河南森林碳储量及发展趋势

文/刘一鸣

河南森林碳储量及发展趋势

文/刘一鸣

依据“京都议定书”、“巴厘路线图”等国际协议，通过林业碳汇措施减少大气中二氧化碳浓度已成为国际公认的缓解气候变暖的有效途径。通过碳汇来实现对二氧化碳等温室气体的吸收与固定，不仅可以达到间接减排的效果，而且操作成本低、效益好、易施行，是目前应对气候变暖最经济、最现实、最有效的手段。森林在生长过程中，通过光合作用将叶子吸收的二氧化碳和根部输送上来的水分转化为糖和氧气，二氧化碳就以有机物的形式存储在森林的树干、树叶、树枝、树根和森林土壤里，从而减少大气中二氧化碳的浓度，减缓温室效应，这一过程成为森林碳汇。

大规模的植树造林不仅保护和改善了我国的生态环境，也为全球减缓气候变暖作出了巨大贡献。

森林碳储量与全球气候变化

森林在生产过程中，利用28.3 KJ的太阳能，吸收264 g二氧化碳和108 g水，产生180 g葡萄糖和192 g氧气，再将180g葡萄糖转化为162 g多糖（纤维素或淀粉）。所以森林每产生162 g有机物需要吸收264 g二氧化碳，即林木每形成1吨干物质将吸收1.63吨二氧化碳。据估计，地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物，这远远超过了地球上每年工业产品的总产量，所以绿色植物常被形象地称为“绿色工厂”。如果森林采伐或毁林的生物量损失超过森林生长的生物量增加，则表现为碳排放源，反之则表现为碳吸收汇。随着我国重点林业生态工程的实施，植树造林取得了巨大成绩。据第六次全国森林资源清查，全国森林面积达到1.75亿公顷，森林覆盖率从20世纪90年代初期的13.92%提高到2008年的18.21%。同时，积极实施天然林保护、退耕还林还草、草原建设和管理、自然保护区建设等生态建设与保护政策，进一步增强了林业作为温室气体吸收汇的能力。我国作为造林大国，大规模的植树造林不仅保护和改善了我国的生态环境，也为全球减缓气候变暖作出了巨大贡献。

表 1 乔木林生物量生长碳吸收能力

表 2 散、四、疏生物量生长碳吸收能力

阔叶林是河南省森林碳汇的主要贡献者，其中杨树、栎类在河南省阔叶林乃至森林碳储量中占主导地位。

河南省森林碳储量变化与规律

河南省位于黄河中下游，地理坐标介于东经110°21-116°39，北纬31°23-36°22之间，全省土地总面积是167 000百公顷，其中林业用地是45 641百公顷，占27.33%，非林业用地是121 359百公顷，占72.67%。北部的太行山、西部的伏牛山及南部的桐柏山和大别山等山区是河南省森林资源的主要分布区，以天然阔叶林为主，平原地区主要是豫东黄淮海冲积平原和南阳盆地。河南省乔木森林以柏木、落叶松、油松、马尾松、杉木、栎类、阔叶混、硬阔类、杨树、泡桐十大树种为主。河南省处于我国南北方的交界处，林木生长方式既不像南方那样过于迅速，无法达到应有的固碳能力和时限，也不像北方那样过于缓慢，达到效益的周期过长。

从河南省林业活立木蓄积动态变化看，全省林木蓄积总生长量大于消耗量，林木资源数量呈现快速增长趋势。全省林木蓄积从1992年的11 748万立方米增加到2008年的18 051万立方米、2010年的19 888万立方米（外推法），增幅为40.9%。全省森林面积和森林蓄积快速增加，森林覆盖率稳步提高。

依据森林资源调查数据，即乔木林总蓄积量、各优势树种蓄积量、活立木蓄积量年生长率，通过实际采样测定各优势树种的基本木材密度和生物量转换系数，并计算河南省平均的基本木材密度和生物量转换系数，生物量含碳率取0.5，根据相关文献和省级温室气体清单编制指南，可以估算乔木林生物量生长碳吸收。散生木、四旁树、疏林的生长碳吸收估算方法同上，结果见下表1、表2。

