李奇，朱建華,，范立紅，馮源，肖文發(fā),

1. 中國林業(yè)科學研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所，北京 100091；2. 南京林業(yè)大學南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210037

森林植被和土壤作為主要的陸地碳庫，具有吸收和儲存大氣中二氧化碳的潛力，近年來越來越受到國際社會的關(guān)注（Birdsey et al.，2015；Chen et al.，2016）。保持和增加森林碳儲量可以帶來一些協(xié)同效益，包括野生動植物的保護、土壤質(zhì)量和水質(zhì)量的改善，是應對全球變化的重要措施（MacLean et al.，2014）。森林喬木層碳儲量作為森林生態(tài)系統(tǒng)碳庫的基礎(chǔ)，是森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的重要數(shù)據(jù)來源，而擴大森林面積和提高森林單位面積蓄積都是增加森林碳儲量的有效途徑（Hardiman et al.，2011；何云玲等，2015；Gray et al.，2016）。已有研究表明，近30年來，我國森林表現(xiàn)為碳匯的主要原因是人工林面積的增加和天然林資源的恢復（郭兆迪等，2013；張旭芳等，2016）。通過森林管理增加碳儲量是一種比減少排放成本更低的抵消化石燃料燃燒碳釋放的途徑，也是在如今可造林的土地資源緊張情況下的一種更為可行的方式（王艷芳等，2016）。

森林采伐和木質(zhì)林產(chǎn)品使用對一個國家碳平衡非常重要，將碳儲存在森林和木質(zhì)林產(chǎn)品中通常被看做是減緩氣候變化極為有效的策略（鄒慧等2015；Zeng et al.，2013）。我國木材對外依存度接近50%，木材安全問題成為影響我國經(jīng)濟安全的重要因素之一（國家林業(yè)局，2009）。2004年中國木質(zhì)林產(chǎn)品碳儲量為393.56～532.38 Mt，是同期森林生物量碳儲量的7.63%～10.32%（白彥鋒等，2009）。因此，提高和保護木質(zhì)林產(chǎn)品碳儲量對中國今后實現(xiàn)減排目標具有重大意義。特別是全面保護天然林、停止天然林商業(yè)性采伐等政策的實施，還將進一步減少國內(nèi)木材的市場供給。大力增加森林碳匯與木材生產(chǎn)有相容的一面，未來森林碳匯增加的同時，也意味著森林蓄積的增加，也是在為未來提供木材儲備（田明華等，2011）。采用可持續(xù)的方法對森林進行經(jīng)營管理以確保木材產(chǎn)量和碳匯量間的平衡顯得越來越重要。

目前，許多科學家對大區(qū)域尺度和國家乃至全球尺度的森林植被碳儲量進行了大量研究（劉雙娜等，2012；徐冰等，2010）。然而，中國幅員遼闊，氣候復雜，不同區(qū)域之間森林植被類型差異很大。西南地區(qū)（貴州、四川、西藏、云南和重慶）是中國森林資源較為豐富的地區(qū)，是中國南方重要的生態(tài)屏障，在中國林業(yè)發(fā)展全局中具有舉足輕重的地位，是國內(nèi)的第二大林區(qū)（姚平等，2014）。然而，目前對該區(qū)域碳匯潛力及木材產(chǎn)量潛力預測的研究鮮有報道。本文利用西南地區(qū)森林資源清查數(shù)據(jù)，估算了各省份不同優(yōu)勢樹種（組）的碳儲量和碳密度，實現(xiàn)了對西南地區(qū)各省份喬木林總碳儲量、林齡結(jié)構(gòu)和地理分布的全面分析。建立西南地區(qū)喬木林優(yōu)勢樹種（組）單位面積蓄積與林齡的關(guān)系方程，結(jié)合各省份林業(yè)發(fā)展規(guī)劃，模擬預測了采伐和非采伐兩種情景下西南各省、市、自治區(qū)喬木林碳匯潛力及未來木材產(chǎn)量，為準確評估西南森林的碳吸收潛力和木材供給潛力提供科學依據(jù)。

