2013年度山西省林业碳汇计量监测初探

王志萍（山西省林业调查规划院，山西　太原　030012）



2013年度山西省林业碳汇计量监测初探

王志萍
（山西省林业调查规划院，山西太原030012）

【摘要】以2012年山西省林地保护利用规划数据作为基础数据，通过运用GIS技术以及对遥感影像的解译，结合外业调查，对山西全省272个4km×4km的样方进行碳储量计算，以此推算全省碳储。

【关键词】山西省；林业碳汇；计量监测

植树造林、增加碳汇是我国应对全球气候变化的重要举措之一。建立温室气体排放基础统计制度，建立健全包括土地利用变化、适应温室气体排放核算的统计体系，是为了满足地方实现控制温室气体排放考核方面工作的需要。但如何把林业各项生产与管理活动所取得增汇减排量、适应气候变化的能力进行科学测算和评估，需要有系统全面的科学数据来提供支撑。现有的数字化林业监测体系能够提供全面系统的森林植被数据、湿地类型面积数据等基础信息。在林业现有监测和科研基础上，充分利用各类监测、调查和研究成果，采用规范的技术方法，综合运用遥感监测、地面调查手段，结合地理信息技术等，全面掌握全省森林、湿地碳储量现状、动态和空间分布，准确查清土地利用、土地利用变化与林业活动引起的森林、湿地碳汇量变化情况，计量监测林业碳汇，掌握全省林业碳汇现状、变化、分布、结构和潜力，评价森林碳汇生态效益，为全面开展以碳汇为目的的森林经营打好基础。

1 研究概况

以山西全省为研究主体，将24km×24km格网作为抽样单元。在这些单元内再以公里格网中心点为抽样点，每个公里格网中心点为4.0km×4.0km样地的中心点作为研究样方，各样方每边的方位角为0°、90°、180°、270°四个正方向。通过所有布设样地的调查，获得总体土地类型变化的面积；另外，通过样地内样方的调查，推算出公里格网内生物量及碳储量。

2 研究内容与方法

2.1 数据获取

根据山西省林地保护利用规划数据特点，本文以2012年林地保护利用规划数据作为基础数据，结合2013年湿地资源调查数据和碳汇专项调查数据，辅以2010年山西省一类资源清查数据，在全省获得的272个抽样单元中，对选中的4.0km×4.0km样方界线内所有小班，生成新的土地利用图斑界线。利用GIS技术及数据库对图斑属性数据进行更新，获得各样方的土地类型、气候类型、树种、土壤类型、起源、龄组、郁闭度、土地类型面积等因子，导出外业调查图及外业表。通过样地内样方的调查（外业核查小组对所有样方进行全面的外业核查），获取有关森林、湿地等地类生物量碳测算数据。

2.2 研究方法

基于土地利用变化测算生物量碳库变化，包括两种情况：一是保持相同土地利用类别的土地，二是转变为新的土地利用类别的土地，需分别估算生物量中的碳库变化。测算土地利用变化相关的所有生物量碳库碳排放与吸收，包括活生物量碳库和死有机质碳库。

2.2.1 乔木层生物碳储量计算

需计量乔木层碳储量的包括林地中蓄积量大于0的乔木林地与疏林地。乔木层生物碳储量采用下列公式来计算：

C乔=乔木层生物量碳

Aij=土地面积/ hm2

V=蓄积量，m3／hm2

i=气候带或区域

j=森林类型或优势树种（组）

BCEF=将蓄积量转换为地上生物量的生物量转化和扩展系数，吨地上生物量／m3

R=对应树种类型根径比

CF=生物量碳含率，t碳／t干物质

2.2.2 非乔木层及灌木林生物碳储量计算

地类为乔木林需要计量非乔木层活生物量碳库，采用《山西试点分气候、森林类型、起源、龄组生物量参数表》，直接计算相应森林斑块中非乔木层碳库；地类为灌木林的，大陆型气候区灌木林，不分树种，用山西参数，全林以7.627计算；季风气候区灌木林，用清单参数，全林以17.99，不分树种计算。

2.2.3 枯落物层生物量碳储量计算

采用《山西试点分气候、森林类型、起源、龄组生物量参数表》，直接计算相应森林斑块中灌木、枯落物碳库。计算枯落物层碳储量的范围为乔木林中的生态林。

2.2.4 土壤碳储量计算

计算土壤碳库的范围是乔木林生态林、疏林地、灌木生态林。根据土壤土层厚度、土壤容重及土壤有机质含量计算，参数采用山西试点参数，沼泽土与山地草甸土用《全国林业碳汇计量和监测技术指南》所提供数据，见下公式：

