馬小雯 顧艾節(jié) 李丹 陸方燕 俞曉云
(上海市奉賢區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,上海 201499)
近年來,隨著全球氣候變暖的趨勢加劇,大氣中CO2的濃度越來越高,農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的固碳作用也因此受到了越來越多的關(guān)注。植物通過光合作用從大氣中吸收大量的碳,并將其固定在土壤或植株體內(nèi),減少了大氣中的CO2,這對減緩溫室效應(yīng)、改善人類生存環(huán)境具有重要作用[1]。而果樹作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物,不僅其果實(shí)可作為營養(yǎng)豐富的食品,果樹本身在調(diào)節(jié)碳氧平衡、改善生態(tài)環(huán)境、增加碳匯等方面也具有不可替代的作用,尤其是果樹的碳匯價(jià)值,還可用于市場交易[2]。已有相關(guān)研究表明[2-3],河南省鄭州市桃樹的固碳量為4 278.72 kg/hm2,產(chǎn)生的碳匯價(jià)值為1 591.69萬元;廣東省廣州市果園的年固碳量為88 596.53 t,制氧量為65 224.44 t。
上海屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,四季分明,日照充足,雨量充沛,年降水量為800~1 600 mm。上海地區(qū)適宜種植的果樹種類較多,桃樹即為上海市普遍栽培的果樹之一。奉賢區(qū)已有30多年的桃樹種植歷史,桃樹也是奉賢區(qū)種植面積最大的果樹,約為735.49 hm2。為進(jìn)一步了解奉賢區(qū)桃樹的凈生產(chǎn)力、固碳量、釋氧量和碳匯價(jià)值等,現(xiàn)以處于結(jié)果初期(五年生)和盛果期(十年生)的桃樹為代表,用碳稅法計(jì)算碳匯價(jià)值,以期認(rèn)識果樹在碳循環(huán)中的作用,從而促進(jìn)奉賢區(qū)果樹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展?,F(xiàn)將相關(guān)研究結(jié)果報(bào)道如下。
根據(jù)筆者前期調(diào)查,奉賢區(qū)處于結(jié)果初期和盛果期的桃樹的種植面積較多,分別為169.55和478.21 hm2,而幼樹和處于結(jié)果末期的桃樹的種植面積分別為33.33、54.40 hm2,因此,本研究選擇處于結(jié)果初期(五年生)和盛果期(十年生)的桃樹為代表,計(jì)算固碳量、釋氧量和碳匯價(jià)值等。另外,選擇桃樹樣本的面積均為667 m2,樣本地土壤表層肥沃,排灌通暢,統(tǒng)一管理,桃樹生長正常。
生物量:選取標(biāo)準(zhǔn)木(桃樹),測定地上部分(樹干、樹枝)和地下部分鮮重,然后將樣品烘干,測定其干重。
總生長量:計(jì)算地上部分和地下部分的總生物量,再根據(jù)每種果樹的樹齡和種植面積,計(jì)算單位面積果樹的總生長量。
凈生產(chǎn)力:用果樹總生長量除以樹齡得到果樹凈生產(chǎn)力[2]。
果樹固碳量用以下公式計(jì)算[4]:G碳=1.63R碳AB年,其中,G碳為果樹年固碳量,R碳為CO2中的碳含量,為27.27%,A為果樹種植面積,B年為果樹年凈生產(chǎn)力。凈碳匯價(jià)值采用瑞典的碳稅率計(jì)算,折合人民幣為1 200元/t[2]。
光合作用的化學(xué)平衡式為:6 C O2+6 H2O→C6H12O6+6O2。由此可知,植株每積累1 kg有機(jī)物質(zhì),就能吸收CO2量為0.001 5 kg,同時(shí)會(huì)釋放O2量為 0.001 1 kg[5]。
