石阡县森林碳汇动态研究

李昌廷 付辅政 雷祖文 鲁瑞林 田聪 肖兴明 蒋爱明 邓忠山

摘 要：本文依据石阡县2000-2015年四次森林资源连续清查调查数据，运用生物量换算因子连续函数法估算石阡县森林植被碳储量，分析其碳储量分布情况及动态变化特征，采用造林成本法估算其碳汇经济价值。

关键词：石阡县；森林碳汇

一、前言

森林是大气CO2重要的碳汇。森林是气候调节器，是控制地球变暖的重要缓冲器。《联合国气候变化框架公约》将“碳汇”定义为从大气中清除CO2的过程、活动或机制。森林碳汇是指森林吸收、汇聚和储存CO2的能力和过程，主要是利用植物的光合作用，把大气中的CO2以生物量的形式固定到植物体和土壤中，在一定时期内起到减少大气中温室气体积累的作用[1、2]。為了应对全球气候变暖，人们正试图通过对碳排放的成本和碳汇的收益两方面进行科学的估算研究，以期能为森林充分发挥碳汇功能的研究，因而对森林固碳价值的核算也就成为目前生态经济研究领域的一个热点。

本文以石阡县森林资源为研究对象，通过分析2000年—2015年石阡县森林资源连清复查数据，并参考2010年石阡县林地保护利用规划的统计资料进行森林植被的碳储量及固碳价值研究。研究目前石阡县森林植被碳储量空间分布特征、变化趋势及变化原因，并估算其碳汇经济价值。通过以上研究，有助于人们更加准确的了解目前石阡县森林植被碳储量的现状及变化趋势和原因，树立正确的碳汇价值观，为林业部门制定合理的森林经营管理措施和碳交易提供基础理论依据，以及我县森林生态系统碳储量和碳循环研究提供基础数据。

二、研究区概况

石阡县位于贵州省东北部、铜仁地区西南部、乌江中游东岸，地形地貌主要特点是：山地地面破碎，地势起伏较大，平坦地面少，而坡地占绝对优势。

石阡县境地处中亚热带区，具有明显的中亚热带季风性湿润气候特征，即雨热同季，暖湿共节，冬无严寒，夏少酷暑，春秋湿凉，阴雨日数较多，伏旱频繁，倒春寒、绵雨、秋风等灾害性天气时有发生。

植被属中亚热带常绿阔叶林带，植被类型众多，原生植被残留较少，绝大多数为次生植被，且大都为针阔混交林，地域分布不明显，近年随着国家长江防护林工程、天然林资源保护工程、退耕还林工程和石漠化综合治理工程的实施，林地植被得到了有效的恢复，林地面积、森林蓄积和森林覆盖率正在稳步回升，森林健康程度及森林质量得到提高。主要表现在东部以松、阔用材林、经济林为主，南部为佛顶山水源涵养林，中部及中北部以经济林、薪炭林为主，西北部以用材林、经济林为主。

三、研究方法

1.生物量测算方法

根据森林资源连续清查统计情况，本研究中森林植被生物量的计算以乔木林和经济林为研究对象。其中，乔木林采用生物量换算因子连续函数法进行计算，竹林、经济林采用非蓄积转换方法进行计算[3]。

2.森林碳储量测算方法

本文采用中国林业温室气体清单课题组的研究结果，采取0.5的转换率。碳储量计算公式为：

C =Y×Cc

式中：Y为小班森林生物量；Cc为生物量中的碳含量（0.5）；C为小班森林碳储量。

四、结果与分析

1.石阡县森林资源碳储量现状

根据图1，石阡县2015年不同林种划分森林资源碳储量现状图分布上看，用材林、防护林、特种用途林、经济林、薪炭林的碳储量分别为784458吨、1655961吨、367409吨、23吨、11247吨，占比为27.82%、58.74%、13.03%、0.01%、0.40%。薪炭林的碳储量最多，经济林的碳储量最少。

根据图2，石阡县2015年不同起源划分森林资源碳储量现状图分布上看，人工林和天然林的碳储量分别为1766211吨、1052876吨，占比为62.65%、37.35%。不同起源林种碳储量分布中，人工林大于天然林。

