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        黑龍江省碳匯造林項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)探討

        2017-02-13 10:35:14李國春王維芳
        防護(hù)林科技 2017年1期
        關(guān)鍵詞:碳層林木基線

        李國春,王維芳

        (1.黑龍江省林業(yè)監(jiān)測(cè)規(guī)劃院,黑龍江 哈爾濱 150080;2.東北林業(yè)大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150040)

        黑龍江省碳匯造林項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)探討

        李國春1,王維芳2

        (1.黑龍江省林業(yè)監(jiān)測(cè)規(guī)劃院,黑龍江 哈爾濱 150080;2.東北林業(yè)大學(xué),黑龍江 哈爾濱 150040)

        探討了符合黑龍江省實(shí)際的碳匯造林項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù),特別是公式和參數(shù)的使用。為規(guī)范黑龍江省內(nèi)碳匯造林項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件(PDD)編制、碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè),推動(dòng)該省碳匯造林項(xiàng)目的開發(fā),提供有益的參考。

        碳匯造林;關(guān)鍵技術(shù);黑龍江

        碳匯造林項(xiàng)目技術(shù)主要包括:基線和碳計(jì)量方法、項(xiàng)目邊界的確定、土地合格性、碳庫和溫室氣體排放源選擇、項(xiàng)目期和計(jì)入期、基線情景識(shí)別與額外性論證、碳層劃分、基線碳匯量、項(xiàng)目碳匯量、泄漏、項(xiàng)目減排量、造林措施、基線碳匯量的監(jiān)測(cè)、項(xiàng)目活動(dòng)的監(jiān)測(cè)、項(xiàng)目邊界的監(jiān)測(cè)、事后項(xiàng)目分層、抽樣設(shè)計(jì)、樣地設(shè)置、監(jiān)測(cè)頻率、林木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的監(jiān)測(cè)、灌木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的監(jiān)測(cè)、土壤有機(jī)碳的監(jiān)測(cè)、項(xiàng)目邊界內(nèi)的溫室氣體排放增加量的監(jiān)測(cè)、精度控制與監(jiān)測(cè)、公式及參數(shù)的使用等25項(xiàng)。

        本文對(duì)這些技術(shù)里面的關(guān)鍵技術(shù):項(xiàng)目邊界的確定、基線碳匯量、公式及參數(shù)的使用,共3項(xiàng)內(nèi)容,結(jié)合黑龍江省實(shí)際進(jìn)行如下探討。

        1 重要概念

        1.1 碳匯造林

        以增加森林碳匯為主要目的,對(duì)造林和林木生長全過程實(shí)施碳計(jì)量和監(jiān)測(cè)而進(jìn)行的有特殊要求的造林。

        1.2 項(xiàng)目邊界

        由擁有土地所有權(quán)或使用權(quán)的項(xiàng)目業(yè)主或其他項(xiàng)目參與方實(shí)施的碳匯造林項(xiàng)目活動(dòng)的地理范圍。項(xiàng)目邊界包括事前項(xiàng)目邊界和事后項(xiàng)目邊界。事前項(xiàng)目邊界是在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和開發(fā)階段確定的項(xiàng)目邊界,是計(jì)劃實(shí)施造林項(xiàng)目活動(dòng)的地理邊界。事后項(xiàng)目邊界是在項(xiàng)目監(jiān)測(cè)時(shí)確定的、項(xiàng)目核實(shí)時(shí)核實(shí)的、實(shí)際實(shí)施的項(xiàng)目活動(dòng)邊界。

        1.3 基線碳匯量

        基線情景下項(xiàng)目邊界內(nèi)各碳庫中的碳儲(chǔ)量變化之和。

        2 關(guān)鍵技術(shù)

        2.1 項(xiàng)目邊界的確定

        2.1.1 利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)或其他衛(wèi)星定位系統(tǒng),直接測(cè)定項(xiàng)目地塊邊界的拐點(diǎn)坐標(biāo),單點(diǎn)定位誤差不超過5 m。

        2.1.2 利用“黑龍江省林地保護(hù)利用規(guī)劃成果(林地一張圖)”,結(jié)合高分辨率的地理空間數(shù)據(jù)(如衛(wèi)星影像、航片)、森林分布圖、林相圖和森林經(jīng)營管理用圖等,在地理信息系統(tǒng)(GIS)輔助下確定項(xiàng)目地塊的邊界坐標(biāo)。

        2.2 基線碳匯量

        基線碳匯量計(jì)算公式如下:

        ΔCBSL,t=ΔCTREE_BSL,t+ΔCSHRUB_BSL,t

        ΔCBSL,t為第t年的基線碳匯量,tCO2-ea-1;ΔCTREE_BSL,t為第t年時(shí)項(xiàng)目邊界內(nèi)基線林木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的年變化量,tCO2-ea-1;ΔCSHRUB_BSL,t為第t年時(shí)項(xiàng)目邊界內(nèi)基線灌木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的年變化量,tCO2-ea-1。

        基線林木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的變化計(jì)算公式如下:

        ΔCTREE_BSL,t=∑ΔCTREE_BSL,i,t

        ΔCTREE_BSL,i,t為第t年時(shí),第i基線碳層林木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的年變化量,tCO2-ea-1;i=1,2,3,…,基線碳層;t=1,2,3,…,自項(xiàng)目開始以來的年數(shù)。