1　數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1　數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于全國第七次（2004—2008）和第八次（2009—2013）森林資源清查資料（國家林業(yè)局，2009；國家林業(yè)局，2013），將貴州、四川、西藏、云南和重慶5?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）劃分為西南地區(qū)0，獲取不同起源、不同優(yōu)勢樹種（組）按齡組劃分的面積和蓄積統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以及未成林地、無立木林地和宜林地面積統(tǒng)計數(shù)據(jù)。第八次森林資源清查結(jié)果顯示，西南地區(qū)喬木林總面積和蓄積分別為42.49×106hm2、6082.44×106m3，分別占中國喬木林總面積和總蓄積的25.81%、41.16%。

1.2　喬木林碳儲量和碳密度估算方法

本研究所指的喬木林碳儲量和碳密度，均只包括喬木林地上和地下生物量碳庫，不包括枯死木、枯落物和土壤有機碳庫。喬木林生物量碳儲量和碳密度的估算，采用蓄積-生物量轉(zhuǎn)換因子法（IPCC，2006），以基本木材密度、生物量換算因子、地下/地上生物量比例等為主要參數(shù)，將喬木林單位面積蓄積轉(zhuǎn)換為單位面積生物量，再通過生物量含碳率計算其碳密度，結(jié)合面積計算碳儲量。此方法充分考慮了不同森林植被類型的起源和齡級的差異，其基本公式為：

式中，DC為喬木林生物量碳密度（t·hm-2）；C為喬木林碳儲量（t）；A為喬木林面積（hm2）；V為喬木林單位面積蓄積量（m3· hm-2）；D為喬木林基本木材密度（t·m3）；BEF為喬木林地上生物量與樹干生物量的比例，無量綱；R為喬木林地下生物量與地上生物量的比例，無量綱；CF為喬木林生物量含碳率（t·t-1）。

本文所采用的各優(yōu)勢樹種各齡組的生物量碳計量參數(shù)，來源于對現(xiàn)有文獻資料的整理分析和野外實測數(shù)據(jù)（表1）。個別樹種個別齡級缺少參數(shù)的，使用了該樹種各齡級的平均值。生物量含碳率統(tǒng)一采用IPCC的推薦值0.5。

表1　主要優(yōu)勢樹種（組）各林齡組碳計量參數(shù)Table 1　Carbon accounting factors for different forest types and age groups

1.3　喬木林碳匯潛力估算方法

首先預測未來喬木林總面積。本文假定第八次森林資源清查（2009—2013年）西南各省區(qū)的喬木林面積即代表2010年的平均水平，并假設(shè)各?。ㄊ?、自治區(qū)）現(xiàn)有喬木林面積在未來保持不變，同時考慮未來新增加的喬木林面積，預測 2010—2050年間各省區(qū)的喬木林面積。依據(jù)全國第八次森林資源清查結(jié)果的未成林地、無立木林地和宜林地面積統(tǒng)計未來西南各省區(qū)新造林面積數(shù)據(jù)，其中，貴州1.02×106hm2、四川 1.01×106hm2、西藏 2.59×105hm2、云南 2.69×106hm2和重慶 2.66×105hm2?？紤]到人工造林的難度和成活比率，假設(shè)未來西南各省份新造喬木林面積與現(xiàn)有人工喬木林占林地總面積的比率相同，以此確定未來西南各省份可造林面積和成林面積。同時假設(shè)各省區(qū)均在 2040年完成全部造林，期間各個年份造林面積比例相同。各省區(qū)新造林樹種及其面積根據(jù)各省區(qū)現(xiàn)有主要造林樹種（組）占人工喬木林面積的比率確定。

其次預測未來喬木林各齡組的面積。將第八次森林資源清查（代表基準年 2010年）各優(yōu)勢樹種（組）各個齡組的面積按每 5年一個齡級進行平均劃分，結(jié)合不同優(yōu)勢樹種（組）的更新采伐周期，并假定在同一齡組內(nèi)每個齡級（j）的面積相等：

