陸小輝

(遼寧省林業(yè)調查規(guī)劃監(jiān)測院，遼寧 沈陽 110122)

近一個世紀以來，由于人類大量使用礦物燃料，排放CO2等溫室氣體，導致全球氣候發(fā)生了明顯的變化[1]。自工業(yè)革命以來，大氣中溫室氣體含量持續(xù)增加，到2005年CO2的濃度由工業(yè)革命前的280 mgkg-1升到379 mgkg-1，最近100年全球地表溫度已上升0.74 ℃，溫室效應導致的氣候變化將對農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、水資源、海岸資源環(huán)境、森林生態(tài)系統(tǒng)、人體健康產(chǎn)生重大影響，威脅人類生存[2]。因此，準確估算森林碳儲量對于研究森林在區(qū)域和全球碳循環(huán)中所起的作用有著十分重要的意義[1]。森林碳循環(huán)不僅是全球生態(tài)學的核心研究內容，也是國際社會廣泛關注的焦點[3]。

目前基于森林資源數(shù)據(jù)計算森林碳儲量的方法比較成熟[4，5]。本研究采用遼寧省林地變更的結果，運用全省森林資源數(shù)據(jù)，分別對遼寧省不同林種主要樹種碳儲量特征值進行研究。通過分析研究，為生產(chǎn)實踐中林業(yè)的經(jīng)營管理提供科學依據(jù)。

1 研究方法

研究數(shù)據(jù)來源于2017年遼寧省林地變更數(shù)據(jù)，林地變更數(shù)據(jù)是在全省資源數(shù)據(jù)基礎上，每年進行更新的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)涵蓋全省所有的林業(yè)小班，是全覆蓋的資源數(shù)據(jù)，是目前能夠體現(xiàn)遼寧林業(yè)資源的最全面的數(shù)據(jù)。

1.1 生物量的估測

森林生物量的估測方法有很多種，包括蓄積量與生物量的模型、相對生長模型、胸徑樹高生長模型、平均生物量估算法等。

對于喬木林，本研究選擇了蓄積量與生物量的模型進行估算[6]。森林蓄積量是森林生長的立地條件、氣候條件、林齡及其他因素的綜合反映[7]，通過對大量森林實測生物量與蓄積量的研究發(fā)現(xiàn)，二者之間存在良好的回歸關系[8]。

表1 優(yōu)勢樹種生物量方程

生物量-蓄積量轉換模型法，生物量-蓄積量轉換模型(喬木林及疏林的生物量估算)：

B=aV+b

式中：B表示生物量(t),V表示蓄積量(m3),a、b為參數(shù)。各優(yōu)勢樹種的生物量-蓄積量回歸方程參數(shù)見表1，對沒有明確生物量-蓄積量轉換模型的樹種采用近似樹種參數(shù)代替。我們所用的參考系數(shù)使用的是全國參考值。

我省經(jīng)濟林主要包括喬木經(jīng)濟林和部分灌木林，喬木經(jīng)濟林主要是蠶場和山杏。由于蠶場和山杏的植株比較矮小沒有計算蓄積量。因此我們將經(jīng)濟林與灌木林同用灌木林的平均生物量估算，計算公式如下：

B=A×S

式中：B表示生物量(t)，A表示單位面積生物量(thm-2)，S表示面積(hm2)。

1.2 森林植被碳儲量的估算

目前國內外關于森林碳儲量的估算通常采用森林生物量乘以含碳系數(shù)推算而得。含碳系數(shù)普遍采用0.45或0.5，但由于不同植被類型的樹種組成、年齡和種群結構不同，含碳系數(shù)也有所差異，僅采用固定含碳系數(shù)會使精確度降低。因此，本研究中森林碳儲量以國家林業(yè)局印發(fā)的《造林項目碳匯計量監(jiān)測指南》及前人已有研究成果中各樹種組含碳率為依據(jù)進行測算，對于沒有測算過含碳率的我們采用0.5計算。

2 結果與分析

把森林資源按照起源、樹種、林種劃分，通過蓄積計算生物量，然后根據(jù)生物量計算碳儲量值和碳密度，進一步分析不同林種的碳儲量特征值之間的關系。

2.1 天然林分樹種、林種碳儲量分析

通過對天然林不同樹種、林種的碳儲量估算，可以看出，遼寧省天然林中防護林的碳儲量最高，順序是防護林>用材林>薪炭林>特種用途林>經(jīng)濟林。

由表2可以看出，天然起源林分經(jīng)濟林很少，碳儲量可以忽略，其他幾個林種為主，其中防護林所占的比例最高，占比為66.7%。

表2 不同林種的天然林碳儲量 t

通過對表3中針葉林、闊葉林的碳特征值進行分析，遼寧省天然林中針葉林與闊葉林的碳匯特征。通過分析我們可以看出，天然林中碳儲量是針葉林<闊葉林，但是碳密度我們可以看出是闊葉林<針葉林。

表3 針闊葉林的碳匯特征值

2.2 人工林林種、樹種碳儲量分析

表4 人工林不同林種樹種的碳儲量 t

通過對人工林不同樹種、林種的碳儲量估算，可以得出，遼寧省人工林中用材林的碳儲量最高，順序依次是用材林>防護林>特種用途林>薪炭林>經(jīng)濟林。

由表4可以算出，人工林中經(jīng)濟林占比很少，碳儲量可以忽略，主要是其他幾個林種占比較高，其中以用材林所占的比例最高，為58.3%，其次是防護林，為38.2%。

通過對表5中針葉林、闊葉林的碳特征值進行分析，可以了解遼寧省人工林中針葉林與闊葉林的碳特征。

表5 針闊葉林的碳匯特征值

可以看出，人工林中碳儲量是針葉林>闊葉林，碳密度也是針葉林>闊葉林。

2.3 不同林種綜合碳儲量分析

對天然林和人工林不同林種的數(shù)據(jù)進行綜合分析,進一步分析遼寧省全部有林地的不同林種的碳儲量。

5個林種的綜合碳儲量排序為防護林>用材林>特種用途林>薪炭林>經(jīng)濟林。即防護林的碳儲量最大，用材林次之，防護林與用材林碳儲量占全部林種的95.1% 。特種用材林、薪炭林、經(jīng)濟林的碳儲量較少。按不同林種的資源面積排序依次為防護林>用材林>經(jīng)濟林>薪炭林>特種用途林。防護林面積最大，用材林次之，兩者相加占全部林種面積的76.5%，最后是經(jīng)濟林。由此可以得出，用材林的碳密度比較大，而經(jīng)濟林的碳密度最小。

表6 不同林種森林資源碳儲量值 t

3 結論

3.1 天然林不同樹種、林種的碳儲量值順序是防護林>用材林>薪炭林>特種用途林>經(jīng)濟林，其中防護林所占的比例最高，為66.7%，碳儲量是針葉林<闊葉林，碳密度是闊葉林<針葉林。

3.2 人工林不同樹種、林種的碳儲量順序依次是用材林>防護林>特種用途林>薪炭林>經(jīng)濟林，其中用材林所占的比例最高，為58.3%，其次是防護林，為38.2%，碳儲量針葉林>闊葉林，碳密度是針葉林>闊葉林。

3.3 全部森林資源5個林種的綜合碳儲量值排序為：防護林>用材林>特種用途林>薪炭林>經(jīng)濟林。防護林與用材林碳儲量占全部林種的95.1% ，用材林的碳密度比較大，而經(jīng)濟林的碳密度最小。