的 76%～98%[3]。作為全球氣候系統(tǒng)的重要組成部分，森林在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究中占有十分重要的地位。森林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量是研究森林生態(tài)系統(tǒng)與大氣間碳交換的基本參數(shù)，也是估算森林生態(tài)系統(tǒng)向大氣吸收和排放含碳?xì)怏w的關(guān)鍵因子，森林的碳匯功能與人類對(duì)森林的經(jīng)營(yíng)和森林生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)有著重要關(guān)系，恢復(fù)和保護(hù)森林資源是緩解全球氣候變化最根本的措施之一[4-6]。

五常市林業(yè)局大煙筒林場(chǎng)分別在1962年以及2004年組織進(jìn)行了二次森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查。1990年由五常市林業(yè)局組織進(jìn)行了第二次群眾性森林資源調(diào)查。2004年以后，經(jīng)過(guò)十余年的森林培育和開(kāi)發(fā)利用，森林資源數(shù)量、質(zhì)量及生態(tài)功能發(fā)生了較大變化，現(xiàn)行的森林資源數(shù)據(jù)已經(jīng)不能真實(shí)的反映資源現(xiàn)狀。通過(guò)在林場(chǎng)級(jí)別區(qū)域范圍內(nèi)對(duì)森林資源進(jìn)行調(diào)查，可以為編制該地區(qū)林業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)以及森林作業(yè)設(shè)計(jì)提供最基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)也提高了估算小區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的準(zhǔn)確性。

1研究地區(qū)概況

大煙筒林場(chǎng)位于黑龍江省五常市東北部，距五常市區(qū)50 km，總經(jīng)營(yíng)面積為14 549.81 hm2，地理位置為東經(jīng)127°19′30″~127°39′22″，北緯45°00′55″~45°10′10″。東北和北部與尚志市帽兒山林場(chǎng)接壤，西南和南部與二河鄉(xiāng)、志廣鄉(xiāng)、小山子鎮(zhèn)為鄰，西部與平房店林場(chǎng)施業(yè)區(qū)相連。本區(qū)域山脈屬于長(zhǎng)白山山系，張廣才嶺西坡低山丘陵地帶，地勢(shì)東、北高，西、南低，最高海拔820 m，最低海拔225 m，平均海拔410 m。本區(qū)域氣候?qū)贉貛Ъ撅L(fēng)型大陸性氣候，冬季漫長(zhǎng)干燥，最低氣溫為-35℃，夏季溫暖而濕潤(rùn)，最高氣溫為35℃，植物生長(zhǎng)期為125 d，年日照時(shí)數(shù)2 576 h，年降水量為550 mm，年蒸發(fā)量1 376 mm，平均溫度為3.5℃，年>10℃的積溫2 410℃，初霜期為9月中旬，終霜期在翌年5月中旬，冰凍期為11月中旬，解凍期為翌年3月中旬。本區(qū)域水系屬于松花江拉林河水系，拉林河在林場(chǎng)施業(yè)區(qū)南部自東向西流程30 km，為松花江一級(jí)支流，在林場(chǎng)所在地東7.5 km處，由牛虻河、葦沙河、大泥河三股水系匯入拉林河，所以形成了至東向西橫跨整個(gè)施業(yè)區(qū)南部的河流水系。本區(qū)域土壤有暗棕壤和沼澤土兩個(gè)土類，共12個(gè)亞類，以暗棕壤亞類為主。

