广东三岭山森林公园主要人工林碳汇功能及其经济价值评价

李碧霞，区余端

(广东海洋大学农学院，广东 湛江 524088)

广东三岭山森林公园主要人工林碳汇功能及其经济价值评价

李碧霞，区余端＊

(广东海洋大学农学院，广东 湛江 524088)

本文以广东三岭山森林公园的马尾松、尾叶桉、大叶相思人工林为研究对象，研究对比它们的碳储量和碳汇经济价值，为评价广东的3个优势造林树种的碳汇能力及为广东的造林选择提供依据。结果表明：3种人工林树种单位碳储量由大到小排列次序为：尾叶桉(166.89 t·hm-2)＞大叶相思(128.72 t·hm-2)＞马尾松(70.12 t·hm-2)。3种人工林平均碳汇经济价值按大小排列次序为：尾叶桉(45 611.04 元·hm-2)＞大叶相思(35 179.18 元·hm-2)＞马尾松(19 163.80 元·hm-2)。尾叶桉是这3种人工林中碳储量的主要部分，对广东三岭森林公园发挥着巨大的碳汇功能并具有强大的碳汇经济价值。因此，可以考虑在广东省碳汇造林时选择尾叶桉种植。

人工林；碳储量；碳汇经济价值

2009年底在哥本哈根大会上，中国政府向世界做出了到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40% ～ 50%的郑重承诺，并作为约束性指标纳入了国民经济和社会发展的中长期规划[1]。因此，如何做好“节能减排”工作不仅是我国主要研究问题，也是目前各国集中研究的焦点问题之一[2]。有关资料表明，森林面积虽然只占陆地总面积的 1/3，但森林植被区的碳储量几乎占到了陆地碳库总量的2/3[3]，因而其在调节全球碳平衡、减少日益加剧的温室效应和维持气候系统的稳定中起到至关重要的作用。

由徐新良等[4]的中国森林生态系统植被碳储量时空动态变化研究结果表明：“20世纪80年代以来，我国森林植被一直起着明显的CO2碳汇作用，从碳密度的变化可见中国森林植被的碳汇功能主要来自于人工林的贡献。”并且由于人工林固碳投资少、代价低、综合效益大，具有很强的经济可行性和现实操作性，因此，人工林被认为是用来提高森林覆盖率，实施碳减排计划最主要的媒介之一，也是清洁发展机制(Clean Development Mechanism，CDM)中增强陆地碳汇功能最主要的途径之一[5-6]。我国人工林面积5.3 × 107hm2，居世界第一[7]，其在节能减排中发挥着重要作用，大力发展人工林将成为今后改善我国生态环境并实现可持续发展的重要工作之一。

人工林碳汇研究的重点之一是了解人工林碳汇功能的形成机制和调控技术，进一步加强人工林生态系统的经营管理措施来增强人工林生态系统的碳汇功能[8]。另一方面，国内学者对森林碳汇的计量方法做了大量的研究，但是专门针对人工林的碳汇计量方法的研究却不够[9-11]。对人工林进行碳汇估计采用森林碳汇的计量方法，最普遍的就是通过测量生物量或测量蓄积量，然后推算出碳储量[12-14]。

尾叶桉(Eucalyptus urophylla)、马尾松(Pinus massoiana)、大叶相思(Acacia auriculiformis)是广东的几个优势造林树种。至今没有较好地对该3个优势造林树种进行碳汇能力的对比研究。本文比较了广东3个优势造林树种的碳汇能力及其经济价值，以期为广东的造林选择提供参考，使有限土地面积上的林分发挥最大的碳汇功能和经济效益。

