湖南省森林碳储量及其经济价值测算研究

（湖南农业大学 商学院，湖南 长沙 410128）

森林作为陆地生态系统的主体，是陆地上最重要的储碳库[1]。据测算，森林生态系统储存了陆地生态系统76%～98%的有机碳[2]。森林碳汇入市交易是解决森林生态效益外部性和应对全球气候变暖的有效途径之一，而前提是较为准确地测量和估算森林碳储量及其经济价值。目前，森林碳储量及其经济价值测算已经成为学术界研究的热点。这些研究分别从全球尺度、国家尺度和中小区域（省级、县级等）尺度，对森林碳储量及其经济价值展开测量与估算研究。就中国而言，幅员辽阔，南北纬度跨越范围大，地形复杂，植被类型多样，区域广泛性与复杂性增加了提高测算精度的难度[2]。因此，对中国森林碳储量及其经济价值的测算，较为优化的方法选择，是立足于中小区域尺度分别测算，再进行加总评估。在实证研究中，学者们已经分别利用区域林业清查资料对河南、北京、云南、陕西、江苏、宁夏、重庆等省（市、自治区）的森林碳储量与经济价值进行了估算，为中小区域尺度的森林碳汇经营管理与入市交易提供了数据支撑与决策参考[2-8]。就湖南省而言，目前已有学者对湖南省的森林碳储量和经济价值测算展开研究[9-12]，但是距今时间较为久远，对目前实践的指导意义已经不大。因此，本研究拟在前人研究基础上，运用新近的林业调查与统计数据，采用学术界业已形成的权威方法，测算湖南省的森林碳储量及其经济价值，以期为湖南省区域碳汇经营管理、市场构建与交易等提供客体数据支撑。

1 研究区域概况

湖南是中国中南部的内陆省，位于长江中游的荆江河段南岸。经度为 E108°47′～ 114°15′，纬度为 N24°39′～ 30°08′。土地总面积约为 2.118 29×107hm2，其中51.20%为山地，13.90%为盆地，13.10%为平原，15.40%为丘陵。湖南省的气候类型为大陆性中亚热带季风湿润气候，光、热、水资源丰富且高值同步，促使林木生长迅速，天然更新能力强。由于特殊的地理概况和优越的自然条件，湖南森林资源丰富。根据《湖南省森林资源统计年报》（2014），湖南全省林业用地面积已达1.299 89×107hm2，占土地总面积的61.40%；有林地面积1.090 30×107hm2；森林覆盖率为59.57%，其中有林地覆盖率为51.46%，国家特别规定灌木林覆盖率为3.72%，其它灌木林覆盖率为1.79%，林网四旁树覆盖率为2.60%；活立木总蓄积量为4.841 000×108m3。

2 研究方法与数据来源

2.1 研究方法

2.1.1 森林碳储量计算方法

本研究采用生物量清单法计算湖南省的森林碳储量。该方法是将生态学调查资料与森林清查中的森林蓄积量结合起来，根据不同树种的蓄积量、树干密度、平均含碳率和树干生物量占乔木层生物量的比率，来计算森林碳储量。该方法由于考虑了不同树种的树干密度差异和平均含碳率差异，计量精度被显著提高，目前已被学术界广泛应用，是常用的森林碳储量计算方法。由于数据限制，本研究计算的森林碳储量是指乔木层的碳储量，并不包括林下层、灌木层、草本植物、凋落物和地下土壤层的碳储量。生物量清单法计算碳储量大致包括两个步骤，第一步计算生物量，第二步计算碳储量。生物量的计算公式如下：

式（1）中，Bi为第i种森林类型（树种）的生物量，Vi为第i种森林类型（树种）的蓄积量，Di是第i种森林类型（树种）的平均树干密度，r是树干生物量占乔木层生物量的比率（取常数值51.83%）。

第二步计算碳储量，公式如下：

式（2）中，Ri为第i种森林类型（树种）的碳储量，Ci为第i种森林类型（树种）的平均含碳率，TC为碳元素分子量在二氧化碳分子量中的比例（取常数值3/11）。

2.1.2 森林固碳经济价值测算方法

森林碳储量经济价值测算参数主要是指固碳单价，其计算方法较多。由于各国价值观念、经济水平和研究假设的不同，其统计方法或模型得出的结果差别很大。目前较常用的计算固碳经济价值的方法有两种，一种是造林成本法，它是根据所造林分吸收大气中的二氧化碳与造林的费用之间的关系来推算森林固定二氧化碳的经济价值；另一种是碳税率法，环境经济学家们使用瑞典的碳税率。为了得到比较准确的森林固碳经济价值，本研究同时采用中国造林成本法和碳税率法进行计算，将两种方法计算结果进行算术平均，以期得到比较合理的固碳经济价值。中国造林成本法采用251.40、260.90、273.30、305.00（单位：元/吨） 4个单价价位分别计算；碳税率法采用国际上通用的瑞典碳税率，即150美元/吨（折合人民币929.66元/吨）进行计算。