2主要研究方法和研究?jī)?nèi)容

本次森林調(diào)查主要根據(jù)國(guó)家林業(yè)局2003年頒布的《森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查主要技術(shù)規(guī)定》、黑龍江省林業(yè)廳2004年頒布的《黑龍江省市縣林區(qū)森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查操作細(xì)則》和2014年《五常市林業(yè)局二類調(diào)查技術(shù)方案》等技術(shù)方案進(jìn)行，主要進(jìn)行權(quán)屬調(diào)查、面積調(diào)查、蓄積量調(diào)查和其他專項(xiàng)調(diào)查。通過(guò)森林二類調(diào)查，得到了大煙筒林場(chǎng)各森林類型蓄積量，參考王敏等、程堂仁等、焦艷等和方精云等學(xué)者的研究[7-11]，根據(jù)材積源生物量法，選取適合本地區(qū)森林蓄積量-生物量的轉(zhuǎn)換方程，將各林型蓄積量轉(zhuǎn)換為生物量，再乘以含碳率轉(zhuǎn)化系數(shù)，就可以得到喬木層碳儲(chǔ)量。對(duì)于含碳率轉(zhuǎn)化系數(shù)，不同學(xué)者選取的數(shù)值有所差異，郭純子[12]在估算天童國(guó)家森林公園森林植被碳儲(chǔ)量時(shí)選取了0.50，賈黎明等[13]在研究我國(guó)楊樹(shù)林碳儲(chǔ)量和碳密度時(shí)采取了0.48作為含碳率轉(zhuǎn)化系數(shù)，耿麗君等[14]在研究燕山北部山地華北落葉松人工林生物量和碳儲(chǔ)量時(shí)對(duì)喬木層不同器官采取了不同的含碳率，林下植被和凋落物層含碳率采用了0.50。綜合考慮本研究選取目前通用的0.50作為碳轉(zhuǎn)換系數(shù)計(jì)算大煙筒林場(chǎng)喬木層碳儲(chǔ)量，再根據(jù)各林型面積就可以得到各林型喬木層碳儲(chǔ)量密度，具體計(jì)算公式見(jiàn)表1。

表1　大煙筒林場(chǎng)各林型蓄積量-生物量轉(zhuǎn)化方程

3結(jié)果與分析

本次二類調(diào)查將大煙筒林場(chǎng)區(qū)劃為55個(gè)林班，1 383個(gè)小班，區(qū)劃為防護(hù)林和用材林2個(gè)林種區(qū)，進(jìn)一步根據(jù)森林生態(tài)區(qū)位及森林功能，又劃分為生態(tài)公益林和商品林兩部分。以森林生態(tài)學(xué)為理論基礎(chǔ)，依據(jù)地貌、土壤和森林植被類型等生態(tài)特征因子將大煙筒林場(chǎng)共劃分為12個(gè)立地類型，見(jiàn)表2。

表2　大煙筒林場(chǎng)立地類型劃分表

3.1森林資源現(xiàn)狀與特點(diǎn)

全場(chǎng)經(jīng)營(yíng)總面積為14 549.81hm2。其中：用材林林種區(qū)面積3 616.59 hm2，防護(hù)林林種區(qū)面積10 933.22 hm2，分別占林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)總面積的24.9%和75.1%，經(jīng)營(yíng)面積全部為林地面積。在林地面積中，有林地面積為11 376.04 hm2，占林地面積的78.2%；疏林地面積28.28 hm2，占林地面積的0.2%；灌木林地面積64.27 hm2，占林地面積的0.4%；未成林地面積53.41 hm2，占林地面積的0.4%；無(wú)立木林地面積4.67 hm2，所占比例不到0.1%，計(jì)為0；宜林地面積18.45 hm2，占林地面積的0.1%；輔助生產(chǎn)用地面積3 004.69 hm2，占林地面積的20.7%。在有林地面積中，純林面積1 245.86 hm2，混交林面積10 130.18 hm2，分別占有林地面積的11%和89%。在未成林地面積中，未成林造林地面積53.41 hm2，且全部為未成林造林地。在宜林地面積中，宜林荒山荒地面積18.45 hm2，且全部為宜林荒山荒地。在輔助生產(chǎn)用地中，生產(chǎn)設(shè)施用地面積5.71 hm2，所占比例不到0.2%；沼澤地228.18 hm2，占輔助生產(chǎn)用地的7.6%；其它(主要為林輔農(nóng)田、林輔水域等)2 770.8 hm2，占輔助生產(chǎn)用地的92.2%。綜上所述，大煙筒林場(chǎng)森林覆蓋率為78.91%，如圖1所示。