1 试验地概况

广东三岭山森林公园处于湛江市霞山区西南部3.5 km。地理位置为东经110°17′30″ ～ 110°21′42″，北纬21°8′15″ ～ 21°11′21″。地形属中低丘，西北高，东南低，地势自西北向东南倾斜。公园气候属北热带海洋性季风气候，春秋短，炎夏漫长，冬季则温和宜人，偶有霜冻，阳光充足，四季常青，夏秋台风暴雨较多，冬春时有干旱。根据气象部门统计，年平均气温22.7 ～ 23.3℃，最高月(7月)平均气温28.4 ～ 28.9℃，极端高温37.4 ～ 38.8℃，最低月(1月)平均气温14.9 ～ 16.3℃，极端低温−1.4℃，由于公园处于低纬度地区，日照较强，年日照时数在1 900 h以上。每年5—9月为雨季，年降雨量1 417～ 1 802 mm，雨量充沛，降水强度大，夏秋常有阵雨，冬春雨较少。年蒸发量较大，年平均蒸发量1 803.6 mm，年均相对湿度82% ～ 84%。园内土壤主要为砖红壤和砂砾土，成土母岩为花岗岩、砂页岩，土层中厚，含沙量较大，有机质含量1.5%[15]。

公园总面积1 641.9 hm2，其中旅游区有林地面积511.1 hm2，均为人工林，多为中幼林地，以窿缘桉(E. exserta)、尾叶桉、马尾松、湿地松(P. elliottii)、大叶相思、加勒比松(P. caribaea)为主[15]。

2 研究方法

2.1 样地调查

2012年7月初，在广东三岭山森林公园对8年生尾叶桉、马尾松、大叶相思3种人工林生长情况进行样地调查，在各人工林里选取具代表性的地段，各设置5个10 m × 10 m的样方，共15个样方。在各样方地内进行每木调查。

2.2 蓄积量计算

本文采用广东省林业调查规划院(2006年)提供的二元立木材积式[16]来求算各林分蓄积量，其中，

马尾松二元立木材积式为：

尾叶桉二元立木材积式为：

大叶相思二元立木材积式为：

式中：V为单株蓄积量(m3)；D为乔木胸径(cm)；H为树高(m)。

2.3 生物量计算

本文的3种人工林的生物量估算利用刘国华等[3]所建立的各个林分分布生物量与蓄积量之间回归关系，计算出相应林分生物量。本文中人工林的碳储量仅指林木的活生物量，并未包括人工林生态系统中的枯死木、草本层、枯枝落叶层等的碳库，因为人工林里的枯死木、草本植物和枯枝落叶都会定期清理。

尾叶桉生物量(B)−蓄积(V)回归方程：

马尾松生物量(B)−蓄积(V)回归方程：

大叶相思生物量(B)−蓄积(V)回归方程：

式中，B为林分平均生物量(t·hm-2)，V为林分平均蓄积量(m3·hm-2)。

2.4 碳储量计算

蓄积量或生物量估算的林分碳储量公式较多[17]，本文主要运用以下生物量—碳储量公式进行林分碳储量估算：

式中：Tc为森林碳储量；Bt为森林植被的总生物量；Cc为单位生物量的C含量值(即生物量与碳转换系数)，取0.5。

目前较常用的计算固定 CO2价值的方法有两种，即造林成本法和碳税率法。本文采用造林成本法，选取和本文较具相关性的273.30元·t-1(碳)作为碳汇单价[18]，对各林分的碳汇经济价值进行对比分析。

2.6 数据处理

本文使用Statistica 7.0、Excel 2007进行数据分析。

3 结果与分析

3.1 3种人工林的胸径、树高分析

由表1可知，广东三岭山森林公园3种人工林中马尾松胸径的标准差最小，说明其集中趋势最大，而大叶相思的胸径标准差最大，说明其偏散程度最大。3种人工林的胸径和树高集中趋势依次为：马尾松＞尾叶桉＞大叶相思与尾叶桉＞马尾松＞大叶相思。

表1 不同林分的胸径与树高及标准差

由图1可看出3种树种中，马尾松和尾叶桉的中位数线相当接近，说明马尾松和尾叶桉的中位数相近，但是，尾叶桉的方箱长度相对较短，表示该树种的胸径较均一，马尾松的方箱长度最长，这表示该树种的主体胸径不集中，大叶相思的方箱长度最短，表示该树种主体胸径最均一，但出现较多异常值。方差检验结果显示P＞0.05，说明不同林分胸径差异没有达到显著水平。

