肖義發(fā)，孫鴻雁，謝方鑫，王繼山

(國家林業(yè)局昆明勘察設(shè)計院，云南 昆明 650000)

眾多學(xué)者[1-4]從不同角度對云南省森林植被碳儲量進行研究，但對于縣域尺度內(nèi)的森林碳儲量研究分析報道還較少。本文在森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查的基礎(chǔ)上，采用生物量擴展因子法，從不同林型、林組、起源等方面對祿勸縣森林植被碳儲量進行估算，以期為祿勸縣森林生態(tài)系統(tǒng)功能研究提供參考。

1 研究區(qū)概況

祿勸彝族苗族自治縣(以下簡稱“祿勸縣”)隸屬云南省昆明市，位于滇中北部，地理位置介于東經(jīng)102°13′—102°57′、北緯25°25′—26°22′之間，地處南北向切割的橫斷山脈中段及滇池斷陷帶上，屬北亞熱帶氣候區(qū)。年均氣溫16.7 ℃，年均降水量966.4 mm，年無霜期234 d，土壤多為紅壤。

祿勸縣森林植被豐富，主要森林類型是以云南松(Pinusyunnanensis)、華山松(Pinusarmandii)為主的暖溫性針葉林，以榿木(Alnuscremastogyne)、山楊(Populusdavidiana)為主的落葉闊葉林，以元江栲(Castanopsisorthacantha)、野八角(Llliciumsimonsii)為主的半濕潤常綠闊葉林，以牛角瓜(Calotropisgigantea)、車桑子(Dodonaeaviscosa)為主的干熱河谷稀樹灌木草叢，以高山櫟(Quercussemicarpifolia)為主的寒溫性針葉林等。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于祿勸彝族苗族自治縣第四次森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查相關(guān)資料。

2.2 研究方法

采用生物量擴展因子法建立蓄積量與生物量之前的關(guān)系模型，利用各優(yōu)勢樹種間不同的含碳率、地上地下生物量關(guān)系和木材密度開展祿勸縣森林植被碳儲量估算[5-10]。

C=V×BEF×D×(1+R)×CF×S，式中：C為某一森林類型的森林植被碳儲量(t)；V為某一森林類型的單位蓄積量(m3)；BEF為生物量擴展因子；D為某一樹種組的木材密度(td·m·m-3)；R為某一樹組地上生物量/地下生物量的比值；CF為某一樹組含碳率t/(td·m)；S為某一優(yōu)勢樹種的面積(m2)[3]。經(jīng)濟林及竹林平均生物量參考方精云等[11]文獻標準，經(jīng)濟林平均生物量23.70 t·hm-2；竹林平均生物量47.86 t·hm-2；秦嶺淮河以南灌木林平均生物量19.76 t·hm-2[12]；碳轉(zhuǎn)化系數(shù)取0.5，并采用單位面積平均生物量乖以面積和碳轉(zhuǎn)化系數(shù)得出碳儲量[11]。

各優(yōu)勢樹種(組)含碳率(CF)、木材密度(D)、擴展因子(BEF)、地上/地下生物量比值參考值(R)詳見表1。

表1 各優(yōu)勢樹種(組)含碳率、木材密度、擴展因子、地上/地下生物量比值參考值

*：參數(shù)來源《中華人民共和國氣候變化第二次國家信息通報》“土地利用變化與林業(yè)溫室氣體清單”(2013)[13]。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同林分類型碳儲量與碳密度分析

根據(jù)祿勸縣第四次森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查數(shù)據(jù)計算祿勸縣森林植被總碳儲量為640.2萬t。其中，喬木林分碳儲量為614.9萬t、喬木經(jīng)濟林碳儲量為10.9萬t、竹林碳儲量為0.1萬t、國家特別規(guī)定灌木林地碳儲量為14.3萬t，森林植被平均碳密度26.4 t·hm-2(表2)。

由表2可知，在祿勸縣森林植被碳儲量中，針闊混交林和闊葉林的碳密度大于針葉林及其它森林植被類型。可見，針闊混交林和闊葉林在祿勸縣森林植被固碳中起到的作用較大，這與燕騰等[3]對云南森林生態(tài)系統(tǒng)植被碳儲量與碳密度研究結(jié)論一致。雖然喬木經(jīng)濟林、竹林和國家特別規(guī)定灌木林地這3種林分類型占祿勸縣森林總面積的9.8%，但其碳儲量卻僅占祿勸縣森林植被總碳儲量的3.9%，其碳密度也普遍低于其它林分類型的平均水平，在祿勸縣森林植被碳儲量中起到的作用相對較小。

