湘乡市森林林木碳汇量分析

熊志祥，陈传胜

(1.湖南省湘乡市林业局，湖南 湘乡 411400；2.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004)

湘乡市森林林木碳汇量分析

熊志祥1，陈传胜2

(1.湖南省湘乡市林业局，湖南 湘乡 411400；2.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004)

指出了森林碳汇是森林生态效益的组成部分，是衡量生态文明城市创建的重要指标之一。以湘乡市主要森林类型为研究对象，利用蓄积量法对湘乡市森林林木碳汇量进行了分析。以期挑选出固碳能力强、碳汇效益好的骨干树种及森林群落类型，为湘乡市生态文明城市建设和林业资源的合理利用提供数据支持和理论基础。

碳汇；生态文明城市；蓄积量法；林木碳汇量；湘乡市

1 引言

森林是陆地生态系统的重要组成部分，森林碳汇功能，指森林生态系统通过植被光合作用、土壤动物和微生物固定碳素的功能[1，2]。森林生态系统在调节全球碳平衡、减缓温室气体浓度上升以及维护全球气候等方面中起到了不可替代的作用。保护森林资源，维护森林生态系统的稳定，是维护地球碳库、促进生态平衡的重要途径之一。森林碳汇功能是森林生态建设的重要组成部分，是衡量区域生态建设的主要标准之一，也是现代林业研究的重要课题之一。

湖南省湘乡市位于湖南省中部，北靠韶山，东邻长沙，为长株潭城市群资源节约型、环境友好型社会建设综合配套改革实验区的重要工业基地和休闲旅游城市，目前生态文明城市的建设，成为湘乡市林业建设工作的重要组成部分。随着湘乡市生态文明城市的创建，林业得到了较大的发展。湘乡市依托自身的地理区位条件，以及自然资源优势，坚持将加快城乡绿化、发展森林城市摆在十分重要的位置，积极改善城乡生态状况，促进城乡一体化发展，使得湘乡市森林事业快速稳定的发展。

2 湘乡市森林资源现状分析

2.1 湘乡市主要森林类型面积现状

地处亚热带季风气候的湘乡市，拥有丰富的植物种类。常见的树种主要有：樟树、杉木、马尾松、国外松、石栎等。基于省林科院2014年森林资源统计年报数据，笔者采用典型调查法对湘乡市的杉木林、马尾松林、国外松林、速生阔叶树林、中生阔叶树林以及慢生阔叶树林进行研究。研究的林地共9506.5 hm2，约占湘乡市总面积的84.41%，基本覆盖整个湘乡市的林地面积。其中杉木林地6289.4 hm2，占林地总面积的66.16%；马尾松289.2 hm2，占林地总面积的3.04%；国外松772.6 hm2，占林地总面积的8.13%；速生阔叶林地887.8 hm2，占林地总面积的9.23%；中生阔叶林地87.2 hm2，占林地总面积的0.92%；慢生阔叶林地1190.3 hm2，占林地总面积的12.52%。湘乡市森林类型主要以杉木林为主，其次为慢生阔叶林，中生阔叶林地最少仅占总林地0.92%，林地形式较为单一。湘乡市的林地结构中，主要以人工林地(杉木林、马尾松林、国外松林)为主，约占林地总面积的77.33%，而天然林地较少，仅为林地总面积的22.67%。一方面，推动了湘乡市林业种植户的经济收入，但另一方面，这种林地结构形式也阻碍了湘乡市的林业多样性、稳定性的发展。

2.2 湘乡市主要森林类型林龄现状

通过数据收集，按幼、中、近熟、成熟林来对湘乡市主要森林类型现状进行统计，见表1。

表1 湘乡市不同林龄林地面积表 hm2

注：“-”表示统计年报没有该数据

由表1可以得出，湘乡市不同林龄林地主要以中龄林和幼龄林为主，其中，中龄林6664 hm2，占林地总面积的70.10%；幼龄林2470.5 hm2，占林地总面积的25.99%；近熟林307 hm2，占林地总面积的3.23%；成熟林较少，仅为65 hm2，占林地总面积的0.68%。从中可以得出湘乡市的林龄林地主要处在中龄林和幼龄林，占总林地的96.09%。未来几年，在合理的保护和管理机制下，湘乡市森林资源将会得到更大的发展。

2.3 湘乡市主要森林类型蓄积量现状

通过对湘乡市二类资源清查相关数据的收集和整理，得到湘乡市主要森林类型蓄积量基本情况，见表2。

表2 湘乡市主要森林类型林地资源调查表

3 湘乡市森林类型林木碳汇量分析

3.1 不同森林类型林木蓄积量分析

本文采用蓄积量法对湘乡市森林碳汇进行研究。根据对森林主要树种抽样实测和森林的总蓄积量求出生物量，再根据生物量与植物固碳量的转换系数，来求出森林植被的固碳量。不同森林类型单位面积蓄积量，见表3。