全場(chǎng)活立木總蓄積為1 013 890 m3。其中有林地蓄積992 323 m3，占活立木總蓄積的97.9%；疏林地蓄積250 m3，所占比例不到0.1%；散生木蓄積21 317 m3，占活立木總蓄積的2.1%。在活立木總蓄積中：用材林活立木總蓄積279 476 m3，占全場(chǎng)活立木總蓄積的27.6%；防護(hù)林區(qū)活立木總蓄積734 414 m3，占全場(chǎng)活立木總蓄積的72.4%。在有林地蓄積中，純林蓄積109 227 m3，占有林地蓄積的11%；混交林蓄積883 096 m3，占有林地蓄積的89%。如圖2所示。有林地面積按齡組分布：以中齡林面積最多，面積5 110.96 m3，占有林地面積的44.9%；其后依次為：幼齡林面積5 049.77 m3，占有林地面積的44.4%；近熟林面積1 182.09 m3，占有林地面積的10.4%；成熟林面積33.22 m3，占有林地面積的0.3%。有林地蓄積按齡組分布：以中齡林蓄積最多，蓄積501 642 m3，占有林地蓄積的50.5%；其后依次為：幼齡林蓄積352 297 m3，占有林地蓄積的35.5%；近熟林蓄積134 679 m3，占有林地蓄積的13.6%；成熟林蓄積3 705 m3，占有林地蓄積的0.4%。如圖3所示。

圖1　大煙筒林場(chǎng)各林地面積類型所占比例Fig.1 The proportion of each forest land area in Dayantong forest farm

圖2　大煙筒林場(chǎng)各林地蓄積量Fig.2 The volume of each forest land in Dayantong forest farm

圖3　大煙筒林場(chǎng)森林各齡組蓄積量Fig.3 The volume of forest stand at each forestage in Dayantong forest farm

3.2喬木層碳儲(chǔ)量

通過(guò)參考焦燕等和方精云等學(xué)者的研究成果[9-10]，估測(cè)了大煙筒林場(chǎng)不同起源各齡組林分喬木層碳儲(chǔ)量。本研究得到大煙筒林場(chǎng)喬木層碳儲(chǔ)量總量為3.362 8×105t。按林分起源統(tǒng)計(jì)，天然林喬木層碳儲(chǔ)量為2.555 1×105t，是人工林和人工混交林總和的3.16倍；如按照齡組統(tǒng)計(jì)，各齡組碳儲(chǔ)量大小為中齡林(1.669 9×105t)>幼齡林(1.214 0×105t)>近熟林(0.466 6×105t)>成熟林(0.012 33×105t)，說(shuō)明幼、中齡林是目前大煙筒林場(chǎng)碳儲(chǔ)量的主體，占喬木層碳儲(chǔ)量的85.7%；全場(chǎng)森林碳儲(chǔ)量密度為29.59 t/hm2，見(jiàn)表3。

表3　大煙筒林場(chǎng)主要林分類型喬木層碳儲(chǔ)量

結(jié)合森林調(diào)查得到各林分類型面積數(shù)據(jù)，根據(jù)表4中各林分類型碳儲(chǔ)量，可以得到各林型碳儲(chǔ)量密度，如圖4(a)、(b)、(c)所示。各林型隨著林分年齡的增大，碳儲(chǔ)量密度都隨著增長(zhǎng)，但是人工落葉松林和人工針闊混交林成熟林碳儲(chǔ)量密度都低于近熟林，說(shuō)明為了維持林分能有較高的儲(chǔ)碳能力，對(duì)人工林而言，要及時(shí)改造利用；在調(diào)查的幾個(gè)林齡組范圍內(nèi)，落葉松人工林都保持了高碳儲(chǔ)量密度，落葉松人工中齡林最高達(dá)到了85.75 t/hm2，軟闊葉混交人工林幼齡林碳儲(chǔ)量密度最低，僅為4.72 t/hm2；如果不考慮林分年齡對(duì)各林型碳儲(chǔ)量密度進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，各林型碳儲(chǔ)量密度差異較大，樟子松人工林碳儲(chǔ)量密度(51.24 t/hm2)最高，其次是落葉松人工林(42.57 t/hm2)，然后是人工針闊混交林(40.66 t/hm2)，人工軟闊葉混交林(4.72 t/hm2)依然最低。