由上述结果可知，从2005年到2010年，由于河南省森林总生长率大于消耗率，乔木林生物量生长碳吸收从619.19万吨碳增加到964.88万吨碳，而散生木、四旁树、疏林的生长碳吸收变化不大。据统计，河南省现有的实际生物量碳贮量大约是10 061.31万吨碳，根据2010年河南省森林面积，计算出平均碳密度为29.95吨碳/公顷，小于全国的平均值（42.82吨碳/公顷）。由于树木碳储量密度一般随着树木的龄级的增加而增大，即随着幼龄林、中龄林、近熟林的不断生长，其碳密度会不断增加，到过熟林碳密度达到最大。若以2010年的森林各优势树种、各龄组蓄积及各龄组年均生长率为基础，将各龄组的平均年龄作为起始点，可以估算森林碳储量的潜力，数值大约是目前碳储量的20倍，即碳储量的潜力高达201 226万吨。这说明如果我们能保护森林在成长过程中不受任何自然及人为的破坏，森林资源具有巨大的固碳潜力。根据2003年、2008年的森林资源的清查和外推，河南省森林的蓄积量以每年900万m3的速度递增，若能保持这种速度，则总的碳储量每年以414-464万吨碳的速度增加。

河南省森林碳储量发展对策建议

河南乔木林可分为针叶林和阔叶林两大类。针叶林包括马尾松、油松、落叶松、柏木、杉木5种，其面积是3 155百公顷，占全省总面积的9.2%，碳储量为591万吨，占总碳储量的7.7%；阔叶林包括杨树、栎类、阔叶混、硬阔类、泡桐5种，其面积是28 160百公顷，占全省总面积的81.7%，碳储量为7 042万吨，占总碳储量的92.2%。可见，阔叶林是河南省森林碳汇的主要贡献者，其中杨树、栎类在河南省阔叶林乃至森林碳储量中占主导地位。

森林的碳储量与森林中树木的龄组密切相关。在森林发展的整个演替的过程中，可以把森林的碳动态分为4个阶段：碳积累速率较低的初始阶段、碳积累速率较高的阶段、碳积累速率下降的成熟阶段和碳分解到土壤的森林死亡阶段。河南省现有森林中幼龄林、中龄林占绝大多数，它们的面积占总面积的89.9%，其碳储量占全省碳储量的80%；成熟林面积占10.1%，碳储量占全省碳储量的20%，与其所占的面积相比，成熟林的碳储量明显高于幼、中龄林。由于幼、中龄林的碳密度远低于成熟林的碳密度，可见幼、中龄林的面积所占比例高是导致河南森林碳储量、碳密度低于全国平均值的主要原因。随着幼龄林、中龄林的不断生长、成熟，会存储更多的二氧化碳，具有巨大的潜力。

通过森林管理措施增加森林生长量和碳密度，使森林体现出碳汇功能是新形势下对森林管理提出的新要求。通过延长森林的采伐作业周期，加强森林资源的抚育间伐管理，使森林具有合理的林分密度，促进森林生长，也可以增加森林的实际生物量和碳储量。加强林产品的循环再利用，延长各种木制品的使用寿命，从而减少对森林采伐的需求，也可间接增加森林的碳吸收，延缓空气中CO2浓度的升高。森林病虫害常被称为“无烟的森林火灾”，一旦发生并蔓延，损失是惨重的。可根据经验，调整森林结构，提高森林质量，多树种合理配置，优化树种结构，提高森林自身抵御自然灾害的能力。另外，由于河南省特殊的地理环境，冬春两季森林火险较高，所以应加强森林火灾管理，以提高对各种自然和人为干扰的预测、预报能力，减少对森林的破坏，避免造成损失。

（作者单位：河南省实验中学分校）