王志萍（山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，山西　太原　030012）

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2013年度山西省林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)初探

王志萍
（山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，山西太原030012）

【摘要】以2012年山西省林地保護(hù)利用規(guī)劃數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過運(yùn)用GIS技術(shù)以及對(duì)遙感影像的解譯，結(jié)合外業(yè)調(diào)查，對(duì)山西全省272個(gè)4km×4km的樣方進(jìn)行碳儲(chǔ)量計(jì)算，以此推算全省碳儲(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】山西省；林業(yè)碳匯；計(jì)量監(jiān)測(cè)

植樹造林、增加碳匯是我國(guó)應(yīng)對(duì)全球氣候變化的重要舉措之一。建立溫室氣體排放基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)制度，建立健全包括土地利用變化、適應(yīng)溫室氣體排放核算的統(tǒng)計(jì)體系，是為了滿足地方實(shí)現(xiàn)控制溫室氣體排放考核方面工作的需要。但如何把林業(yè)各項(xiàng)生產(chǎn)與管理活動(dòng)所取得增匯減排量、適應(yīng)氣候變化的能力進(jìn)行科學(xué)測(cè)算和評(píng)估，需要有系統(tǒng)全面的科學(xué)數(shù)據(jù)來(lái)提供支撐?，F(xiàn)有的數(shù)字化林業(yè)監(jiān)測(cè)體系能夠提供全面系統(tǒng)的森林植被數(shù)據(jù)、濕地類型面積數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)信息。在林業(yè)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)和科研基礎(chǔ)上，充分利用各類監(jiān)測(cè)、調(diào)查和研究成果，采用規(guī)范的技術(shù)方法，綜合運(yùn)用遙感監(jiān)測(cè)、地面調(diào)查手段，結(jié)合地理信息技術(shù)等，全面掌握全省森林、濕地碳儲(chǔ)量現(xiàn)狀、動(dòng)態(tài)和空間分布，準(zhǔn)確查清土地利用、土地利用變化與林業(yè)活動(dòng)引起的森林、濕地碳匯量變化情況，計(jì)量監(jiān)測(cè)林業(yè)碳匯，掌握全省林業(yè)碳匯現(xiàn)狀、變化、分布、結(jié)構(gòu)和潛力，評(píng)價(jià)森林碳匯生態(tài)效益，為全面開展以碳匯為目的的森林經(jīng)營(yíng)打好基礎(chǔ)。

1 研究概況

以山西全省為研究主體，將24km×24km格網(wǎng)作為抽樣單元。在這些單元內(nèi)再以公里格網(wǎng)中心點(diǎn)為抽樣點(diǎn)，每個(gè)公里格網(wǎng)中心點(diǎn)為4.0km×4.0km樣地的中心點(diǎn)作為研究樣方，各樣方每邊的方位角為0°、90°、180°、270°四個(gè)正方向。通過所有布設(shè)樣地的調(diào)查，獲得總體土地類型變化的面積；另外，通過樣地內(nèi)樣方的調(diào)查，推算出公里格網(wǎng)內(nèi)生物量及碳儲(chǔ)量。

2 研究?jī)?nèi)容與方法

2.1 數(shù)據(jù)獲取

根據(jù)山西省林地保護(hù)利用規(guī)劃數(shù)據(jù)特點(diǎn)，本文以2012年林地保護(hù)利用規(guī)劃數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合2013年濕地資源調(diào)查數(shù)據(jù)和碳匯專項(xiàng)調(diào)查數(shù)據(jù)，輔以2010年山西省一類資源清查數(shù)據(jù)，在全省獲得的272個(gè)抽樣單元中，對(duì)選中的4.0km×4.0km樣方界線內(nèi)所有小班，生成新的土地利用圖斑界線。利用GIS技術(shù)及數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)圖斑屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，獲得各樣方的土地類型、氣候類型、樹種、土壤類型、起源、齡組、郁閉度、土地類型面積等因子，導(dǎo)出外業(yè)調(diào)查圖及外業(yè)表。通過樣地內(nèi)樣方的調(diào)查（外業(yè)核查小組對(duì)所有樣方進(jìn)行全面的外業(yè)核查），獲取有關(guān)森林、濕地等地類生物量碳測(cè)算數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