3.2 不同起源、不同齡組的森林碳儲量分析

從林分的不同起源上看，祿勸縣天然林碳儲量所占比例較大，占全縣林分總碳儲量的91.8%，是人工林的11.2倍，可見天然林在祿勸縣森林植被固碳方面發(fā)揮著重要作用；從各齡組所占比例看，人工林各齡組總碳儲量也均低于天然林。人工林中各齡組碳儲量為：近熟林>中齡林>成熟林>幼齡林>過熟林；天然林中各齡組碳儲量為：中齡林>幼齡林>近熟林>成熟林>過熟林。全縣各齡組中，中齡林碳儲量占林分總碳儲量的66.7%，可見，祿勸縣仍有較大的碳儲備空間。不同起源、齡組碳儲量及所占比例詳見表3。

表2 森林各林分類型的碳儲量及碳密度

*：闊葉林包含其它軟闊林和其它硬闊林。

表3 不同起源、齡組碳儲量及所占比例

3.3 優(yōu)勢樹種(組)碳儲量分析

圖1 各優(yōu)勢樹種(組)碳儲量比例

由于各樹種間含碳率、木材密度等存在差異，因此各樹種估算出來的碳儲量也有所不同。經(jīng)計算，祿勸縣碳儲量較高的5類優(yōu)勢樹種為云南松、櫟類、榿木、華山松和其它闊葉樹(包括其它軟闊和其它硬闊)，其碳儲量分別為160.37萬t、102.10萬t、49.12萬t、44.63萬t和6.27萬t，5類優(yōu)勢樹種(組)碳儲量占祿勸縣森林植被總碳儲量的94.37%(圖1)。在各優(yōu)勢樹種(組)中云南松總碳儲量最高，占祿勸縣森林植被總碳儲量的25.05%，這與蔡麗莎[14]對云南省森林植被碳儲量研究結(jié)果一致。由此可見，云南松作為云南省的鄉(xiāng)土樹種，不僅在祿勸縣森林碳儲量占據(jù)著重要地位，同時也在云南省森林植被固碳方面發(fā)揮著重要作用。

4 結(jié)論與討論

基于第四次森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查數(shù)據(jù)，利用生物量擴展因子法，按不同的林分類型、起源、齡組、優(yōu)勢樹種對祿勸縣森林植被碳儲量及碳密度進行分析估算。經(jīng)計算，祿勸縣森林植被總碳儲量為640.2萬t，喬木林碳儲量為625.8萬t，灌木林碳儲量為14.3萬t，竹林碳儲量為0.1萬t，森林植被平均碳密度26.4 t·hm-2。

各樹種(組)由于其生長特性不同以及木材密度、含碳率、林齡結(jié)構(gòu)等方面的差異，對森林植被碳儲量也產(chǎn)生一定的影響。研究結(jié)果表明：不同林型的碳儲量為闊葉林>針葉林>針闊混交林>其它特別規(guī)定灌木林地>喬木經(jīng)濟林>竹林，造成的各林型碳儲量差異主要原因是由于各林型的面積比重不一致。但單從碳密度來看，針闊混交林碳密度要高于其它各林型，該林型碳儲容量更大，因此應(yīng)加大管護力度，提升針闊混交林面積，促進祿勸縣森林植被碳儲量增加。

在不同的起源、不同的齡組結(jié)構(gòu)中，天然林總碳儲量均優(yōu)于人工林總碳儲量，這主要是因為祿勸縣天然林面積比重較大，占森林總面積的91.8%，而人工林只占8.2%。但從碳密度上看，人工林碳密度(29.0 t·hm-2)高于天然林碳密度(27.8 t·hm-2)，這與燕騰等[3]對云南省森林生態(tài)系統(tǒng)植被碳儲量及碳密度估算研究結(jié)果相反，造成這一問題的原因還有待進一步研究。

在不同齡組結(jié)構(gòu)中，中齡林碳儲量所占比重較大，主要是由于祿勸縣中齡林面積占全縣森林面積的64.5%，中齡林正處于高速生長期，具有較大的碳匯潛力，應(yīng)加大對中齡林的經(jīng)營管理，提高林分質(zhì)量，同時中齡林碳密度較低，應(yīng)優(yōu)化全縣齡組結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)其單位面積和碳儲量，進而提升祿勸縣森林固碳能力。

本次研究采用生物量擴展因子法對祿勸縣森林植被碳儲量進行估算可能存在一定的誤差，如要科學(xué)全面地測算祿勸縣范圍內(nèi)的森林植被碳儲量還需進一步開展更深入、更細致的研究，對每個樹種建立更準確的生物量、碳儲量估算模型。因此，未來研究還需針對不同的森林植被類型、不同的樹種制定更合適的碳匯計量與監(jiān)測體系。