式中，Ai,t為基準年第t年（2010年）第i齡組的面積（hm2）；Ai,j,t為第 t年第i齡組細分的第 j齡級的面積（hm2）。

以 5年為時間步長預測每 5年后各齡組的面積。5年后第i齡組有Ai,j,t的面積進入到第i+1齡組，而第i-1齡組又有Ai-1,k,t的面積進入到第i齡組，因此：

式中，Ai,t+5為第t+5年第i齡組的面積（hm2）；Ai-1,k,t為第t年第i-1齡組細分的第k齡級的面積（hm2）。

最后，通過建立喬木林單位面積蓄積與林齡的相關(guān)關(guān)系，來預測未來各時間段喬木林單位面積蓄積的變化。依據(jù)《國家森林資源連續(xù)清查技術(shù)規(guī)定》（國家林業(yè)局，2004）對樹種（組）林齡段的劃分和更新周期，以林齡段的中值表示該齡組的平均林齡（其中過熟林平均林齡設(shè)置為林齡下限的 1.5倍）。利用全國第七、八次森林資源連續(xù)清查結(jié)果中西南各省各優(yōu)勢樹種（組）按齡組劃分的單位面積蓄積統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用Logistic生長方程擬合單位面積蓄積量與平均林齡的相關(guān)關(guān)系，即：

式中，V、t分別為某一樹種（組）某個齡級的單位面積蓄積和平均齡林；u為樹木生長的最大值參數(shù)；v為與初始值有關(guān)的參數(shù)；w為該樹種最大生長速率參數(shù)。西南地區(qū)人工林和天然林主要優(yōu)勢樹種（組）的單位面積蓄積與林齡的擬合方程參數(shù)見表 2。結(jié)果顯示，方程擬合效果較好，決定系數(shù)r2值大多在 0.8以上，能夠較準確地量化該地區(qū)各主要喬木林類型單位面積蓄積隨林齡變化的趨勢。

以第八次森林資源清查（2009—2013）的喬木林單位面積蓄積代表 2010年的平均水平，同時假定未來繼續(xù)維持現(xiàn)有的森林干擾水平。以 2010年為基年，采用擬合的 Logistic生長方程（表 2）預測 2010—2050年間喬木林單位面積蓄積的變化，并采用蓄積-生物量轉(zhuǎn)換因子法計算未來各時段喬木林生物量碳密度及碳儲量。

1.4　木材生產(chǎn)潛力估算方法

首先設(shè)定采伐情景。依據(jù)中國對主要喬木林優(yōu)勢樹種（組）更新采伐年齡的劃分及更新周期，假設(shè)只對已達到成熟林和過熟林的喬木林進行更新采伐，并假設(shè)采伐后立即更新為相同優(yōu)勢樹種（組）的幼齡林。新造林在模擬期間因其林齡尚未達到成熟而不設(shè)置采伐情景。依據(jù)《全國“十三五”期間年森林采伐限額匯總表》（國家林業(yè)局，2016年）中西南各省份人工林和天然林的采伐限額（表 3），結(jié)合各優(yōu)勢樹種（組）成熟林和過熟林的面積與蓄積，確定模擬期間每5年各樹種（組）成熟林和過熟林的采伐面積比例，并假定模擬期間（2010—2050年）喬木林面積采伐比例都與“十三五”期間的面積比例相同。

表2　西南地區(qū)主要優(yōu)勢樹種（組）單位面積蓄積—林齡Logistic擬合方程參數(shù)Table 2　The logistic allometric equation for main dominant tree species (groups) in Southwest China

表3　“十三五”期間西南地區(qū)年森林采伐限額Table 3　Annual logging quota for Southwest China in 2011—2015

在非采伐情景下，由于本研究假設(shè)未來喬木林的干擾水平（主要是采伐）保持歷史干擾水平不變，因此非采伐情景下的采伐量可以視作相當于過去歷年的平均采伐量，故本文不對此進行研究。此外本文不計算采伐的木材產(chǎn)品中的碳儲量，只考慮采伐情景下未來喬木林碳儲量及相對于非采伐情景下的木材生產(chǎn)潛力。

