西藏自治区人工林碳储量估算

刘金山，张万林，杨传金，黄 哲

(国家林业局中南林业调查规划设计院， 长沙 410014)

西藏自治区人工林碳储量估算

刘金山，张万林，杨传金，黄 哲

(国家林业局中南林业调查规划设计院， 长沙 410014)

科学估算人工林碳储量是了解人工造林固碳功能的基础。我国人工林龄组成以幼龄林、中龄林为主，其中胸径小于5cm的幼树占一定的比例。林业上对胸径小于5cm的乔木不计算其蓄积量，因此在应用生物量—蓄积转换模型估算人工林碳储量时会导致估计值小于真实值。以西藏自治区人工林为例，通过建立单位面积蓄积—林龄的相关关系，提出了解决胸径不足5cm的乔木碳储量估算的方法，进而估算了人工林植被碳储量。

人工造林；碳库；胸径；西藏

引言

森林作为陆地生态系统的主体，是最主要的生物量和生产力的贡献者，相应的也是碳库和碳汇的重要组成部分。通过增加森林面积和蓄积，减少森林损耗可以实现森林的碳汇功能。《京都议定书》规定中允许将通过造林、再造林和减少毁林等活动获得的碳汇用于部分抵消工业和能源部门的温室气体减排，并规定了可通过包括林业活动在内的项目活动获得的碳汇来抵消减限排额度。近年来，我国大力发展植树造林，推进国土绿化工作，人工林植被生长产生了大量的森林碳汇。第二次至第五次森林资源连续清查期间，森林生态系统总碳汇为0.37Pg(1Pg=10亿t)，其中人工林固定了0.39Pg 的碳，而天然林作为碳源释放了0.02Pg 的碳[1]。可以看出，发展人工造林，增加森林碳汇，对于抵消工业二氧化碳排放，提升我国对温室气体减排负责任的大国形象和参与国际气候谈判提供有力的帮助。近年来，西藏自治区克服了冬春低温干旱、夏秋干热洪涝等恶劣的自然条件和地质灾害的影响，大力发展人工林资源，人工造林面积逐年增加，为维护生态安全、巩固生态屏障和增加森林碳库做出了不懈的努力。

1 碳库估算方法

利用西藏自治区人工林资源调查成果资料[2]中乔木林各小班优势树种、面积、林龄和蓄积数据，通过分析主要人工林树种单位面积蓄积量与林龄的关系，探寻蓄积量变化规律，进而估算林木蓄积。参考全国人工林生物量—蓄积量模型[3]及各树种含碳率[4]，估算人工林碳库大小。

2 人工林单位面积蓄积—林龄模型

统计西藏人工乔木林各优势树种(组)所占面积比例，杨树类占51.24%，柳树类占27.29%，云冷杉类占11.77%，阔叶混占2.49%。通过对西藏人工林资源调查数据按优势树种(组)进行整理，对不同树种进行单位面积蓄积—林龄建模，结果见表1。表中可以看出，占人工林面积比例较大的北京杨、藏川杨、新疆杨、竹柳、云杉、阔叶混，其林龄和单位面积蓄积相关性均为极显著相关，表明林龄是影响西藏人工林单位面积蓄积的重要因素，通过林龄及小班面积可以估计小班蓄积。

表1 西藏人工林单位面积蓄积—林龄拟合方程优势树种公 式北京杨y=784.8/(1+100.7×exp(-0.11x));r=0.85,n=931,P<0.001藏川杨y=379.28/(1+152.82×exp(-0.13x));r=0.73,n=436,P<0.001新疆杨y=24.9/(1+309.4×exp(-1.00x));r=0.39,n=206,P<0.001竹柳y=36.65/(1+8.94×exp(-0.20x));r=0.73,n=99,P<0.001云杉y=99.3/(1+413233×exp(-0.70x));r=0.94,n=23,P<0.001阔叶混y=39.4/(1+22.2×exp(-0.297x));r=0.68,n=47,P<0.001 注:x为林龄/n,y为单位面积蓄积/(m3/hm2),r为相关系数,n为样本数。

3 人工林碳储量

人工林生物量估算与森林生物量估算一样，需要建立生物量—蓄积量拟合关系。李克让等[3]使用材积源生物量法，基于搜集整理的1209个人工林样地实测生物量、蓄积量数据，通过统计回归分析建立我国人工林分森林类型、分龄组的生物量—蓄积量线性拟合方程。利用西藏自治区人工林资源调查数据，结合生物量—蓄积量线性拟合方程，就可以推算出西藏人工林生物量大小，根据各树种含碳率进而推算碳储量。