老邓为了慎重起见，最后把卸货的米九，措姆和登子都喊了过来。这三人一头雾水，大家都觉得太多余了，这些人除了把货物背到仓库里外，什么都不可能干，也什么都干不了，因为他们的整个卸货过程有甲洛洛和丁主任监督，而且还不能带任何有包的东西进出仓库。

由图2可知尾叶桉的树高明显高于其他2个树种，说明尾叶桉树高具有明显优势，马尾松树高与大叶相思树高相近，但马尾松树高主体相对较分散，而大叶相思出现个别异常值，说明其树高总体不稳定。方差分析结果显示不同林分树高差异极显著(P＜0.01)。

3.2 3种人工林的蓄积量比较

通过二元立木材积式分别计算3种林分的蓄积量。由图3可知，广东三岭山森林公园3种人工林的单位蓄积量排序为：尾叶桉(414.10 m3·hm-2)＞大叶相思(266.09 m3·hm-2)＞马尾松 (207.10 m3·hm-2)，其中，尾叶桉人工林蓄积量最大，这除了与其胸径树高有关之外，还与其保存率有关，尾叶桉单位面积平均立木数稍低于大叶相思，明显高于马尾松。通过单因素方差分析得知同一立地条件、气候条件的广东三岭山森林公园3种人工林的蓄积量有显著性差异(P＜0.05)，除了保存率之外，不同林分生长周期差异，林分生长特征差异都可能是导致蓄积量差异的原因。

3.3 3种人工林的生物量比较

通过生物量―蓄积量回归方程分别计算出3种林分的生物量。由图3可知，广东三岭山森林公园3种人工林的单位生物量按大小排列次序为：尾叶桉(333.78 t·hm-2)＞大叶相思(257.44 t·hm-2)＞马尾松(140.23 t·hm-2)，这个生物量排序基本反映了3种林分的特点，尾叶桉生长速度相对较快，而且种植密度相对较大，所以生物量有一定优势，马尾松的生物量最小，这与马尾松的保存率不高有一定关系。

3.4 3种人工林的碳储量比较

通过生物量―碳储量公式计算出的 3种林分单位碳储量由大到小排列次序为(表 2)：尾叶桉(166.89 t·hm-2)＞大叶相思(128.72 t·hm-2)＞马尾松(70.12 t·hm-2)。林分碳储量的大小与林分生物量的大小有直接关系。尾叶桉的碳储量达到 166.89 t·hm-2，处于较高水平，这说明尾叶桉碳汇能力较强。

通过3种林分的面积可得出3种人工林的总碳储量。由表2可知，广东三岭山森林公园3种人工林中尾叶桉发挥着重大的碳汇作用，其次是大叶相思，最后是马尾松。尾叶桉的林分面积虽然不是最大，但其碳汇量却较大幅度地领先其他2个树种，说明尾叶桉的碳汇功能较优秀，是较优良的树种。

表2 不同林分样地的单位碳储量和总碳储量

3.5 3种人工林的碳汇经济价值

碳税法计算得出的碳储量价值比按造林成本法计算的碳储量价值要高很多。通过造林成本法计算出 3种林分平均碳汇经济价值按大小排列次序为：尾叶桉(45 611.04 元·hm-2)＞大叶相思(35 179.18元·hm-2)＞马尾松(19 163.80 元·hm-2)，其中，尾叶桉人工林的林分碳汇经济价值最大，马尾松人工林的林分碳汇经济价值最小。碳汇经济价值与碳储量成正比，尾叶桉每公顷的碳汇经济价值达到人民币4万元以上，具有明显的经济价值，而且造林成本法计算出来的碳汇经济价值偏低，从全国范围来看，整个桉树的碳汇经济价值是相当可观的。

4 结论与讨论

4.1 结论

(1) 尾叶桉人工林的单位碳储量最大，达到166.89 t·hm-2，说明尾叶桉能较好地发挥碳汇功能，是较优良的碳汇树种。相对来说，马尾松的单位碳储量要低很多，马尾松的平均胸径并不小，但其保存率不高，导致其碳储量不高。