2.2 数据来源

本研究原始数据来源于研究时区内（2011～2014）的《中国林业统计年鉴》、《湖南林业统计年鉴》、《湖南省森林资源统计年报》以及相关研究报告。

3 结果与分析

3.1 湖南省森林优势树种的碳储量及其变化趋势

从表2和图1 数据可知，湖南省2014年森林优势树种的总碳储量为7.015 849×108t，2011～2014四年平均总碳储量为6.343 941×108t，总碳储量呈现连续上升趋势。在优势树种中，马尾松、阔叶树和杉木的四年平均碳储量较高，分别为1.989 098×108t、1.984 715×108t 和 1.918 598×108t，各占优势树种碳储量的31.35%、31.29%和30.24%，分列前三位；三杉和桉树的四年平均碳储量较低，仅为7.695×105 t和2.292 3×106 t，占比均不到1%。从图1 可知，湖南省优势树种储碳能力分化非常严重，马尾松与三杉的4年平均储碳量差值已达1.981 403×108 t之多，占比相差30.99%。从碳储量增幅来看，桉树增幅最大，2014年在2011年基础上增幅达122.83%；马尾松的增幅较小，仅为0.16%；三杉出现了负增长（-20.00%）。

表 1 2011～2014年湖南省优势树种的活立木蓄积量、树干密度和平均含碳率†Table 1 Live stumpage, trunk density and average carbon rate of advantage species in Hunan province from 2011 to 2014

表2 2011～2014年湖南省优势树种的碳储量Table 2 Carbon reserves of dominant tree species in Hunan province from 2011 to 2014 (unit:×104 t)

图1 2011～2014年湖南省优势树种的碳储量变化趋势Fig.1 Carbon reserves change trends of dominant tree species in Hunan province from 2011 to 2014(unit:×104 t)

3.2 湖南省用材林不同龄级森林的碳储量及其变化趋势

从表3和图2数据可知，湖南省2014年用材林总碳储量为3.386 682×108t，2011～2014四年平均总碳储量为3.154 187×108t，总碳储量呈现连续上升趋势。其中，碳储量较高的是近熟林、中龄林和成熟林，四年的碳储量均值分别为1.098 500×108t、9.186 69×107t和 7.429 53×107t，占比分别为34.83%、29.13%和23.55%；幼龄林和过熟林的碳储量较低，四年的碳储量均值分别为1.348 91×107t和2.591 75×107t，占比仅分别为4.28%和8.22%。从碳储量的变化趋势来看，各龄级森林的碳储量均基本呈波动上升趋势。从碳储量增幅来看，幼龄林增幅最大，2014年在2011年基础上增幅达48.76%，说明湖南省森林碳储量的潜力巨大；增幅较小的是中龄林和近熟林，仅为5.20%和5.35%。

3.3 湖南省各市州森林碳储量及其变化趋势

从表4和图3可知，湖南省森林碳储量较高（占比在10%以上）的市州为怀化市、邵阳市、永州市和郴州市，4年平均碳储量分别为1.038 792×108t、8.974 99×107t、7.169 12×107t和 6.621 33 ×107t，占比分别为16.37%、14.15%、11.30%和10.44%。森林碳储量较低（占比在5%以下）的市州为湘潭市、娄底市、衡阳市、岳阳市和株洲市，四年平均碳储量分别为 1.259 95×107t、1.803 86×107t、2.013 80×108t、2.415 64×108t和 2.868 13×108t，占比分别为1.99%、2.84%、3.17%、3.81%和4.52%。从碳储量的变化趋势来看，各市州的森林碳储量均呈波动上升趋势。其中，增幅较大的市州为常德市、衡阳市和湘西自治州，2014年较2011年增幅分别达40.54%、31.30%和30.58%；增幅较小的市州为邵阳市（9.33%）。

表 3 2011～2014年湖南省用材林不同龄级森林的碳储量（单位：104 t）Table 3 Carbon reserves of each age class timber forests in Hunan province from 2011 to 2014 (unit:104 t)

图2 2011～2014年湖南省用材林不同龄级森林的碳储量变化趋势Fig.2 Carbon reserves change trends of each age class timber forests in Hunan province from 2011 to 2014(unit:104 t)

