舒兰市森林碳汇与其他生态效益分析

程兆伟，岳晓辉，秦增亮，满明义

（舒兰市林业局，吉林吉林 132600）

舒兰市位于吉林省吉林市东北部，地处东经126°24 ～127°45’，北纬 43°08’～44°39’之间，属于长白山地向松辽平原的过渡地带，平均海拔高度为350 m，总有林地面积为145004.3 hm2。全市自2005年开始启动实施森林生态效益补偿，截至2009年末，实施森林生态效益补偿纳入国家及省级重点公益林管理区域总面积为8.897万hm2，占全市有林地总面积的61.35%。近年来，由于国际上CDM机制的确立和运行，森林碳汇逐渐引起重视，在努力增加碳汇的背景下，舒兰市在了解森林碳汇及相关概念、科学分析碳汇量、掌握森林生态效益的测算方法，为实施森林生态效益补偿提供理论支撑等方面进行了初步实践和研究，取得了一定的成效。

1 碳源、碳汇、森林碳汇及林业碳汇概念

碳源是指自然界中向大气释放碳的母体。主要来自于石化工业燃料的燃烧、动植物呼吸。碳汇是指自然界中碳的寄存体。它主要是指森林吸收并储存CO2的多少，或者说是森林吸收并储存CO2的能力。森林碳汇是指森林植物通过光合作用将大气中的CO2吸收并固定在植被与土壤当中，从而减少大气中CO2浓度的过程。林业碳汇是指利用森林的储碳功能，通过植树造林、加强森林经营管理、减少毁林、保护和恢复森林植被等活动，吸收和固定大气中的CO2，并按照相关规则与碳汇交易相结合的过程、活动或机制。

2 森林固碳

根据《森林生态系统服务功能评估规范》规定的森林生态服务功能评估指标体系分类，森林的生态效益中的固碳释氧功能中的固碳分为：植被固碳和土壤固碳[1]。

2.1 舒兰市森林固碳基本分析

①植被固碳。根据《森林生态系统服务功能评估规范》（中华人民共和国林业行业标准LY/T1721-2008），森林植被固碳公式为：G植被固碳=1.63R碳AB年，其中，G植被固碳为植被年固碳量 t/a；R碳为CO2中碳的含量（27.27%）；A为林分面积（hm2）；B年为林分净生产力（t/hm2·a）。计算得出舒兰市森林植被年固碳量等于各龄级年植被固碳量之和为31570 t/a（见表1）。其中幼龄林年植被固碳量为1.63×27.27% ×43583.7×0.53=10268 t/a，以此类推，其他林龄组年植被固碳量为中龄林18816 t/a近熟林1935 t/a，成熟林509 t/a过熟林42 t/a。

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②土壤年固碳。根据目前国内研究森林固碳成果，森林固碳总量中38%为植被固碳，62%为土壤固碳[2]。由此推算出舒兰市森林土壤年固碳量为31570÷38%×62%=51509 t/a

综上所述，舒兰市森林总固碳量为83079 t/a。平均固碳水平为总固碳量÷总有林地面积=83079÷145004.3=0.57 t/（hm2·a），按国际二级市场价每吨市值碳汇价12欧元计算，年总固碳值99.69万欧元，换算人民币1097万元。

2.2 舒兰市森林固碳数据与国外研究成果的差异

影响森林固碳量的因素主要取决于森林所处的纬度、海拔高度、优势树种、林龄等因素。根据2008年资源档案数据统计，舒兰市总有林地面积中针叶树种11674 hm2，阔叶纯林及以阔叶树种为优势树种的针阔混交林133330.3 hm2，幼龄林和中龄林占93.5%。上述因素决定了舒兰市的森林固碳量同国内外研究结论相比有一定的差异。国外的Sedjo（1989）[2]曾试算台湾地区造林对碳的贮存量，在普通人工林每公顷年平均生长量为15 m3的林地，1m3可吸收0.26 t碳，平均固碳水平3.9（0.26×15）t/hm2·a而舒兰市的森林综合固碳水平仅为0.57 t/hm2.a。是舒兰市的6.8倍。综合国内、国外研究成果，对比舒兰市森林固碳量数据，得出的结论：森林进行光合作用吸收大气中的CO2，转变为有机碳固定于树木体，木材为树体的主要部份，按龄组划分，一般幼龄林、中龄林、近熟林具有旺盛的生长力，对大气中CO2的吸存效果就高。过熟老龄林，生命力逐渐衰退，对碳贮存功效降低。成熟林碳贮存功效介于幼龄林、中龄林和过熟林之间，因年生长量稳定，固碳功效亦呈稳定趋势。台湾等地区的热带林分条件好的热带阔叶树种的年森林固碳水平是较高的。舒兰与其相比，因纬度、树种等因素，综合固碳水平差异性大。

