徐 軍,姚鴻文,張國江,譚 瑩

(浙江省森林資源監(jiān)測中心,杭州 31020)

森林經(jīng)營是從事林業(yè)生產(chǎn)建設的核心,是實現(xiàn)森林可持續(xù)性發(fā)展的基礎[1]。森林在低碳經(jīng)濟發(fā)展中具有特殊的作用,通過科學合理的森林經(jīng)營,不僅能夠增加森林資源數(shù)量,提高森林資源質量,增加碳匯量,而且也可通過森林低碳經(jīng)營新技術、林業(yè)循環(huán)經(jīng)濟、低碳森林旅游等來達到低排放。它是發(fā)展低碳經(jīng)濟、應對氣候變化最經(jīng)濟、最直接、最長久的重要途徑[2-3]?？h級森林經(jīng)營是我國現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展中的新領域。新世紀以來,國家林業(yè)局積極探索不同地區(qū)森林可持續(xù)經(jīng)營管理的政策、法規(guī)、規(guī)程、技術、方法和模式,并在全國范圍內(nèi)推行縣級森林可持續(xù)經(jīng)營規(guī)劃編制工作,著重提倡可持續(xù)經(jīng)營、生態(tài)化經(jīng)營,經(jīng)營理念與森林低碳經(jīng)濟發(fā)展要求相契合。學者對于低碳經(jīng)濟下的森林碳匯研究已取得了許多成果[4-6],但未能從森林增匯減排入手,從經(jīng)營方式上指導森林增匯減排,低碳經(jīng)營。本文以全國森林可持續(xù)經(jīng)營試驗示范點臨安為例,通過對經(jīng)營方式的分析研究,探索縣域森林經(jīng)營增匯減排的有效發(fā)展路徑。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)選擇在浙江省森林經(jīng)營較為成熟的杭州市臨安區(qū)。該區(qū)屬中亞熱帶北緣季風氣候區(qū),位于北緯29°56′～30°23′,東經(jīng)118°51′～119°52′,地處浙江省西北部,天目山脈南麓。區(qū)域總面積31.35萬hm2,全區(qū)森林資源豐富,林地面積26.06萬hm2,活立木蓄積量1 029.48萬m3,森林覆蓋率77.67%,林木綠化率78.79%(1)臨安市林業(yè)局.臨安市森林資源二類調(diào)查報告.2009.。在全國林業(yè)發(fā)展區(qū)劃浙江省三級區(qū)劃中,臨安區(qū)屬于浙西天目山錢塘江中下游風景與一般用材林區(qū)(2)浙江省林業(yè)發(fā)展區(qū)劃工作組.全國林業(yè)發(fā)展區(qū)劃浙江省三級區(qū)劃總報告.2008.,其林業(yè)發(fā)展方向是以林業(yè)生態(tài)產(chǎn)品和物質產(chǎn)品提供并重為主。多年來,臨安區(qū)一直堅持可持續(xù)森林經(jīng)營理念,實施森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營,重視優(yōu)化和調(diào)整森林結構,重視生物多樣性保護,重視森林旅游業(yè)發(fā)展,經(jīng)濟林方面?zhèn)戎赜谥窳旨吧胶颂伊之a(chǎn)業(yè)的發(fā)展,是全國森林可持續(xù)經(jīng)營示范點,同時也是杭州G20峰會的碳中和項目所在地。

2 研究方法

研究數(shù)據(jù)主要采用杭州市森林資源2012年度監(jiān)測數(shù)據(jù)；臨安市森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)(2009年)；臨安市碳匯林業(yè)建設總體規(guī)劃；臨安市森林可持續(xù)經(jīng)營2016—2020年規(guī)劃數(shù)據(jù)以及2011—2015年森林經(jīng)營管理資料等。

本文從森林培育增匯和森林經(jīng)營減排兩方面著手,采用定量和定性相結合的方法研究縣級森林經(jīng)營中增匯減排需著重開展的方式。森林培育增匯從更新造林、森林撫育、林分改造和封山育林4個方面采用定量估算方法,確定增匯貢獻權重及單位面積減排效能；森林低碳經(jīng)營采用德爾菲專家打分法[7]確定林業(yè)循環(huán)經(jīng)濟、森林低碳經(jīng)營和低碳森林旅游3種減排方式的減排貢獻權重。定量估算充分參考碳匯計量方法學的推薦方法和參數(shù)(3)國家林業(yè)局.碳匯造林項目方法學.2013. 國家林業(yè)局.森林經(jīng)營碳匯項目方法學.2013. 國家林業(yè)局.竹子造林碳匯項目方法學.2013.,計量時間截至2020年12月。計算中未考慮森林經(jīng)營實施活動中使用運輸工具和燃油機械造成的碳排放。另外,森林低碳經(jīng)營要求研究地森林土壤未受到嚴重干擾,因此森林土壤碳儲量可假設在這個較短時間內(nèi)保持相對穩(wěn)定,在森林培育增匯中也不予考慮。造林前采伐的林木以及森林經(jīng)營中發(fā)生的火災、病蟲害、林地征占用等造成的排放本文未考慮。計量中通用參數(shù)根莖比和含碳率,如表1所示；杭州市喬木林優(yōu)勢樹種生長量如表2所示。