样地土壤碳＝0.58×土壤容重×土壤有机质含量×土层厚度×样地面积

3 结果与分析

3.1 土地利用类型面积统计

调查样地得到各种土地利用类型面积平均比例，依据山西省林地保护利用规划数据山西省土地总面积为1 567.76万hm2，推算获得当期各种土地利用类型面积。

调查样地2013年林地面积17.93万hm2，占总面积41.83%；农地面积13.12万hm2，占总面积30.40%；草地面积3 381hm2，占总面积78%；湿地面积5 463hm2，占总面积1.38%；聚居地24 973hm2，占总面积5.79%；其他土地84 581hm2，占总面积19.82%。样地合计429 081hm2。

推算2013年林地面积655.90万hm2，农地面积476.57万hm2，草地面积12.18万hm2，湿地面积21.5 9万hm2，聚居地面积90.80万hm2，其他土地面积310.71万hm2。

3.2 2013年碳储量情况

2013年山西省森林生态系统碳储量（含乔层碳、灌层碳、枯落物碳）为11 664.1436万t，计算面积655.8 585万hm2，包括乔木林地、竹林地、疏林地、灌木林地、未成林造林地、未成林封育林地以及苗圃地。土壤碳储量为48663.6 038万t，计算面积为571.4 596万hm2，包括乔木林地、疏林地和灌木林地。合计碳储量为60 327.7473万t。

3.2.1 按计量碳库分析

地上、地下碳库储量10743.1766万t，占17.81%；枯落物碳库储量920.9670万t，占1.53%；土壤碳库碳储量为48 663.6038万t，占80.66%（地上、地下碳库不含四旁树、散生木，枯死碳库不含枯死木）。

3.2.2 按地类分析

不计算土壤碳，按土地利用类型分，乔木林地总碳储量9 703.7543万t、占83.19%，计量面积376.2162万hm2；竹林地总碳储量5.0796万t、占0.04%，计量面积0.1575万hm2；疏林地总碳储量115.3428万t、占1.0%，计量面积26.3405万hm2；灌木林地总碳储量1 127.6804万t、占9.67%，计量面积168.9 029万hm2；未成林造林地总碳储量649.6954万t、占5.57%，计量面积76.8388万hm2；未成林封育林总碳储量54.1762万t、占0.46%，计量面积6.4074万hm2；苗圃地总碳储量8.4147万t、占0.07%，计量面积0.9952万hm2。

3.2.3 2013年各土地利用类型平均碳密度

计量结果竹林地的平均碳密度最高，每公顷32.25t，其次是乔木林、疏林。2013年林地平均碳密度为每公顷17.78t，详见表1。

表1 2013年各林地平均碳密度 表1 单位：吨/公顷

3.2.4 2013年土壤碳密度

计量结果显示，山地草甸土的碳密度为每公顷229.26t为最高，棕壤的碳密度为每公顷161.40t次之，黄绵土的碳密度为每公顷102.92t，详见表2。

表2 2013年各土壤类型碳密度 单位：吨/公顷

4 结论与讨论

随着山西省重点林业生态工程的实施，植树造林取得了巨大成绩，森林资源呈稳步增长的发展态势，也进一步增强了森林作为温室气体吸收碳汇的能力。

在当前《京都议定书》和清洁发展机制的促进下,目前运用最为普遍的就是通过测量生物量，或测量蓄积量，然后推出碳汇储量。然而我们需要有一种更为直接、更为精确有效，可以针对不同树种，针对同一树种的不同年龄的计量森林碳汇的方法，这就需要林业科技工作者在以后的工作中不断地去拓展新思路、研究新方法。同时，为了更好促进全省林业碳汇发展，要做好以下几点：①加强全省森林资源保护，主要加强森林旱灾、火灾防治和病虫害治理，加强人工采伐整治，加强治理水土流失；②加强全省林业抚育管理，加快林相改造步伐，提高总的森林碳储量，增强碳汇功能；③推进全省林业生态工程建设，加强公众碳汇意识的培养，增强造林固碳的意识，促进大众参与以积累碳汇为目的的造林和林业经营活动，促使山西森林碳汇向着健康、有序、规范的方向发展。

参考文献

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【中图分类号】S731.2

【文献标识码】C

【文章编号】1005-4707（2016）01-019-03

doi:10.3969/j.issn.1005-4707.2016.02.008

【作者简介】王志萍（1965-），女，2010年西北农林科技大学毕业，现任山西省林业调查规划院工程师。

【收稿日期】2015-12-25；【修回日期】2016-01-15。