(2) 广东三岭山森林公园3种人工林的总碳储量为55 285.92 t。其中，尾叶桉的碳储量最大，占了45.87%，其次是大叶相思和马尾松，它们碳储量分别是33.22%、20.91%，这说明广东三岭山森林公园3种人工林分布不均匀，也反映了尾叶桉的碳汇能力在这3种人工林中占据了主导性作用。尾叶桉是一种常绿乔木，生长迅速，喜欢温暖潮湿而阳光充足的环境，适宜种植于排水良好的土壤上。而广东三岭山森林公园的气候、土壤刚好适宜尾叶桉的生长，同时尾叶桉也可在贫瘠、干燥、坚硬的土壤上正常生长，是较佳的造林树木。

(3) 根据造林成本法，广东三岭山森林公园 3种人工林碳汇总价值为1 510.96万元，其中以尾叶桉人工林的经济价值最高。本文所调查的3种树种属于中龄林，正处于胸径生长的旺盛期，因此这 3种人工林碳汇经济价值有着较好的发挥潜力，可为广东三岭山的生态建设做出举足轻重的贡献。

4.2 讨论

(1) 本文运用二元立木材积式测算林分蓄积量是基于实测每木胸径和树高的基础上，由于条件限制，林分的树高调查往往不能很精确测算，这导致了之后的计算会有少量偏差，但不影响总体的结果。

(2) 根据林分蓄积量，可通过刘国华等[3]提出的蓄积量―生物量经验公式进行相关林分的生物量计算。然而，刘国华等[3]提出的公式是基于1949—1998年的资源清查数据，而且部分用于归纳经验公式的调查样地只有少数几个，所划分的森林类型也仅有几种。刘国华等[3]提出的经验公式能否适用于现今的人工林林分生物量估算还需进一步通过调查研究分析。

(3) 伴随市场经济的发展和全球日益变暖的趋向，研究林分碳储量具有重要意义。它不仅便于计算林分的固碳效能，促进绿色 GDP的核算，还可以结合国际市场碳汇价格，估算出林分的碳储量价值，进一步促进国际间的碳交易。除此之外，探究不同立地性质不同林分的碳储量，为以碳储量为基础的人工林建设提供重要的指导作用。对广东三岭山森林公园3种林分的碳储量研究可为筛选适合的林分改造模式提供依据。

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The Evaluation of Carbon Sink Function and Econom ic Value of Plantations in Guangdong Three Ridge Hill Forest Park

LI Bi-xia, OU Yu-duan
(Agricultural College, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, Guangdong, China)

Pinus massoiana, Eucalyptus urophylla and Acacia auriculiformis plantations in Guangdong Three Ridge Hill Forest Park were studied to evaluate carbon sink capacity of three predominant forestation trees used in Guangdong, and provide the basis for further forestation efforts in this province. The results showed that carbon storage was highest in E. urophylla plantations (166.89 t·hm-2), followed by Acacia auriculiformis plantations (128.72 t·hm-2) whilst Pinus massoniana plantations (70.12 t·hm-2) had the lowest carbon storage of the three species. The average economic values of carbon sinks of stands of the three species order by decreasing value were: Eucalyptus urophylla plantations (45 611.04 CNY·hm-2) ＞ Acacia auriculiformis plantations (35 179.18 CNY·hm-2) ＞ Pinus massoniana plantations (19 163.80 CNY·hm-2). Carbon storage provide Eucalyptus urophylla plantations in this part of Guangdong already far exceeds that provided by the other two species, and its plantations function as important carbon sinks providing strong potential econom ic benefits.

plantation; carbon storage; economic value

S718.5

A

2015-11-09

湛江市第四批非资助项目—雷州半岛乡土阔叶树种生态式样研究及种质资源构建(2012C3104009)；国家级星火计划项目—低效人工林改造与林下经济发展模式构建与推广(2014GA780042)

收稿日期：李碧霞(1990— )，女，本科，主要从事环境科学相关工作

＊通讯作者：区余端（1983— ），女，博士，讲师，从事森林生态、环境科学研究.E-mail:ouyuduan@126.com