3 其他生态效益测算

舒兰市自2005年启动实施重点公益林管理以来，纳入补偿的国家及省级重点公益林总面积为8.897万hm2。重点公益林发挥着巨大的生态效益，除固碳效益外，其他生态效益也非常显著。

3.1 水源涵养效益

森林涵养水源效益是通过森林生态系统积聚和储存水分、湿润土壤和补给地下水这一过程实现的。舒兰重点公益林区域土层平均厚度为0.40 m，土壤平均非毛管孔隙度13%。根据公式：森林土壤储存量=森林面积×土壤平均厚度×非毛管孔隙度，得出重点公益林涵养水源为8.897×0.40×0.13=4626万m3。如修建同等蓄水量的水库，按建设投资0.20元/m3计算，则上述生态公益林涵养水源效益的货币价值每年约925万元。

3.2 固土保肥效益

森林及地上植被和地表的枯枝落叶层，能消除雨水对表土的溅蚀和地表径流的侵蚀，具有故土保肥功能。

①固土效益。根据固土效益所采用的公式：Vft=KfSfGfDf。式中 Vft—固土效能经济评估价值；Kf—挖取每吨泥沙费用（2.00元）；Sf—重点公益林面积（8.897万hm2）；Gf—进入河道或水库泥沙占总泥沙流失量的比值（1/2）；Df—有林地比无林地减少的侵蚀量（36.85 t/hm2）。Vft=2.00×8.897×0.5×36.85=328万元。

②保肥效益。根据保肥效益所采用的公式：Vff=dfSfPliP2iP3i。式中 Vff—森林保肥效益；df—有林地比无林地减少的侵蚀量（36.85 t/hm2）；Sf—重点公益林面积（8.897万hm2）；Pli—森林土壤中N,P,K含量（N为0.37%,P为0.108%,K为2.239%）；P2i—纯N,P,K折算成化肥额比例（分别为79/14，506/62，174/78）；P3i—各类化肥在当地销售价（N 肥 1500元/t,P肥2000元/t,K肥2000元/t）。重点公益林每年固土保肥效益为36.85×88970×（0.37×79÷14×1500+0.108%×506÷62×2000+2.239%×174÷78×2000）÷10000=48797万元/a。

根据上述公式计算，得出重点公益林固土保肥效益每年为4.9亿元。

3.3 释氧效益

目前我国的森林资源档案只统计森林的蓄积量不统计生物量。森林生物量与蓄积量的比值平均是1.9，木材基本密度平均是0.45 t/m3,依据《1989—1993年全国森林资源统计》资料中东北三省森林蓄积量数据，并结合木材基本密度（0.45 t/m3），植物通过光合作用每产生1 t物质，释O2量平均为1.41 t等指标，推算出舒兰市重点公益林年释放O2量。根据吉林省重点公益林二类调查提供的数据，重点公益林年净生长率2.94%，单位公顷蓄积91.5 m3，则舒兰市区重点公益林年生长量为91.5×88970×2.49%÷10000=20万m3。重点公益林年释放O2为20×1.9×0.45=17万t。标准状况下O2的密度为1.43 kg/m3，即0.7m3/kg。17万t O2的总体积为11900万m3。工业制氧价格为0.71元/m3，则重点公益林年释O2效益为11900×0.71=8449万元。

3.4 森林减灾效益

舒兰市年平均降雨量在600 mm左右，在没有覆盖的情况下，最大洪峰量占全年径流12%，而有林地情况下，占全年径流7%，即每年由于森林作用，使5%的洪水滞留在森林中，若以洪水期每米排涝费0.05元计算，重点公益林防洪效益为133.4万元（0.6m×8.897万 hm2×10000×5/% ×0.05）。

森林覆盖率不同，降雨也有差异。根据经验公式计算表明，每年增加1%的森林覆盖率，可增加降水7.88 mm，有林地比无林地每公顷多降水4%，即每公顷有林地多降水360 mm。重点公益林地每年多降雨0.36×8.897=32029万m3，按抽水灌溉0.015元/m3计算，这些重点公益林减免旱灾效益为480万元，森林减灾总效益为613万元。

综上所述，舒兰市重点公益林除去固碳效益外，水源涵养、固土保肥、释放O2、森林减灾等生态效益经过测算，每年产生生态效益折合货币价值为59112万元。

[1]国家林业局.森林生态系统服务功能评估规范：中华人民共和国林业行业标准LY/T1721-2008[S].[EB/OL]（2009-12-01）[2009-04-25].http://www.forestry.gov.cn/sub/FstArticle.aspx？id=kjyj.246.

[2]何英.森林固碳估算方法综述[J].世界林业研究，2005，18（1）：22.

[3]刘建华，吴维群，李福强.吉林省实施中央财政森林生态效益补偿综合效益评价[J].吉林科技，2008，37（3）：40-43.