李昌廷 付輔政 雷祖文 魯瑞林 田聰 肖興明 蔣愛明 鄧忠山

摘 要：本文依據(jù)石阡縣2000-2015年四次森林資源連續(xù)清查調(diào)查數(shù)據(jù)，運用生物量換算因子連續(xù)函數(shù)法估算石阡縣森林植被碳儲量，分析其碳儲量分布情況及動態(tài)變化特征，采用造林成本法估算其碳匯經(jīng)濟價值。

關(guān)鍵詞：石阡縣；森林碳匯

一、前言

森林是大氣CO2重要的碳匯。森林是氣候調(diào)節(jié)器，是控制地球變暖的重要緩沖器?！堵?lián)合國氣候變化框架公約》將“碳匯”定義為從大氣中清除CO2的過程、活動或機制。森林碳匯是指森林吸收、匯聚和儲存CO2的能力和過程，主要是利用植物的光合作用，把大氣中的CO2以生物量的形式固定到植物體和土壤中，在一定時期內(nèi)起到減少大氣中溫室氣體積累的作用[1、2]。為了應對全球氣候變暖，人們正試圖通過對碳排放的成本和碳匯的收益兩方面進行科學的估算研究，以期能為森林充分發(fā)揮碳匯功能的研究，因而對森林固碳價值的核算也就成為目前生態(tài)經(jīng)濟研究領(lǐng)域的一個熱點。

本文以石阡縣森林資源為研究對象，通過分析2000年—2015年石阡縣森林資源連清復查數(shù)據(jù)，并參考2010年石阡縣林地保護利用規(guī)劃的統(tǒng)計資料進行森林植被的碳儲量及固碳價值研究。研究目前石阡縣森林植被碳儲量空間分布特征、變化趨勢及變化原因，并估算其碳匯經(jīng)濟價值。通過以上研究，有助于人們更加準確的了解目前石阡縣森林植被碳儲量的現(xiàn)狀及變化趨勢和原因，樹立正確的碳匯價值觀，為林業(yè)部門制定合理的森林經(jīng)營管理措施和碳交易提供基礎(chǔ)理論依據(jù)，以及我縣森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量和碳循環(huán)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

二、研究區(qū)概況

石阡縣位于貴州省東北部、銅仁地區(qū)西南部、烏江中游東岸，地形地貌主要特點是：山地地面破碎，地勢起伏較大，平坦地面少，而坡地占絕對優(yōu)勢。

石阡縣境地處中亞熱帶區(qū)，具有明顯的中亞熱帶季風性濕潤氣候特征，即雨熱同季，暖濕共節(jié)，冬無嚴寒，夏少酷暑，春秋濕涼，陰雨日數(shù)較多，伏旱頻繁，倒春寒、綿雨、秋風等災害性天氣時有發(fā)生。

植被屬中亞熱帶常綠闊葉林帶，植被類型眾多，原生植被殘留較少，絕大多數(shù)為次生植被，且大都為針闊混交林，地域分布不明顯，近年隨著國家長江防護林工程、天然林資源保護工程、退耕還林工程和石漠化綜合治理工程的實施，林地植被得到了有效的恢復，林地面積、森林蓄積和森林覆蓋率正在穩(wěn)步回升，森林健康程度及森林質(zhì)量得到提高。主要表現(xiàn)在東部以松、闊用材林、經(jīng)濟林為主，南部為佛頂山水源涵養(yǎng)林，中部及中北部以經(jīng)濟林、薪炭林為主，西北部以用材林、經(jīng)濟林為主。

三、研究方法

1.生物量測算方法

根據(jù)森林資源連續(xù)清查統(tǒng)計情況，本研究中森林植被生物量的計算以喬木林和經(jīng)濟林為研究對象。其中，喬木林采用生物量換算因子連續(xù)函數(shù)法進行計算，竹林、經(jīng)濟林采用非蓄積轉(zhuǎn)換方法進行計算[3]。

2.森林碳儲量測算方法

本文采用中國林業(yè)溫室氣體清單課題組的研究結(jié)果，采取0.5的轉(zhuǎn)換率。碳儲量計算公式為：

C =Y×Cc

式中：Y為小班森林生物量；Cc為生物量中的碳含量（0.5）；C為小班森林碳儲量。

四、結(jié)果與分析

1.石阡縣森林資源碳儲量現(xiàn)狀

根據(jù)圖1，石阡縣2015年不同林種劃分森林資源碳儲量現(xiàn)狀圖分布上看，用材林、防護林、特種用途林、經(jīng)濟林、薪炭林的碳儲量分別為784458噸、1655961噸、367409噸、23噸、11247噸，占比為27.82%、58.74%、13.03%、0.01%、0.40%。薪炭林的碳儲量最多，經(jīng)濟林的碳儲量最少。