2　結(jié)果與分析

2.1　西南各省區(qū)喬木林碳儲量與碳密度

第八次（2008—2013年）森林資源清查期間，西南地區(qū)喬木林總碳儲量為2449.06 Tg。其中，天然喬木林碳儲量為2295.66 Tg，人工喬木林碳儲量為153.40 Tg，分別占總碳儲量的93.74%和6.26%。西南地區(qū)喬木林碳密度為57.64 Mg·hm-2。其中天然喬木林碳密度為65.67 Mg·hm-2，人工喬木林碳密度為20.37 Mg·hm-2。天然林碳密度遠高于人工林，尤其是在西藏地區(qū)。若經(jīng)過適當?shù)纳纸?jīng)營管理，人工喬木林在未來具有很高的增匯潛力。西南地區(qū)各省份喬木林碳儲量大小順序為：西藏＞云南＞四川＞貴州＞重慶，分別占西南地區(qū)喬木林碳儲量的36.26%、31.33%、25.68%、4.62%和 2.11%。喬木林碳密度大小順序為：西藏＞四川＞云南＞重慶＞貴州，西藏地區(qū)喬木林碳密度（104.66 Mg·hm-2）比貴州省（23.66 Mg·hm-2）高出5倍以上。除西藏地區(qū)外，其余4?。ㄊ校﹩棠玖制骄济芏染陀谖髂系貐^(qū)平均水平（表4）。

表4　西南地區(qū)喬木林碳儲量Table 4　Forest carbon stocks and carbon density in Southwest China

2.2　西南各省區(qū)不同起源與林齡的喬木林碳儲量與碳密度

由表5可知，第八次清查期間，西南地區(qū)天然林碳儲量在成熟林階段最高（734.10 Tg），各省份之間略有不同。其中，四川天然林過熟林階段的碳儲量最高（247.58 Tg）；云南和西藏的天然林在成熟林階段最高，分別為156.41 Tg和411.89 Tg；重慶和貴州天然林碳儲量則在中齡林階段最高，分別為15.73 Tg和30.68 Tg。2010年西南地區(qū)各省份人工林碳儲量均在中齡林和近熟林階段較高。

人工林和天然林的碳密度均隨著齡級的增長而增大。天然林各齡組碳密度均明顯高于同齡組人工林，這與天然林齡組劃分時的林齡范圍遠大于人工林有關(guān)。由于西南地區(qū)幼齡林和中齡林所占面積比例較大，隨著林齡的增長，即使保持現(xiàn)有喬木林面積不變，該地區(qū)的喬木林碳儲量將處于持續(xù)增長之中，固碳能力將不斷增加。但總體而言，西南地區(qū)人工喬木林平均碳密度最高的過熟林階段（37.90 Mg·hm-2）尚不及天然喬木林中齡林階段的平均碳密度（40.59 Mg·hm-2），這也反映出西南地區(qū)人工林總體質(zhì)量不高，對碳儲量及碳匯功能的貢獻有限。若能及時對現(xiàn)有的喬木林地進行適當?shù)膿嵊凸芾?，將有助于增加未來喬木林碳儲量和提升碳匯潛力。

2.3　西南地區(qū)喬木林未來碳匯潛力

2.3.1非采伐情景下的碳匯潛力

在非采伐情景下，西南地區(qū)現(xiàn)有喬木林及未來新造林的碳儲量如表6所示。至2020年，西南地區(qū)喬木林碳儲量和碳密度分別為 2903.97 Tg和65.71 Mg·hm-2，與2010年相比分別提高了約20%和15%；至2030年，西南地區(qū)喬木林碳儲量和碳密度分別達到了3355.63 Tg和73.05 Mg·hm-2，與2010年相比分別增加了約38%和28%；至2050年，喬木林碳儲量和碳密度分別達到了 4057.29 Tg和85.08 Mg·hm-2，與2010年相比分別增加了約67%和49%?？梢?，隨著喬木林單位面積蓄積的增長，以及新造林面積和蓄積的增加，2010—2050年間西南地區(qū)喬木林碳儲量年均增加約40.84 Tg，碳密度年均增加約0.7 Mg·hm-2。