由表1可知,五年生桃樹的產(chǎn)量為1.22 t/hm2,生物量為0.01 t/hm2,總生長量為6.15 t/hm2,年凈生產(chǎn)力為1.23 t/hm2;十年生桃樹處在盛果期,其產(chǎn)量為7.28 t/hm2,生物量為3.46 t/hm2,總生長量為107.48 t/hm2,年凈生產(chǎn)力為10.74 t/hm2。
表1 不同樹齡桃樹的生長量及其構(gòu)成比較
由表2可知,五年生桃樹的固碳量為0.55 t/hm2,碳匯價(jià)值為660元/hm2,而奉賢區(qū)五年生桃樹的種植面積為40 hm2,因此,奉賢區(qū)五年生桃樹所產(chǎn)生的固碳量為22.00 t,碳匯價(jià)值為2.64萬元。十年生桃樹的固碳量為4.77 t/hm2,碳匯價(jià)值為5 724元/hm2,而奉賢區(qū)十年生桃樹的種植面積為168.67 hm2,因此,奉賢區(qū)十年生桃樹所產(chǎn)生的固碳量為804.56 t,碳匯價(jià)值為96.55萬元。
表2 不同樹齡桃樹的固碳量和碳匯價(jià)值比較
桃樹營養(yǎng)生長(枝條、樹干、根部)中的有機(jī)物質(zhì)含量為42%。五年生桃樹的營養(yǎng)生長量為15.70 t/hm2,根據(jù)植物光合作用的化學(xué)平衡式,CO2吸收量為9.89 kg/hm2,O2釋放量為7.25 kg/hm2;十年生桃樹的營養(yǎng)生長量為2 175.84 t/hm2,根據(jù)植物光合作用的化學(xué)平衡式,CO2吸收量為1 370.78 kg/hm2,O2釋放量為 1 005.24 kg/hm2。
桃果的有機(jī)物質(zhì)含量為18%。五年生桃樹的產(chǎn)量為1.22 t/hm2,折合有機(jī)物質(zhì)含量為0.22 t/hm2,CO2吸收量為0.33 kg/hm2,O2釋放量為0.24 kg/hm2;十年生桃樹的產(chǎn)量7.28 t/hm2,折合有機(jī)物質(zhì)含量為1.31 t/hm2,CO2吸收量為1.97 kg/hm2,O2釋放量為1.44 kg/hm2。由于果實(shí)并不是光合作用的主要場所,結(jié)合以上數(shù)據(jù),桃果的CO2吸收量和O2釋放量可忽略不計(jì)。
研究表明,凈生產(chǎn)力與果樹的營養(yǎng)生長和果實(shí)產(chǎn)量呈正相關(guān),而果樹的固碳量又與凈生產(chǎn)力呈正相關(guān)。因此,隨著桃樹的不斷生長,其固碳量和碳匯價(jià)值也不斷增加。在未計(jì)算碳投入量的情況下,奉賢區(qū)五年生桃樹產(chǎn)生的碳匯價(jià)值為660元/hm2,十年生桃樹產(chǎn)生的碳匯價(jià)值為5 724元/hm2,再結(jié)合奉賢區(qū)五年生桃樹和十年生桃樹的種植面積,奉賢區(qū)每年五年生桃樹和十年生桃樹所產(chǎn)生的碳匯價(jià)值分別為2.64萬元和96.55萬元。
葉片是光合作用的主要場所,而光合作用能吸收空氣中的CO2并釋放O2,調(diào)節(jié)果樹周圍環(huán)境的水分含量和溫度[6]。因此,在果園后續(xù)管理工作中,可指導(dǎo)合作社在果園內(nèi)兼種其他作物,如生草、蔬菜等,以增加果園的光合作用,提高釋氧能力,增加碳匯價(jià)值[7-9]。同時(shí),要加強(qiáng)對果園的肥料管理,盡量使用有機(jī)肥,減少無機(jī)碳的過多投入。
未來奉賢區(qū)要更好地貫徹落實(shí)黨中央、國務(wù)院關(guān)于碳達(dá)峰和碳中和的重要決策部署,發(fā)展綠色農(nóng)業(yè),保障糧食安全,提高生態(tài)碳匯價(jià)值。這對改善奉賢區(qū)生態(tài)環(huán)境、創(chuàng)新生態(tài)理念、積累碳匯經(jīng)驗(yàn)、促進(jìn)城市健康生態(tài)發(fā)展具有重要意義。