基于土地利用變化測(cè)算生物量碳庫(kù)變化，包括兩種情況：一是保持相同土地利用類別的土地，二是轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌耐恋乩妙悇e的土地，需分別估算生物量中的碳庫(kù)變化。測(cè)算土地利用變化相關(guān)的所有生物量碳庫(kù)碳排放與吸收，包括活生物量碳庫(kù)和死有機(jī)質(zhì)碳庫(kù)。

2.2.1 喬木層生物碳儲(chǔ)量計(jì)算

需計(jì)量喬木層碳儲(chǔ)量的包括林地中蓄積量大于0的喬木林地與疏林地。喬木層生物碳儲(chǔ)量采用下列公式來(lái)計(jì)算：

C喬=喬木層生物量碳

Aij=土地面積/ hm2

V=蓄積量，m3／hm2

i=氣候帶或區(qū)域

j=森林類型或優(yōu)勢(shì)樹種（組）

BCEF=將蓄積量轉(zhuǎn)換為地上生物量的生物量轉(zhuǎn)化和擴(kuò)展系數(shù)，噸地上生物量／m3

R=對(duì)應(yīng)樹種類型根徑比

CF=生物量碳含率，t碳／t干物質(zhì)

2.2.2 非喬木層及灌木林生物碳儲(chǔ)量計(jì)算

地類為喬木林需要計(jì)量非喬木層活生物量碳庫(kù)，采用《山西試點(diǎn)分氣候、森林類型、起源、齡組生物量參數(shù)表》，直接計(jì)算相應(yīng)森林斑塊中非喬木層碳庫(kù)；地類為灌木林的，大陸型氣候區(qū)灌木林，不分樹種，用山西參數(shù)，全林以7.627計(jì)算；季風(fēng)氣候區(qū)灌木林，用清單參數(shù)，全林以17.99，不分樹種計(jì)算。

2.2.3 枯落物層生物量碳儲(chǔ)量計(jì)算

采用《山西試點(diǎn)分氣候、森林類型、起源、齡組生物量參數(shù)表》，直接計(jì)算相應(yīng)森林斑塊中灌木、枯落物碳庫(kù)。計(jì)算枯落物層碳儲(chǔ)量的范圍為喬木林中的生態(tài)林。

2.2.4 土壤碳儲(chǔ)量計(jì)算

計(jì)算土壤碳庫(kù)的范圍是喬木林生態(tài)林、疏林地、灌木生態(tài)林。根據(jù)土壤土層厚度、土壤容重及土壤有機(jī)質(zhì)含量計(jì)算，參數(shù)采用山西試點(diǎn)參數(shù)，沼澤土與山地草甸土用《全國(guó)林業(yè)碳匯計(jì)量和監(jiān)測(cè)技術(shù)指南》所提供數(shù)據(jù)，見下公式：

樣地土壤碳＝0.58×土壤容重×土壤有機(jī)質(zhì)含量×土層厚度×樣地面積

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用類型面積統(tǒng)計(jì)

調(diào)查樣地得到各種土地利用類型面積平均比例，依據(jù)山西省林地保護(hù)利用規(guī)劃數(shù)據(jù)山西省土地總面積為1 567.76萬(wàn)hm2，推算獲得當(dāng)期各種土地利用類型面積。

調(diào)查樣地2013年林地面積17.93萬(wàn)hm2，占總面積41.83%；農(nóng)地面積13.12萬(wàn)hm2，占總面積30.40%；草地面積3 381hm2，占總面積78%；濕地面積5 463hm2，占總面積1.38%；聚居地24 973hm2，占總面積5.79%；其他土地84 581hm2，占總面積19.82%。樣地合計(jì)429 081hm2。

推算2013年林地面積655.90萬(wàn)hm2，農(nóng)地面積476.57萬(wàn)hm2，草地面積12.18萬(wàn)hm2，濕地面積21.5 9萬(wàn)hm2，聚居地面積90.80萬(wàn)hm2，其他土地面積310.71萬(wàn)hm2。

3.2 2013年碳儲(chǔ)量情況

2013年山西省森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量（含喬層碳、灌層碳、枯落物碳）為11 664.1436萬(wàn)t，計(jì)算面積655.8 585萬(wàn)hm2，包括喬木林地、竹林地、疏林地、灌木林地、未成林造林地、未成林封育林地以及苗圃地。土壤碳儲(chǔ)量為48663.6 038萬(wàn)t，計(jì)算面積為571.4 596萬(wàn)hm2，包括喬木林地、疏林地和灌木林地。合計(jì)碳儲(chǔ)量為60 327.7473萬(wàn)t。