根据图3，石阡县2015年不同龄组划分森林资源碳储量现状图分布上看，幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林的碳储量分别为769503吨、1461945吨、533188吨、54079吨、383吨，占比为27.30%、51.86%、18.91%、1.92%、0.01%。不同龄组碳储量分布中，过熟林碳储量最多，成熟林碳储量最少。

根据图4，石阡县2015年不同郁闭度划分森林资源碳储量现状图分布上看，≥0.7、0.4-0.69、0.2-0.39的碳储量分别为923960吨、1552545吨、342586吨，占比为32.78%、55.07%、12.15%。不同郁闭度碳储量分布中，郁闭度0.4～0.69碳储量最大，郁闭度在0.2～0.39的碳储量最小。

根据图5，石阡县2015年不同自然度划分森林资源碳储量现状图分布上看，I级、II级、III级、IV级的碳储量分别为243752吨、567073吨、1996937吨、11333吨，占比为8.65%、20.11%、70.84%、0.40%。不同自然度等级碳储量分布中，III级的碳储量最多，IV的碳储量最少。

2.石阡县不同林种碳储量动态变化

石阡县不同林种森林面积分布变化上看，见表1，从2000年到2015年，用材林面积从40870公顷减小到23087公顷，防护林面积32973公顷增加到78105公顷，特种用途林面积从13096公顷减小到11263公顷，经济林面积从1072公顷减小到83公顷，薪炭林面积从4405公顷减小到2995公顷，除防护林面积增加外，其余林种面积都减少，在碳储量动态变化中，用材林碳储量变化在2000年为635589吨到2015年784458吨，防护林碳储量变化在2000年为217859吨到2015年1655961吨，特种用途林碳储量变化在2000年为222814吨到2015年367409吨，经济林碳储量变化在2000年为94吨到2015年23吨，薪炭林碳储量变化在2000年为10317吨到2015年11247吨。

五大林种其碳储量按大小依次为防护林>用材林>特用林>薪炭林>经济林。

3.石阡县不同起源碳储量动态变化

石阡县不同起源森林面积分布变化上看，见表2，从2000年到2015年，人工林面积从55433公顷增加到69299公顷，天然林面积从36983公顷增加到46234公顷。在碳储量动态变化中，从表2和图7中可看出，人工林碳储量变化在2000年为680814吨到2015年1766211吨，天然林碳储量变化在2000年为405849吨到2015年1052876吨。

2015年，石阡县天然林和人工林面积分别占总面积的40.02%和59.98%，人工林稍占优势，其碳储量分别占总碳储量的62.65%和37.35%。四次连清数据显示，石阡县人工林与天然林面积均处于持续上升的势态，这与近些年全省植树造林工作的开展及天然林保护工程的实施密切相关。

4.石阡县不同龄组碳储量动态变化

石阡县不同龄组森林面积分布变化上看，见表3，从2000年到2015年，幼龄林面积从44875公顷增加到47392公顷，中龄林面积38690公顷增加到51677公顷，近熟林面积从8733公顷增加到15322公顷，成熟林面积从114公顷增加到1137公顷，过熟林面积从4公顷增加到5公顷，随着森林面积的增加，各龄级面积都在增加。在碳储量动态变化中，从表3和图8中可看出，幼龄林碳储量变化在2000年为311188吨到2015年769503吨，中龄林碳储量变化在2000年为581042吨到2015年1461945吨，近熟林碳储量变化在2000年为190949吨到2015年533188吨，成熟林碳储量变化在2000年为3354吨到2015年54079吨，过熟林碳储量变化在2000年为159吨到2015年383吨。

2015年，石阡县碳储量按大小依次为中龄林>幼龄林>近熟林>成熟林>过熟林。乔木林碳储量主要集中于中龄林和幼龄林中。

5.石阡县不同郁闭度碳储量动态变化

石阡县不同郁闭度森林面积分布变化上看，见表4，从2000年到2015年，≥0·7郁闭度面积从19985公顷增加到24983公顷，0·4～0·69郁闭度面积53328公顷增加到66668公顷，0·2～0·39郁闭度面积从19103公顷增加到23882公顷，据2015年数据显示，随着森林面积的增加，各郁闭度分类面积都在增加，中郁闭度以上的林分相对面积较大，整体郁闭度较好，加之近些年对其保护力度加大，林分质量明显提升。在碳储量动态变化中，从表4和图9中可看出，≥0·7郁闭度的碳储量变化在2000年为356156吨到2015年923960吨，0·4～0·69郁闭度的碳储量变化在2000年为598453吨到2015年1552545吨，0·2～0·39郁闭度的碳储量变化在2000年为132057吨到2015年324586吨，明显可以看出，碳储量按大小依次为0.4-0.69郁闭度>（≥0.7）郁闭度>0.2-0.34郁闭度，以0·4～0·69郁闭度的林分为主要碳库。