表5　西南地區(qū)天然和人工喬木林碳儲量與碳密度Table 5　Carbon stocks and carbon density of natural forests and plantations at different ages in Southwest China

天然喬木林作為西南地區(qū)喬木林碳儲量的主體，2010年天然喬木林碳儲量占總碳儲量的93.74%，而人工喬木林碳儲量僅占總碳儲量的6.26%。隨著新造林面積的增加以及單位面積蓄積的增長，到 2050年天然喬木林和人工喬木林碳儲量分別占總碳儲量的88%和12%，人工喬木林碳儲量占比有所上升。在各個模擬階段，天然喬木林的碳密度均遠高于人工林和新造林碳密度，但人工喬木林和新造林的碳密度增長幅度大于天然林。2010—2050年間，人工喬木碳密度由24.21 Mg·hm-2增長到了45 Mg·hm-2，增加了85%；天然喬木林的碳密度由 64.15 Mg·hm-2增長到了 101.57 Mg·hm-2，增加了58%。

在模擬階段的初期（2010—2015年），現(xiàn)有人工喬木林碳密度由 24.21 Mg·hm-2增加到 28.85 Mg·hm-2，5 年間增加了 4.65 Mg·hm-2；現(xiàn)有天然喬木林碳密度由64.15 Mg·hm-2增加到69.84 Mg·hm-2，5 年間增加了 5.69 Mg·hm-2；而新造林在這5年間碳密度增加了8.50 Mg·hm-2。在模擬階段的后期（2045—2050年），現(xiàn)有人工喬木林碳密度由 44.23 Mg·hm-2增加到 44.89 Mg·hm-2，5 年間僅增加了 0.66 Mg·hm-2；現(xiàn)有天然喬木林碳密度由98.37 Mg·hm-2增加到 191.57 Mg·hm-2，5 年間增加了3.20 Mg·hm-2；而新造林在這5年間碳密度增加了4.78 Mg·hm-2。對比可知，在模擬階段后期，無論是現(xiàn)有人工林、現(xiàn)有天然林還是新造林，其碳密度年增加量均比模擬初期有所降低。這也表明，在非采伐情景下，隨著現(xiàn)有林逐步趨于成熟，雖然碳儲量持續(xù)增加，但碳儲量年增量有所降低，碳匯能力有所下降。

2.3.2采伐情景下的碳匯潛力

采伐情景下，到 2050年，西南地區(qū)喬木林碳儲量和碳密度將分別達到 3829.18 Tg和 81.60 Mg·hm-（2表7），與2010年相比分別增加了59.07%和 43.66%。與非采伐情景相比，采伐情景下 2050年碳儲量下降了 228.11 Tg，碳密度下降了 3.48 Mg·hm-2。其中，2050年人工林碳儲量和碳密度分別為246.95 Tg、32.64 Mg·hm-2，與非采伐情景相比分別下降了36.09%和37.53%，下降幅度較大，這主要是采伐情景中對人工喬木過熟林和成熟林的采伐比重較大的緣故。而采伐情景下天然林的碳儲量和碳密度與非采伐情景相比變化幅度不大，這也符合中國逐步采取的全面停止天然林商業(yè)性采伐政策，只對成、過熟林進行適當比例的更新。然而，采伐情景下木材的年產(chǎn)量也隨著活立木的定期采伐及單位面積蓄積的增長呈現(xiàn)相應的增長。2020年、2030年和2050年，采伐情景下的木材產(chǎn)量將分別達到70.77×106m3、100.66×106m3和111.58×106m3，2010—2050年間累計可提供木材產(chǎn)量 7.86×108m3（圖1），在維持喬木林碳儲量持續(xù)增長的同時，能夠提供大量的木材資源。

模擬采伐和非采伐情景下西南地區(qū)喬木林未來各個齡組面積比例如圖2所示。到2050年，采伐情景下西南地區(qū)喬木林的幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林和過熟林的面積比例分別為3.6%、9.3%、11.6%、24.6%和50.9%；而非采伐情景下各個齡級的面積比例分別為 0.6%、5.8%、9.2%、23.8%、60.7%。對比可知，采伐情景能在一定程度上調(diào)節(jié)喬木林林齡結(jié)構(gòu)，降低過熟林面積比例，同時提高幼齡林、中齡林和近熟林的面積比例。到2050年，2種情景下幼齡林和中齡林面積占比非常小，而成熟林和過熟林面積比例占絕對的優(yōu)勢，這使得未來西南地區(qū)喬木林能維持較高的單位面積蓄積和碳密度，使碳儲量保持在較高的水平。