3.2.1 按計(jì)量碳庫(kù)分析

地上、地下碳庫(kù)儲(chǔ)量10743.1766萬(wàn)t，占17.81%；枯落物碳庫(kù)儲(chǔ)量920.9670萬(wàn)t，占1.53%；土壤碳庫(kù)碳儲(chǔ)量為48 663.6038萬(wàn)t，占80.66%（地上、地下碳庫(kù)不含四旁樹、散生木，枯死碳庫(kù)不含枯死木）。

3.2.2 按地類分析

不計(jì)算土壤碳，按土地利用類型分，喬木林地總碳儲(chǔ)量9 703.7543萬(wàn)t、占83.19%，計(jì)量面積376.2162萬(wàn)hm2；竹林地總碳儲(chǔ)量5.0796萬(wàn)t、占0.04%，計(jì)量面積0.1575萬(wàn)hm2；疏林地總碳儲(chǔ)量115.3428萬(wàn)t、占1.0%，計(jì)量面積26.3405萬(wàn)hm2；灌木林地總碳儲(chǔ)量1 127.6804萬(wàn)t、占9.67%，計(jì)量面積168.9 029萬(wàn)hm2；未成林造林地總碳儲(chǔ)量649.6954萬(wàn)t、占5.57%，計(jì)量面積76.8388萬(wàn)hm2；未成林封育林總碳儲(chǔ)量54.1762萬(wàn)t、占0.46%，計(jì)量面積6.4074萬(wàn)hm2；苗圃地總碳儲(chǔ)量8.4147萬(wàn)t、占0.07%，計(jì)量面積0.9952萬(wàn)hm2。

3.2.3 2013年各土地利用類型平均碳密度

計(jì)量結(jié)果竹林地的平均碳密度最高，每公頃32.25t，其次是喬木林、疏林。2013年林地平均碳密度為每公頃17.78t，詳見表1。

表1 2013年各林地平均碳密度 表1 單位：噸/公頃

3.2.4 2013年土壤碳密度

計(jì)量結(jié)果顯示，山地草甸土的碳密度為每公頃229.26t為最高，棕壤的碳密度為每公頃161.40t次之，黃綿土的碳密度為每公頃102.92t，詳見表2。

表2 2013年各土壤類型碳密度 單位：噸/公頃

4 結(jié)論與討論

隨著山西省重點(diǎn)林業(yè)生態(tài)工程的實(shí)施，植樹造林取得了巨大成績(jī)，森林資源呈穩(wěn)步增長(zhǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)，也進(jìn)一步增強(qiáng)了森林作為溫室氣體吸收碳匯的能力。

在當(dāng)前《京都議定書》和清潔發(fā)展機(jī)制的促進(jìn)下,目前運(yùn)用最為普遍的就是通過測(cè)量生物量，或測(cè)量蓄積量，然后推出碳匯儲(chǔ)量。然而我們需要有一種更為直接、更為精確有效，可以針對(duì)不同樹種，針對(duì)同一樹種的不同年齡的計(jì)量森林碳匯的方法，這就需要林業(yè)科技工作者在以后的工作中不斷地去拓展新思路、研究新方法。同時(shí)，為了更好促進(jìn)全省林業(yè)碳匯發(fā)展，要做好以下幾點(diǎn)：①加強(qiáng)全省森林資源保護(hù)，主要加強(qiáng)森林旱災(zāi)、火災(zāi)防治和病蟲害治理，加強(qiáng)人工采伐整治，加強(qiáng)治理水土流失；②加強(qiáng)全省林業(yè)撫育管理，加快林相改造步伐，提高總的森林碳儲(chǔ)量，增強(qiáng)碳匯功能；③推進(jìn)全省林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)，加強(qiáng)公眾碳匯意識(shí)的培養(yǎng)，增強(qiáng)造林固碳的意識(shí)，促進(jìn)大眾參與以積累碳匯為目的的造林和林業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，促使山西森林碳匯向著健康、有序、規(guī)范的方向發(fā)展。

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【中圖分類號(hào)】S731.2

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】C

【文章編號(hào)】1005-4707（2016）01-019-03

doi:10.3969/j.issn.1005-4707.2016.02.008

【作者簡(jiǎn)介】王志萍（1965-），女，2010年西北農(nóng)林科技大學(xué)畢業(yè)，現(xiàn)任山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院工程師。

【收稿日期】2015-12-25；【修回日期】2016-01-15。