表1 優(yōu)勢樹種根莖比和含碳率

表2 杭州市喬木林優(yōu)勢樹種平均生長量

2.1 森林培育增匯

2.1.1更新造林

更新造林增匯量分兩部分估算:一是成林后首次計量；二是造林后每年的自然生長量。考慮到臨安區(qū)的立地條件和造林樹種生物學特性,造林成林時間設定為中生樹種人工林5a,即2016—2020年每年的人工更新造林真正用于首次計量碳儲量的只有2016年人工更新造林面積；竹林造林成林時間設定為3a。同理,用于首次計量碳儲量的只有2016年和2017年的面積,而用于計量自然生長量的僅有2016年造林面積；平原綠化考慮到其造林即成林的特殊性則每年造林即計量首次碳儲量,自然生長量2016年則計量4次、2017年計量3次、2018年計量2次、2019年計量1次。

更新造林計算公式中,蓄積-生物量方程(B=aV+b)參數(shù)如表3所示[8-9]。

計算公式如下:

(1)

(2)

(3)

C=Cq+Cz+CΔ

(4)

式中:Cqj,t為喬木樹種j的碳儲量(t)；Vj為喬木樹種j的單位面積年均蓄積量(m3/hm2)；Rj為根莖比(t/hm2)；CFj為樹種j的林木生物量含碳率；Aj,t為第t年樹種j的造林面積(hm2)；Czj,t為竹林碳儲量(t)；Bz_AB,j,t為第t年樹種j的單位面積生物量(hm2)；CΔ為碳儲量自然生長增量(t)；BΔAB,t為第t年單位面積生物量增量(t)；A為造林面積(hm2)；CF為林木生物量含碳率；C更新造林增匯量(t),Cq更新造林中喬木樹種首次計量增匯量(t),Cz更新造林中竹林首次計量增匯總量(t)；a,b參數(shù),j樹種,t年份。

表3 喬木林疏林每公頃蓄積量與每公頃生物量回歸模型

2.1.2森林撫育

森林撫育增匯量分兩部分估算:一是自然生長量,二是森林撫育后凈增量。

自然生長量采用杭州市平均生長量估算(表2),森林撫育后凈增量參考林祖建[10]對福建省國有林場森林撫育成效監(jiān)測成果估算(表4)。在估算森林撫育增匯量中,2016年撫育面積計量4次,2017年3次,2018年2次,2019年1次。

計算公式如下:

Ci=∑CAB,i×t×Ai

(5)

CAB,i=(aVi+b)×(1+Rj)×CFj

(6)

V=(G1+G2)

(7)

式中:Ci為i撫育方式下的碳儲量(t)；t為撫育次數(shù)；Ai為撫育面積(hm2)；CAB,i為單位面積碳儲量(t/hm2)；V為單位面積年均蓄積量(m3/hm2)；Vi為i撫育方式下單位面積年均蓄積量(m3/hm2)；Rj為樹種j的根莖比；CFj為樹種j的林木生物量含碳率；G1為單位面積年均自然生長量(m3/hm2)；G2為單位面積年均撫育后生長凈增量(m3/hm2)。

表4 森林撫育喬木林優(yōu)勢樹種分不同撫育方式年凈生長量

2.1.3林分改造

林分改造增匯量分兩部分估算:一是自然生長量；二是林分改造后凈增量。估算時,自然生長量參考杭州市喬木林平均生長量,林分改造后凈增量參考佘濟云等[11]研究結果,即林分改造后年凈增生物量0.84t/hm2。同樣在估算林分改造增匯量中,2016年林分改造面積計量4次,2017年3次,2018年2次,2019年1次。

計算公式如下:

C=∑CAB×t×Ai

(8)

CAB,i=(aVi+b)×(1+Rj)×CFj

(9)

V=(G1+G2)

(10)

式中:C為林分改造后碳儲量(t)；t為林分改造次數(shù)；Ai為林分改造面積(hm2)；CAB,i為單位面積碳儲量(t/hm2)；V為單位面積年均蓄積量(m3/hm2)；Rj為樹種j的根莖比；CFj為樹種j的林木生物量含碳率；G1為單位面積年均自然生長量(m3/hm2)；G2為單位面積年均林分改造后生長凈增量(m3/hm2)。