表 4 2011～2014年湖南省各市州森林碳储量Table 4 Forest carbon reserves of each state and city in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 104 t)

3.4 湖南省森林优势树种碳储量平均经济价值及其变化趋势

从表5 和图4数据可知，到2014年湖南省优势树种固碳平均经济价值已达2 834.77亿元；固碳经济价值较高的前3种优势树种为阔叶树、杉木和马尾松，其经济价值分别为1 041.98亿元、795.71亿元和795.46亿元；三杉的固碳经济价值较低，仅有2.75亿元。从图4可知，各优势树种固碳经济价值的两极分化非常严重，杉木、马尾松和阔叶树的固碳经济价值远高于柏树、国外松、杨树、桉树和三杉的固碳经济价值。从变化趋势来看，各优势树种固碳经济价值均基本呈现波动向上变化趋势，阔叶树2014年的上升幅度尤其明显，突破了千亿元大关，达到1 041.98亿元。

图3 2011～2014年湖南省各市州森林碳储量变化趋势Fig.3 Forest carbon reserves change trends of each state and city in Hunan province 2011～2014 (unit: 104 t)

表 4 2011～2014年湖南省优势树种的碳储量平均经济价值†Table 4 Average economic values of carbon reserves of advantage tree species in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 108 yuan)

3.5 湖南省用材林不同龄级森林碳储量平均经济价值及其变化趋势

从表6 和图5数据可知，到2014年湖南省用材林各龄级森林碳储量平均经济价值已达1 368.40亿元。其中，近熟林的固碳经济价值最高，为453.39亿元；幼龄林的固碳经济价值最低，为66.13亿元。从变化趋势来看，各不同龄级森林碳储量平均经济价值均基本呈波动向上变化趋势。

3.6 湖南省各市州森林碳储量平均经济价值及其变化趋势

图4 2011～2014年湖南省优势树种碳汇储量平均经济价值变化趋势Fig. 4 Change trends of average economic values of carbonreserves of advantage tree species in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 108 yuan)

表 5 2011～2014年湖南省用材林不同龄级森林的碳储量平均经济价值Table 5 Average economic values of carbon reserves of each age class timber forests in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 108 yuan)

图5 2011～2014年湖南省用材林不同龄级森林的碳储量平均经济价值变化趋势Fig.5 Change trends of average economic values of carbon reserves of each age class timber forests in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 108 yuan)

从表7和图6数据可知，到2014年湖南省各市州森林碳储量平均经济价值已达2 834.77亿元。其中，怀化市的平均经济价值最高，已达446.65亿元；湘潭市的平均经济价值最低，仅为54.93亿元；各市州森林碳储量平均经济价值差异明显。从变化趋势来看，各市州森林碳储量平均经济价值均呈波动向上变化趋势。

表 6 2011～2014年湖南省各市州森林碳储量平均经济价值Table 6 Average economic values of forest carbon reserves of each state and city in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 108 yuan)

图6 2011～2014年湖南省各市州森林碳储量平均经济价值变化趋势Fig. 6 Change trends of average economic values of forest carbon reserves of each state and city in Hunan province from 2011 to 2014(unit: 108 yuan)

4 研究结论与政策建议

4.1 研究结论

通过测算分析，湖南省的森林碳储量巨大，到2014年全省森林优势树种总碳储量已达到7.015 849×108t，但分布不均衡。不同优势树种、不同龄级、不同市州的森林碳储量差异明显，由此导致森林碳储量经济价值在不同优势树种、不同龄级和不同市州之间也存在明显差异。在不同优势树种中，马尾松的碳储量及其经济价值最大；在不同龄级的森林类型中，近熟林的碳储量及其经济价值最大；在各市州中，怀化市的森林碳储量及其经济价值最大。

4.2 政策建议

针对以上研究结论，提出如下增加湖南森林碳储量及其经济价值的政策建议：（1）努力增加森林固碳总量。保护和发展森林资源，建立稳定的森林生态系统，增强森林固碳功能，充分发挥森林的间接减排作用，积极有效应对全球气候变化。加强林业减排增汇的技术潜力开发与成本效益分析，以及森林生态系统对气候的适应性研究。积极推进碳汇林建设，在生态区位重要和生态环境脆弱地区，选择符合碳汇造林条件的地块实施碳汇造林，增加森林面积，增强森林固碳增汇功能。（2）促进森林碳汇均衡发展。尤其是不同市州森林碳汇的均衡发展。各市州要建立森林碳汇工作联动机制，相互学习先进的碳汇造林技术和经营管理经验，促进全省森林碳汇均衡发展。

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