        假定一段時(shí)間內(nèi)(第t1至t2年)基線林木生物量的變化是線性的,基線林木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的年變化量計(jì)算如下:

        t1,t2為項(xiàng)目開始以后的第t1年和第t2年,且t1tt2

        CTREE_BSL,i,j,t為第t年時(shí),第i基線碳層樹種j的生物質(zhì)碳儲(chǔ)量,tCO2-e;BTREE_BSLi,j,t為第t年時(shí),基線第i基線碳層樹種j的生物量,噸干質(zhì)量(t);CFTREE_BSLj為樹種j的生物量中的含碳率,t C (t d.m..)-1;44/12為CO2與C 的分子量之比。

        可以根據(jù)下述方法,選擇采用其中的一種方法來估算基線林木生物量:

        方法Ⅰ:生物量方程法

        BTREE_BSL,i,j,t=fj(x1i,j,t,x2i,j,t,x3i,j,t,…)*(1+RTREE_BSL,i,j)*NTREE_BSL,i,j,t*ATREE_BSL,i式中:

        fj(x1i,j,t,x2i,j,t,x3i,j,t,…)為將第t年第i基線碳層樹種j的測(cè)樹因子(x1,x2,x3…)轉(zhuǎn)化為地上生物量的回歸方程,測(cè)樹因子(x1,x2,x3…)可以是胸徑、樹高等;RTREE_BSL,j為樹種j的地下生物量/地上生物量之比,無量綱;NTREE_BSLi,j,t為第t年時(shí),第i基線碳層的樹種j的株數(shù),株hm-2;ATREE_BSLi為第i基線碳層的面積,hm2,j=1,2,3,……第i基線碳層中的樹種;i=1,2,3,……基線基線碳層;t=1,2,3,……項(xiàng)目活動(dòng)開始以來的年數(shù)。

        方法Ⅱ:生物量擴(kuò)展因子法

        通過林木的胸徑(DBH)和(或)樹高(H),查材積表或運(yùn)用材積公式轉(zhuǎn)化成林木樹干材積;利用基本木材密度(D,見表1)和生物量擴(kuò)展因子(BEF,見表2)將林木樹干材積轉(zhuǎn)化為林木地上生物量;再利用地下生物量/地上生物量的比值(R)將地上生物量轉(zhuǎn)化為林木生物量:

        公式如下:

        BTREE_BSL,i,j,t=

        VTREE_BSLi,j,t*DTREE_BSL,j*BEFTREE_BSL,j*(1+

        RTREE_BSL,j)*NTREE_BSL,i,j,t*ABSL,i式中:

        BTREE_BSL,i,j,t為第t年時(shí),第i基線碳層樹種j的生物量,t;VTREE_BSLi,j,t為第t年時(shí),第i基線碳層樹種j的材積,是通過胸徑和(或)樹高數(shù)據(jù)查材積表或?qū)?shù)據(jù)代入材積方程計(jì)算得來,m3株-1;DTREE_BSL,j第i基線碳層樹種j的基本木材密度(帶皮),tm-3;BEFTREE_BSL,j為第i基線碳層樹種j的生物量擴(kuò)展因子,用于將樹干材積轉(zhuǎn)化為林木地上生物量;RTREE_BSL,j為樹種j的地下生物量/地上生物量之比;NTREE_BSL,i,j,t為第t年時(shí),第i基線碳層樹種j的株數(shù),株hm-2;ABSL,i為第i基線碳層的面積,hm2;i=1,2,3,……基線碳層;j=1,2,3,……樹種;t=1,2,3,……項(xiàng)目活動(dòng)開始以后的年數(shù)。

        黑龍江省主要樹種(組)基本木材密度見表1,黑龍江省主要樹種(組)生物量擴(kuò)展因子(BEF)參考值見表2。

        表1 黑龍江省主要樹種(組)基本木材密度(D)參考值表 tm-3

        表1 黑龍江省主要樹種(組)基本木材密度(D)參考值表 tm-3

        樹種(組)D樹種(組)D落葉松0.490軟闊類0.443赤松0.414水胡黃0.464樟子松0.460闊葉混0.482紅松0.396硬闊類0.598云杉0.342針闊混0.486冷杉0.366針葉混0.405楊樹0.378雜木0.515櫟類0.676椴樹0.420柳樹0.443榆樹0.598柏木0.478樺木0.541其他杉類0.359其他松類0.424

        表2 黑龍江省主要樹種(組)生物量擴(kuò)展因子(BEF)參考值

        3 結(jié)論

        遵循以下原則和順序選擇參數(shù),按以上公式計(jì)算碳匯量、碳儲(chǔ)量的變化。

        3.1 實(shí)際測(cè)定的黑龍江省相關(guān)樹種的參數(shù)(需要提供透明和可核實(shí)的資料來證明)。

        3.2 黑龍江省現(xiàn)有的、公開發(fā)表的或相似生態(tài)條件下的數(shù)據(jù)或省級(jí)科技成果中的數(shù)據(jù)。

        3.3 選擇國家公開公布的缺省值(未盡樹種可以借用生物學(xué)特性相似樹種)。

        [1] 李金良,施志國.林業(yè)碳匯項(xiàng)目方法學(xué)[M].北京:中國林業(yè)出版社,2016

        [2] 方精云,陳安平.中國森林植被碳庫的動(dòng)態(tài)變化及其意義[J].植物學(xué)報(bào),2001(9):967-973

        1005-5215(2017)01-0107-02

        2016-11-30

        李國春(1972-),男,黑龍江哈爾濱人,大學(xué),高級(jí)工程師,從事森林資源調(diào)查和森林生態(tài)監(jiān)測(cè)研究.

        F326.2

        A

        10.13601/j.issn.1005-5215.2017.01.038

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