根據(jù)圖2，石阡縣2015年不同起源劃分森林資源碳儲量現(xiàn)狀圖分布上看，人工林和天然林的碳儲量分別為1766211噸、1052876噸，占比為62.65%、37.35%。不同起源林種碳儲量分布中，人工林大于天然林。

根據(jù)圖3，石阡縣2015年不同齡組劃分森林資源碳儲量現(xiàn)狀圖分布上看，幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過熟林的碳儲量分別為769503噸、1461945噸、533188噸、54079噸、383噸，占比為27.30%、51.86%、18.91%、1.92%、0.01%。不同齡組碳儲量分布中，過熟林碳儲量最多，成熟林碳儲量最少。

根據(jù)圖4，石阡縣2015年不同郁閉度劃分森林資源碳儲量現(xiàn)狀圖分布上看，≥0.7、0.4-0.69、0.2-0.39的碳儲量分別為923960噸、1552545噸、342586噸，占比為32.78%、55.07%、12.15%。不同郁閉度碳儲量分布中，郁閉度0.4～0.69碳儲量最大，郁閉度在0.2～0.39的碳儲量最小。

根據(jù)圖5，石阡縣2015年不同自然度劃分森林資源碳儲量現(xiàn)狀圖分布上看，I級、II級、III級、IV級的碳儲量分別為243752噸、567073噸、1996937噸、11333噸，占比為8.65%、20.11%、70.84%、0.40%。不同自然度等級碳儲量分布中，III級的碳儲量最多，IV的碳儲量最少。

2.石阡縣不同林種碳儲量動態(tài)變化

石阡縣不同林種森林面積分布變化上看，見表1，從2000年到2015年，用材林面積從40870公頃減小到23087公頃，防護林面積32973公頃增加到78105公頃，特種用途林面積從13096公頃減小到11263公頃，經(jīng)濟林面積從1072公頃減小到83公頃，薪炭林面積從4405公頃減小到2995公頃，除防護林面積增加外，其余林種面積都減少，在碳儲量動態(tài)變化中，用材林碳儲量變化在2000年為635589噸到2015年784458噸，防護林碳儲量變化在2000年為217859噸到2015年1655961噸，特種用途林碳儲量變化在2000年為222814噸到2015年367409噸，經(jīng)濟林碳儲量變化在2000年為94噸到2015年23噸，薪炭林碳儲量變化在2000年為10317噸到2015年11247噸。

五大林種其碳儲量按大小依次為防護林>用材林>特用林>薪炭林>經(jīng)濟林。

3.石阡縣不同起源碳儲量動態(tài)變化

石阡縣不同起源森林面積分布變化上看，見表2，從2000年到2015年，人工林面積從55433公頃增加到69299公頃，天然林面積從36983公頃增加到46234公頃。在碳儲量動態(tài)變化中，從表2和圖7中可看出，人工林碳儲量變化在2000年為680814噸到2015年1766211噸，天然林碳儲量變化在2000年為405849噸到2015年1052876噸。

2015年，石阡縣天然林和人工林面積分別占總面積的40.02%和59.98%，人工林稍占優(yōu)勢，其碳儲量分別占總碳儲量的62.65%和37.35%。四次連清數(shù)據(jù)顯示，石阡縣人工林與天然林面積均處于持續(xù)上升的勢態(tài)，這與近些年全省植樹造林工作的開展及天然林保護工程的實施密切相關(guān)。

4.石阡縣不同齡組碳儲量動態(tài)變化

石阡縣不同齡組森林面積分布變化上看，見表3，從2000年到2015年，幼齡林面積從44875公頃增加到47392公頃，中齡林面積38690公頃增加到51677公頃，近熟林面積從8733公頃增加到15322公頃，成熟林面積從114公頃增加到1137公頃，過熟林面積從4公頃增加到5公頃，隨著森林面積的增加，各齡級面積都在增加。在碳儲量動態(tài)變化中，從表3和圖8中可看出，幼齡林碳儲量變化在2000年為311188噸到2015年769503噸，中齡林碳儲量變化在2000年為581042噸到2015年1461945噸，近熟林碳儲量變化在2000年為190949噸到2015年533188噸，成熟林碳儲量變化在2000年為3354噸到2015年54079噸，過熟林碳儲量變化在2000年為159噸到2015年383噸。