由此说明，碳储量与面积、郁闭度呈正相关关系，即随着面积和郁闭度的增大，碳储量逐渐增大。

6.石阡县不同自然度碳储量动态变化

石阡县不同自然度森林面积分布变化上看，见表5，从2000年到2015年，自然度为I级的面积从4367公顷增加到5116公顷，自然度为II级的面积15797公顷增加到18891公顷，自然度为III级的面积从71183公顷增加到90009公顷，自然度为IV级的面积从1069公顷增加到1517公顷，从2015连清数据来看，五种自然度等级占地面积依次为III>II>I>IV，无V级，分别占总面积的77.91%，16.35%，4.43%和1.31%， III ， II级占有明显优势，表明全县森林植被保护较好，人为干扰程度或采伐强度不大。在碳储量动态变化中，从表5和图10中可看出，自然度为I级的碳储量变化在2000年为122796吨到2015年243752吨，自然度为II级的碳储量变化在2000年为267149吨到2015年567073吨，自然度为III级的碳储量变化在2000年为1022202吨到2015年1996937吨，自然度为IV级的碳储量变化在2000年为3400吨到2015年11333吨。

碳储量按大小依次为III级>II级>I级>IV级，无V级。其大小与占地面积呈正相关，70.84%的碳储存于III级自然度森林中，IV最小，仅占乔木林总碳储量的0.40%。

7.石阡县森林植被固碳价值研究

根据上文研究得出的2000—2015年石阡县乔木林碳储量数据，采用国内常用碳汇价格即造林成本法（单价：273.3元/吨）对该区乔木林固碳价值进行估算（以不同林种为例），结果见表6。

石阡县森林植被碳储量价值变化中，森林固碳价值与其碳储量呈正相关，石阡县总碳储量在2000年为1085573吨2015年增加到28190974吨，碳储量总价值在2000年为2.97亿元，2015年增加到约为7.70亿元。石阡县森林植被固碳价值随着时间的推移，将会产生更大的固碳经济效益。

8.结论

（1）以2015年森林资源调查数据对石阡县碳储量现状进行分析，不同林种碳储量分布情况看，薪炭林的碳储量最多，经济林的碳储量最少；不同起源林种碳储量分布中，人工林大于天然林；不同龄组碳储量分布中，过熟林碳储量最多，成熟林碳储量最少；不同郁闭度碳储量分布中，郁闭度0.4-0.69碳储量最大，郁闭度在0.2-0.39的碳储量最小；不同自然度等级碳储量分布中，III级的碳储量最多，IV的碳储量最少。

（2）在经营管理过程中，加强中、幼龄林的抚育，对处于幼龄期的生态公益林进行封山育林，以改善其林分生长环境，调整其生长空间，对公益林实行卫生伐，对商品林改变其采伐方式，调整采伐结构，延长成熟林使用年限，可以在很大程度上提高石阡县的森林碳汇功能，同时也表明了石阡县是一个巨大的潜在碳库。

（3）石阡县森林植被从数据来看，随着森林面积的增加碳储量随之增大，相应的固碳价值变大，因此，石阡县森林植被固碳价值随着时间的推移，将会产生更大的固碳经济效益。

参考文献：

[1]朱建刚，余新晓，张振明.森林生态系统碳循环动态仿真系统的所涉及[J].应用生態学报，2009，20（11）：2603-2609.

[2]方精云.北半球中高纬度的森林碳库可能远小于目前的估算[[J].植物生态学报，2000，24（5）：635-638.

[3]方精云，刘国华，徐嵩龄.我国森林植被的生物量和净生产量[J].生态学报，1996，16（5）：497-508..

作者简介：李昌廷（1982-），男，工程师，硕士，主要从事林业技术方面的工作。