表7　采伐情景下西南地區(qū)碳匯潛力Table 7　Forest carbon sequestration potential in Southwest China under logging scenario

圖1　采伐情景下西南地區(qū)喬木林未來木材產(chǎn)量Fig. 1　Timber yield in Southwest China under logging scenario

3　討論

已有對西南地區(qū)各省份碳儲量和碳密度的研究主要集中在對碳儲量現(xiàn)狀和固碳能力的分析和評價（劉淑琴，2017）方面。燕騰等（2016）對西南地區(qū)喬木林總碳儲量估算結(jié)果為2546.74 Tg，與本文的研究結(jié)果相近。也有關(guān)于退耕還林碳匯潛力及主要優(yōu)勢樹種碳匯潛力的報道（陳先剛等，2008；姚平等，2014；馮源等，2017；曹先磊等，2017）。本研究在評估碳儲量現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對整個西南地區(qū)森林喬木林的未來碳匯潛力進行研究，同時考慮到林分的采伐更新，估算了采伐情景下的未來碳匯潛力和木材產(chǎn)量潛力，以期為碳匯潛力評估和木材產(chǎn)量預測提供科學的指導。

圖2　西南地區(qū)喬木林不同齡級面積比例Fig. 2　The area ratio of forests at different age groups in Southwest China

森林碳儲量和碳匯能力的提升，重點在于增加森林面積、提高森林質(zhì)量和生產(chǎn)力。對于西南地區(qū)喬木林的碳匯功能而言，單位面積蓄積或碳密度的增長比森林面積增加更具有現(xiàn)實意義。本研究結(jié)果表明，天然喬木林是西南地區(qū)最重要的碳儲存庫，其碳儲量和碳密度均遠高于人工林。隨著新造林面積的增加，西南地區(qū)人工林面積、碳儲量和碳密度也逐步增加。因此，通過造林和科學經(jīng)營，提高人工林生產(chǎn)力和碳密度，將有助于提升西南地區(qū)森林碳儲量和碳匯能力。同時，實施天然林保護，減少甚至禁止天然林商業(yè)性采伐，有助于保護現(xiàn)有天然林中的碳儲存，也是減少林業(yè)碳排放、增加森林碳匯的一種重要途徑。

然而，本研究結(jié)果也表明，如果長期不進行采伐更新，隨著幼齡林、中齡林的逐漸成熟，當喬木林齡級結(jié)構(gòu)逐步以成熟林甚至過熟林為主時，喬木林碳儲存的增長會趨于緩慢，固碳速率將大大減弱。本研究設(shè)置的采伐情景，根據(jù)中國林業(yè)政策和未來經(jīng)營規(guī)劃模擬了喬木林的采伐強度和更新造林方式。相比非采伐情景，能在一定程度上提高幼齡林、中齡林和近熟林的面積比例，降低過熟林面積比例。在保持碳儲存的同時，通過對成熟林和過熟林進行采伐更新，促進森林生長并保持一定的固碳速率。

有研究表明，木質(zhì)林產(chǎn)品中的碳儲量占采伐的生物質(zhì)碳儲量的比例可高達 32%（王艷芳等，2016）。但由于本研究的局限性，本文并未探討采伐之后的木質(zhì)林產(chǎn)品固碳量，因此低估了采伐情景下的總碳儲量和碳匯能力。此外，有研究認為，適當?shù)母虏煞ジ欣谏珠L期固定大氣中的二氧化碳（Bottalico et al.，2016）。本文也未探討何種采伐情景更有利于同時保護碳儲存，又同時提高固碳速率。這需要在森林的木材生產(chǎn)與固碳效率之間尋找一個平衡點，對這兩種主要生態(tài)和生產(chǎn)功能進行權(quán)衡?？紤]到中國經(jīng)濟發(fā)展對木材的需求量巨大，如何通過采伐使森林既有高的經(jīng)濟效益，又不損失其他生態(tài)效益，正是未來需要研究和解決的重要問題。應對氣候變化的經(jīng)營措施也不能依賴于單一的方案，經(jīng)營方式要有靈活的策略，制定長期和短期規(guī)劃，并在多種可供選擇的措施中根據(jù)環(huán)境、需求變化進行選擇，同時考慮森林管理的生態(tài)、經(jīng)濟和社會作用（Keith et al.，2014）。