2.1.4封山育林

根據(jù)當?shù)貙嶋H,臨安區(qū)主要實施全封和半封?？紤]到封山育林對林分的影響較小,對封山育林碳匯增量本研究只估算林分的自然生長量。根據(jù)楊佳[12]對不同地區(qū)5年封山育林研究,封山育林能夠增加林分總碳儲量的積累,對其喬木層、根系層以及凋落物層的碳儲量都起到積極促進作用,針對臨安區(qū)的森林資源特點,本文采取保守原則,取其研究結果中麻城、萬州和姚安三地封山育林后單位面積碳儲量增量算術平均值15.86t/hm2為計算參數(shù)。

計算公式如下:

C=CAB×At

(11)

式中:C為年碳匯增量(t)；CAB為單位面積碳匯增量(t/hm2)；At為封山育林面積(hm2)。

2.2 森林經(jīng)營減排

森林經(jīng)營減排是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導下,通過發(fā)展林業(yè)循環(huán)經(jīng)濟、森林低碳經(jīng)營、低碳森林旅游等方式,實現(xiàn)低碳化發(fā)展,達到經(jīng)濟社會發(fā)展與林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展雙贏的一種低碳經(jīng)濟發(fā)展模式。邀請了研究相關領域的13名專家,通過德爾菲專家評分法,推薦低碳森林旅游、林業(yè)循環(huán)經(jīng)濟、森林低碳經(jīng)營措施、低碳社區(qū)等4種森林經(jīng)營減排方式,從4種減排方式中評選出其中3種進行評分計算權重。按專家背靠背排序打分:排第1位給3分；排第2位給2分；排第3位給1分。經(jīng)過3輪的征詢意見,專家評分趨于穩(wěn)定,結果如下。

1) 林業(yè)循環(huán)經(jīng)濟排在第1位的3人,林業(yè)循環(huán)經(jīng)濟排在第2位的8人,林業(yè)循環(huán)經(jīng)濟排在第3位的2人。

2) 森林低碳經(jīng)營排在第1位的9人,森林低碳經(jīng)營排在第2位的2人,森林低碳經(jīng)營排在第3位的2人。

3) 低碳森林旅游排在第1位的1人,低碳森林旅游排在第2位的3人,低碳森林旅游排在第3位的9人。

3 結果與分析

3.1 森林培育增匯

2016—2020年,森林培育增匯相關指標計算結果如表5所示,按權重排序為封山育林>森林撫育>林分改造>更新造林；按單位面積增匯能力排序為更新造林>林分改造>森林撫育>封山育林。

表5 森林培育碳匯增量匯總表

3.2 森林經(jīng)營減排

森林經(jīng)營“減排”的主要方式按德爾菲法計算結果如表6所示,按權重排序為森林低碳經(jīng)營>林業(yè)循環(huán)經(jīng)濟>低碳森林旅游。

3.3 森林經(jīng)營增匯減排發(fā)展路徑

保持森林土壤,增強森林土壤的固碳作用是森林經(jīng)營過程中增匯減排的基礎和前提,其次增加碳匯的主要潛力在森林質量的提升、綠化造林中的平原地區(qū)綠量提升、森林經(jīng)營方式的轉型提升等,此為縣域森林經(jīng)營中增匯減排的主要方向[13-14]。運用定性與定量相結合的方法,通過封山育林、森林撫育、林分改造、更新造林、森林低碳經(jīng)營、林業(yè)循環(huán)經(jīng)濟、低碳森林旅游等指標設計臨安區(qū)森林經(jīng)營中的固碳增匯發(fā)展路徑(表7)、森林經(jīng)營減排發(fā)展路徑(表8)。

表6 森林低碳經(jīng)營“減排”權重結果表

表7 臨安區(qū)森林經(jīng)營固碳增匯發(fā)展路徑表

(續(xù)表)

表8 臨安區(qū)森林經(jīng)營減排發(fā)展路徑表

4 討論

本文以推進森林生態(tài)建設為目的,以定量與定性相結合的方法對森林增匯與減排開展了數(shù)據(jù)計算、對比分析及路徑選擇,可作為推進縣域森林可持續(xù)經(jīng)營、推進森林經(jīng)營增匯減排發(fā)展的參考方法與借鑒。同時,也可作為森林生態(tài)化經(jīng)營、森林低碳化經(jīng)營的宣傳與參考資料。但在結果應用上,雖然森林培育增匯的發(fā)展路徑按森林培育方式計算比例,但最終只進行了排序。在實際的森林經(jīng)營中,由于各縣(市、區(qū))森林經(jīng)營狀況有差異,應用本方法時需要對所在縣的森林資源數(shù)據(jù)進行重新估算,按估算結果進行模式設計。森林經(jīng)營減排的發(fā)展路徑由于缺乏數(shù)據(jù)支撐,主要按德爾菲法進行權重計算,該方法主觀意識較強,所以表格中將專家們提到重合較多、操作性較強的森林經(jīng)營減排路徑列入。在實際應用時,應綜合當?shù)亟?jīng)濟、技術應用、經(jīng)營規(guī)模等相關情況多方面確定森林經(jīng)營減排路徑與實施措施。