4討論

(1)大煙筒林場(chǎng)森林資源特點(diǎn)

大煙筒林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)面積和林地面積相同，有林地占林地面積最大，森林覆蓋率為78.19%。天然林面積9 375.79 hm2，占有林地面積的82.59%，人工林面積1 980.25hm2，占有林地面積17.41%，全場(chǎng)天然林和人工林面積比為4.7∶1。全場(chǎng)林業(yè)輔助生產(chǎn)用地3 004.69 hm2，占經(jīng)營(yíng)面積的20.7%，其中沼澤地面積228.18 hm2，占林業(yè)輔助生產(chǎn)用地面積的7.6%，占經(jīng)營(yíng)面積的1.6%。中齡林蓄積量為501 642 m3，占有林地蓄積的50.6%；其后依次為：幼齡林蓄積352 297 m3，占有林地蓄積的35.5%；近熟林蓄積134 679 m3，占有林地蓄積的13.6%；成熟林蓄積3 705 m3，占有林地蓄積的0.4%；全場(chǎng)有林地單位蓄積87.2 m3/hm2，其中幼齡林單位蓄積69.8 m3/hm2，中齡林單位蓄積98.2 m3/hm2，近熟林單位蓄積113.9 m3/hm2，成熟林單位蓄積111.5 m3/hm2。

(a)

(b)

(c)

(2)喬木層碳儲(chǔ)量

經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，本研究得到了大煙筒林場(chǎng)喬木層總碳儲(chǔ)量為3.362 8×105t，喬木層碳儲(chǔ)量密度為29.59 t/hm2，低于焦燕等[9]研究得到的黑龍江省2003年森林碳儲(chǔ)量密度33.44 t/hm2，也低于李?？萚15]根據(jù)全國(guó)森林清查數(shù)據(jù)得到的東北地區(qū)喬木碳密度49.05 t/hm2和黑龍江省喬木林碳儲(chǔ)量密度值45.06 t/hm2，但是高于樊登星等[16]研究北京市森林碳儲(chǔ)量得到的碳儲(chǔ)量密度22.53 t/hm2，說(shuō)明大煙筒林場(chǎng)森林碳儲(chǔ)量密度還具有較大提升的空間。大煙筒林場(chǎng)天然林喬木層碳儲(chǔ)量為2.555 1×105t，是人工林和人工混交林總和的3.16倍，各齡組碳儲(chǔ)量大小為中齡林(1.669 9×105t)>幼齡林(1.214 0×105t)>近熟林(0.466 6×105t)>成熟林(0.012 33×105t)，幼、中齡林是目前大煙筒林場(chǎng)碳儲(chǔ)量的主體，占喬木層碳儲(chǔ)量的85.7%。

大煙筒林場(chǎng)各林型碳儲(chǔ)量密度都有隨著林齡增大而增大的趨勢(shì)，和李平等[17]研究天津平原楊樹(shù)人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量得到的結(jié)論一致，但是對(duì)人工林而言當(dāng)林分成熟時(shí)碳儲(chǔ)量密度出現(xiàn)了下降的現(xiàn)象，這和王新闖等[18]研究吉林省森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量、碳密度得到的結(jié)論是一致的。在所有林型中，樟子松人工林碳儲(chǔ)量密度最高，達(dá)到了51.24 t/hm2，稍低于李海奎等[15]研究得到的樟子松林碳儲(chǔ)量密度55.41 t/hm2，高于賈煒瑋等[19]研究黑龍江省樟子松林27 a生時(shí)的喬木層碳儲(chǔ)量密度32.90 t/hm2，低于44 a生時(shí)喬木層碳儲(chǔ)量密度156.50 t/hm2。