本研究構(gòu)建了西南地區(qū)喬木林各優(yōu)勢樹種（組）單位面積蓄積隨林齡變化的生長方程，通過擬合生長方程得到的 2010年蓄積量估計值與統(tǒng)計值之間的誤差約為-1%，模擬精度較高，能夠較準確地預測西南地區(qū)未來喬木林碳儲量。在未來長期模擬中，本研究通過細分喬木林齡級，并考慮各齡級及其面積隨時間推移的變化，在很大程度上減少了估算結(jié)果的不確定性。但上述模擬和假設(shè)的前提，是基于未來西南地區(qū)的自然干擾和人為管理活動均保持過去歷史水平。由于未來的自然干擾存在不可預知性，而人為管理活動也可能隨著政策和科學技術(shù)進步發(fā)生較大的變化，這使得本文對西南地區(qū)喬木林碳儲量和碳匯潛力的預測也存在一些不確定性，主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）本文對未來新造林面積的預測，基于對所有宜林地均進行造林的假設(shè)，造林樹種選擇和面積分配比例上存在一定的主觀性。本文還假設(shè)現(xiàn)有喬木林（人工林、天然林）的樹種、面積在未來均保持不變，采伐更新后樹種也不發(fā)生變化，這一假設(shè)也具有較高的不確定性。

（2）本研究沒有考慮自然干擾因素（如火災、病蟲害、喬木林自身枯損等）和人為干擾（如城鎮(zhèn)化土地征占、采伐更新方式等）對未來森林面積的影響；林業(yè)政策和社會發(fā)展等因素的變化，都可能影響到森林面積和碳儲量的變化。

（3）本文對未來木材產(chǎn)量的估計存在不確定性。一方面，模擬采伐量是根據(jù)國家規(guī)定的采伐限額設(shè)定的，而各省每年實際采伐量可能未達到或者超過采伐限額；另一方面，本研究假設(shè)只對成熟林、過熟林按比例進行更新采伐，而未考慮其他采伐方式（如撫育間伐）等對木材生產(chǎn)的可能貢獻。

4　結(jié)論

2010年，西南地區(qū)喬木林碳儲量為2449.06 Tg，碳密度為57.64 Mg·hm-2。西南各省區(qū)喬木林碳儲量大小順序為：西藏＞云南＞四川＞貴州＞重慶，碳密度大小順序為：西藏＞四川＞云南＞重慶＞貴州。到2050年，采伐情景和非采伐情景下西南地區(qū)喬木林碳儲量分別為3829.18 Tg和4057.29 Tg，碳密度分別為81.60 Mg·hm-2和 85.08 Mg·hm-2。與 2010 年相比，采伐情景和非采伐情景下西南地區(qū)喬木林碳儲量分別增加了59.07%和67.4%；碳密度分別增加了43.66%和49%。到2050年，新造喬木林可為西南地區(qū)增加碳儲量170.56 Tg，碳密度將達到32.54 Mg·hm-2。

2010—2050年，與非采伐情景相比，采伐情景下碳儲量減少了 228.11 Tg，碳密度下降了 3.48 Mg·hm-2，但采伐情景累計可提供木材產(chǎn)量 7.86×108m3。因此，加強對森林生態(tài)系統(tǒng)的管理，制定合理的喬木林更新采伐比例，可以在有效發(fā)揮森林碳匯效益的同時實現(xiàn)森林質(zhì)量的提升和木材產(chǎn)量的增加。

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