2015年，石阡縣碳儲量按大小依次為中齡林>幼齡林>近熟林>成熟林>過熟林。喬木林碳儲量主要集中于中齡林和幼齡林中。

5.石阡縣不同郁閉度碳儲量動態(tài)變化

石阡縣不同郁閉度森林面積分布變化上看，見表4，從2000年到2015年，≥0·7郁閉度面積從19985公頃增加到24983公頃，0·4～0·69郁閉度面積53328公頃增加到66668公頃，0·2～0·39郁閉度面積從19103公頃增加到23882公頃，據(jù)2015年數(shù)據(jù)顯示，隨著森林面積的增加，各郁閉度分類面積都在增加，中郁閉度以上的林分相對面積較大，整體郁閉度較好，加之近些年對其保護力度加大，林分質(zhì)量明顯提升。在碳儲量動態(tài)變化中，從表4和圖9中可看出，≥0·7郁閉度的碳儲量變化在2000年為356156噸到2015年923960噸，0·4～0·69郁閉度的碳儲量變化在2000年為598453噸到2015年1552545噸，0·2～0·39郁閉度的碳儲量變化在2000年為132057噸到2015年324586噸，明顯可以看出，碳儲量按大小依次為0.4-0.69郁閉度>（≥0.7）郁閉度>0.2-0.34郁閉度，以0·4～0·69郁閉度的林分為主要碳庫。

由此說明，碳儲量與面積、郁閉度呈正相關(guān)關(guān)系，即隨著面積和郁閉度的增大，碳儲量逐漸增大。

6.石阡縣不同自然度碳儲量動態(tài)變化

石阡縣不同自然度森林面積分布變化上看，見表5，從2000年到2015年，自然度為I級的面積從4367公頃增加到5116公頃，自然度為II級的面積15797公頃增加到18891公頃，自然度為III級的面積從71183公頃增加到90009公頃，自然度為IV級的面積從1069公頃增加到1517公頃，從2015連清數(shù)據(jù)來看，五種自然度等級占地面積依次為III>II>I>IV，無V級，分別占總面積的77.91%，16.35%，4.43%和1.31%， III ， II級占有明顯優(yōu)勢，表明全縣森林植被保護較好，人為干擾程度或采伐強度不大。在碳儲量動態(tài)變化中，從表5和圖10中可看出，自然度為I級的碳儲量變化在2000年為122796噸到2015年243752噸，自然度為II級的碳儲量變化在2000年為267149噸到2015年567073噸，自然度為III級的碳儲量變化在2000年為1022202噸到2015年1996937噸，自然度為IV級的碳儲量變化在2000年為3400噸到2015年11333噸。

碳儲量按大小依次為III級>II級>I級>IV級，無V級。其大小與占地面積呈正相關(guān)，70.84%的碳儲存于III級自然度森林中，IV最小，僅占喬木林總碳儲量的0.40%。

7.石阡縣森林植被固碳價值研究

根據(jù)上文研究得出的2000—2015年石阡縣喬木林碳儲量數(shù)據(jù)，采用國內(nèi)常用碳匯價格即造林成本法（單價：273.3元/噸）對該區(qū)喬木林固碳價值進行估算（以不同林種為例），結(jié)果見表6。

石阡縣森林植被碳儲量價值變化中，森林固碳價值與其碳儲量呈正相關(guān)，石阡縣總碳儲量在2000年為1085573噸2015年增加到28190974噸，碳儲量總價值在2000年為2.97億元，2015年增加到約為7.70億元。石阡縣森林植被固碳價值隨著時間的推移，將會產(chǎn)生更大的固碳經(jīng)濟效益。

8.結(jié)論

（1）以2015年森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)對石阡縣碳儲量現(xiàn)狀進行分析，不同林種碳儲量分布情況看，薪炭林的碳儲量最多，經(jīng)濟林的碳儲量最少；不同起源林種碳儲量分布中，人工林大于天然林；不同齡組碳儲量分布中，過熟林碳儲量最多，成熟林碳儲量最少；不同郁閉度碳儲量分布中，郁閉度0.4-0.69碳儲量最大，郁閉度在0.2-0.39的碳儲量最??；不同自然度等級碳儲量分布中，III級的碳儲量最多，IV的碳儲量最少。

（2）在經(jīng)營管理過程中，加強中、幼齡林的撫育，對處于幼齡期的生態(tài)公益林進行封山育林，以改善其林分生長環(huán)境，調(diào)整其生長空間，對公益林實行衛(wèi)生伐，對商品林改變其采伐方式，調(diào)整采伐結(jié)構(gòu)，延長成熟林使用年限，可以在很大程度上提高石阡縣的森林碳匯功能，同時也表明了石阡縣是一個巨大的潛在碳庫。

（3）石阡縣森林植被從數(shù)據(jù)來看，隨著森林面積的增加碳儲量隨之增大，相應的固碳價值變大，因此，石阡縣森林植被固碳價值隨著時間的推移，將會產(chǎn)生更大的固碳經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]朱建剛，余新曉，張振明.森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)動態(tài)仿真系統(tǒng)的所涉及[J].應用生態(tài)學報，2009，20（11）：2603-2609.

[2]方精云.北半球中高緯度的森林碳庫可能遠小于目前的估算[[J].植物生態(tài)學報，2000，24（5）：635-638.

[3]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)學報，1996，16（5）：497-508..

作者簡介：李昌廷（1982-），男，工程師，碩士，主要從事林業(yè)技術(shù)方面的工作。