以上分析說(shuō)明本研究得到的結(jié)果和其他很多學(xué)者的研究結(jié)果不盡相同，再次證明了森林碳儲(chǔ)量研究的確存在很大的估測(cè)精度問(wèn)題。本研究在二類調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人研究估計(jì)了大煙筒林場(chǎng)喬木層碳儲(chǔ)量，在林場(chǎng)級(jí)碳儲(chǔ)量估計(jì)中可信度較高。

(3)經(jīng)營(yíng)利用意見(jiàn)

通過(guò)森林資源清查，本研究提出了大煙筒林場(chǎng)今后合理化經(jīng)營(yíng)的若干意見(jiàn)：以生態(tài)建設(shè)為重點(diǎn)，在保護(hù)好現(xiàn)有森林資源前提下，加大造林力度，提高造林成活率和保存率；積極進(jìn)行森林撫育，提高單位面積森林蓄積，綜合改善林分質(zhì)量；科學(xué)合理的利用林冠下資源，從而增加職工收入。最終實(shí)現(xiàn)建生態(tài)、資源好、富職工的生態(tài)資源經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展道路。在今后林場(chǎng)級(jí)森林調(diào)查中，在情況容許的條件下，應(yīng)對(duì)林下灌木、草本和凋落物層生物量以及土壤層碳儲(chǔ)量進(jìn)行調(diào)查，以進(jìn)一步完善林場(chǎng)級(jí)森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量估測(cè)。

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Forest Resource Survey and Tree Layer Carbon StorageEstimation of Dayantong Forest Farm

Sun Meiou1，Pan Pengxu2，Sun Hu3

(1 Dailing Forestry Science Research Institute，Yichun 153106，Heilongjiang Province；

2. Heilongjiang Forestry Monitoring and Planning Institute，Harbin 150040；

3. Liang Shui National Nature Reserve,Northeast Forestry University,Yichun 153106 Heilongjiang Province)

Abstract：Through forest survey on Dayantong forest farm，the basic characteristics of forest resources were obtained.Based on the survey data，the forest was divided by site types and the present situation and characteristics of forest resources in this forest farm were analyzed.Meantime，based on the data of forest survey，the proper biomass and volume transformation equations were selected to estimate the layer carbon storage of forest stand in this forest farm.The results showed that the total carbon storage of tree layer in Dayantong forest farm was 3.362 8×105t，and the density of carbon storage of tree layer was 29.59 t/hm2. The tree layer carbon storage of natural forest was 2.555 1×105t which was 3.16 times of the sum of plantation stands and mixed plantations.The order of carbon storage was middle age stand(1.669 9×105t)>young age stand(1.214 0×105t)> near-mature stand(0.466 6×105t)> mature stand(0.012 33×105t).Young and middle age stands are the main body of carbon storage in this forest farm，accounting for 85.7% of the total carbon storage.The difference of carbon density on each forest stand was obvious；Pinus sylvestris plantation stand had the highest carbon storage density which was 51.24 t/hm2.Soft broad-leaved mixed forest plantation’s carbon storage density was the lowest，which was only 4.72 t/hm2.

Keywords：forest management inventory；forest districts；site division；tree layer carbon storage

*通信作者：孫虎，碩士。研究方向：森林經(jīng)理、林業(yè)碳匯。E-mail：Hu_S2012@163.com

作者簡(jiǎn)介：第一孫美歐，碩士研究生。研究方向：森林經(jīng)理。

基金項(xiàng)目：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目資助(2572014BA07)；黑龍江省森林工業(yè)總局青年基金項(xiàng)目(sgzjQ2015003)

收稿日期：2015-09-11

中圖分類號(hào)：S 791.247

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-005X(2016)01-0016-05