人工林碳储量计算公式为：

式中，Ct为人工林总碳储量；Sij、tij和Cij%分别为某一树种某一小班的面积、林龄和含碳率；m为树种个数；n为某树种小班个数；a，b，c，d和k为常数。

3.1 单位面积蓄积—林龄拟合方程的适用性验证

根据表1给出的不同树种拟合方程，对林木平均胸径大于5cm的小班进行单位面积蓄积估计，结合小班面积推算小班蓄积。使用生物量—蓄积量拟合方程，分别对根据林龄推算的小班蓄积和实测小班蓄积进行统计计算。结果表明，使用实测小班蓄积推算的人工林植被碳储量为487960t。而使用按林龄估算蓄积法推算的人工林植被碳储量为465970t，比实测小班蓄积推算的碳储量低4.5%，表明林龄估算法可以用来估计西藏自治区地区尺度上的人工林蓄积。

3.2 胸径小于5cm幼树碳储量

在估算该部分碳库时，由于人工林中部分地块为未成林造林地，对于将来能成林的部分假定其生长正常，符合表1给出的生长模型；将来不能成林的部分忽略植被的蓄积和碳储量。根据西藏自治区人工林资源调查报告，西藏人工造林成林率为51.15%。因此在计算人工林蓄积和碳储量时，未成林造林地的51.15%假定生长良好，按照表1给出的蓄积量—林龄模型及李克让等[3]建立的生物量—蓄积量模型分别估算蓄积和生物量；另外48.85%的造林地因未能成林，蓄积量和生物量忽略不计。经计算，胸径小于5cm幼树碳储量为86.73万t。

3.3 人工林碳库分树种、分龄级分布

利用西藏自治区人工乔木林各树种面积蓄积，结合人工林生物量—蓄积转换模型，推算西藏全区人工林主要优势树种碳储量见表2。截至2010年，西藏人工林碳储量为133.33万t。

表2 人工林分树种、分龄级碳库主要优势树种碳储量/t合计未成林幼龄林中龄林近熟林成熟林过熟林北京杨13105727368195614047397501895814947藏川杨92277632218126807959242671227114新疆杨2832265240755496977606673589551873竹柳1312162017817561902069527117533177云杉38376924720011203024539———阔叶混502142438351251127049744239223

4 展望

由于西藏自治区近年来大力发展人工林，低林龄和低胸径幼树占了较大比例，而在目前的森林资源连续清查体系中胸径达不到5cm的幼树不予检尺，因此无法计算蓄积及生物量。本文尝试利用蓄积量—林龄模型对胸径小于5cm幼树的蓄积进行估算，进而推算该部分生物量和碳储量。由于条件限制，在建模过程中所利用的样木蓄积数据均为胸径>5cm的数据，因此使用该模型估算的人工林生物量比真实生物量偏低。在研究森林生物量的工作中为全面估算整个生态系统的植被生物量，可以通过对胸径分布模型[5]的研究探讨样地内胸径<5cm的样木其胸径分布结构、分布概率概算该部分蓄积从而对样地蓄积(原蓄积为胸径>5cm样木蓄积累加)进行校正，进而建立更合理的生物量—林龄模型。

[1] Fang J Y，Chen A P，Peng C H，et a1．Changes in forests biomass carbon storage in China between 1949 and 1998[J]．Science，2001，292 :2320-2322．

[2] 西藏自治区林业局.西藏自治区人工林资源调查报告[R].2010.

[3] 李克让，黄玫，陶波，等. 中国陆地生态系统过程及对全球变化响应与适应的模拟研究[M].北京: 气象出版社, 2009.

[4] 李海奎，雷渊才. 中国森林植被生物量和碳储量评估[M].北京:中国林业出版社，2010: 60.

[5] 曾伟生，廖志云. 西藏天然林直径分布模型及其应用研究[J].中南林业调查规划，2008，27(3):4-7.

PlantationCarbonPoolEstimationofTibetAutonomousRegion

LIU Jinshan,ZHANG Wanlin,YANG Chuanjin,HUANG Zhe

(Central South Forest Inventory and Planning Institute of State Forestry Administration, Changsha 410014,Hunan,China)

Scientific estimation of plantation carbon stocks is the basis of understanding carbon sequestration function of afforestation.The most of plantation in China were young and middle-aged forest,there were a certain proportion of those saplings with the diameter at breast height of 5 minus cm in the total afforestation. Cerrently we don't calculated accumulation on those trees with DBH less than 5cm in forestry, thus it will cause the estimated value less than the true value in the application of biomass-accumulation convert models to estimate the plantation carbon stocks. Plantation of the tibet autonomous region, for example, through establishment of the relationship between unit stock volume and forest age, trees with DBH less than 5cm carbon stock estimation method was put forward, so as to estimate the plantation vegetation carbon stocks,.

afforestation;carbon pool;DBH;Tibet

2013-01-07

刘金山(1986-)，男，山东烟台人，硕士，从事森林资源监测、林业碳汇计量监测等工作。

S718.55

B

1003-6075(2013)01-0042-03