表3 湘乡市不同森林类型单位面积蓄积量 m3/hm2

由表3可以得出，湘乡市主要森林类型林木单位面积蓄积量平均为44.65 m3/hm2，其中慢生阔叶林单位面积蓄积量最高为59.55 m3/hm2，其次为杉木林，单位面积蓄积量为48.61 m3/hm2，速生阔叶林单位面积蓄积量最少为3.27 m3/hm2，其它森林类型林木单位面积蓄积量依次为国外松林39.55 m3/hm2、中生阔叶林39.38 m3/hm2、马尾松林38.00 m3/hm2。从不同林龄层的不同森林类型的林木单位面积蓄积量来看，幼龄林的慢生阔叶林单位面积蓄积量最高为110.98 m3/hm2，其次为成熟林的国外松林71.88 m3/hm2。其中，幼龄慢生阔叶林、中龄杉木林、中龄慢生阔叶林、近熟杉木林、国外松林、以及成熟杉木林和国外松林均高于湘乡市林木单位面积蓄积量的平均水平。

不同森林类型的单位面积蓄积量随林龄、森林类型不同呈现不规律性，这与湘乡市的林地结构以及湘乡市林木的种植方式有较为紧密的联系。但从总体来看，湘乡市森林林木单位面积蓄积量随着林木的生长成上升趋势。

3.2 不同森林类型林木生物量分析

根据森林植物的光合作用原理，植物在每生产1t的干物质需要固定1.63 t的CO2，同时释放出1.19 t O2[3]。方精云等人研究了我国多种森林类型蓄积量与生物量之间的函数关系，在对每一种森林类型函数关系研究中采取的样本多，所得函数相关系数基本都在0.95以上，方程拟合效果好。本文结合其森林类型函数方程来推算生物量，所得结果在允许误差范围内。见公式(1)、(2)、(3)。

阔叶混交林：B=0.6255V+91.0013 (R=0.93，n=19)

(1)

杉木林：B=0.3999V+22.5410 (R=0.97，n=56)

(2)

马尾松：B=0.52V

(3)

式中：V为植被蓄积量；B为植被生物量；R为相关系数；n是样本数。

由公式(1)、(2)、(3)即植物生物量与蓄积量之间的转换关系，可以得出，湘乡市不同森林类型林木单位面积生物量。见表4。

表4 湘乡市不同森林类型单位面积生物量 t/hm2

由表4可以得出，杉木林的单位面积生物量为41.98 t/hm2，马尾松林的单位面积生物量为19.76 t/hm2，国外松林的单位面积生物量为20.57 t/hm2，速生阔叶林的单位面积生物量为93.05 t/hm2，中生阔叶林的单位面积生物量为115.63 t/hm2，慢生阔叶林的单位面积生物量为128.25 t/hm2。从而得出湘乡市不同森林类型林地单位面积生物量平均为69.87 t/hm2。从不同林龄层的不同森林类型的林木单位面积生物量来看，幼龄林的慢生阔叶林单位面积生物量最高为160.42 t/hm2，其次为中龄林的慢生阔叶林121.44 t/hm2。其中，不同林龄阶段的阔叶林单位面积生物量均高于湘乡市不同森林类型林地单位面积生物量平均水平，而不同林龄阶段的杉木林、马尾松林和国外松林单位面积生物量均低于湘乡市不同森林类型林地单位面积生物量平均水平。其中，幼龄林的马尾松林单位面积生物量仅为1.87 t/hm2。

图1 湘乡市不同森林类型林木单位面积生物量柱状

由图1可以得出，湘乡市不同森林单位面积生物量因林种的不同，呈现不规律性。湘乡市不同森林类型单位面积生物量表现为：慢生阔叶林(128.25 t/hm2)>中生阔叶林(115.63 t/hm2)>速生阔叶林(93.05 t/hm2)>杉木林(41.98 t/hm2)>国外松林(20.57 t/hm2)>马尾松林(19.76 t/hm2)。

3.3 不同森林类型林木碳汇量分析

根据植物光合作用反应方程式，植物每制造1t干物质需要固定1.63 t CO2，其中CO2中碳占27.27%t。因此，湘乡市不同森林类型林木单位面积碳汇量情况，见表5。

表5 湘乡市不同森林类型林木单位面积碳汇量

t/hm2

由表5可以得出：湘乡市不同森林类型林木单位面积碳汇量因森林类型以及林龄的不同而不同。从不同的森林类型来看，湘乡市林木单位面积的碳汇量不同，具体表现为：慢生阔叶林(57.01 t/hm2)>中生阔叶林(51.40 t/hm2)>速生阔叶林(41.36 t/hm2)>杉木林(18.66 t/hm2)>国外松林(9.14 t/hm2)>马尾松林(8.78 t/hm2)。从不同的林龄层次来看，不同林龄阶段的慢生阔叶林林木单位面积碳汇量都较其他森林类型的林木单位面积的碳汇量高。这与林木本身生长特性有关。不同森林类型按林龄看，其蓄积情况见表6。

由表6可以得出：从总体来看，湘乡市不同森林类型森林林木总碳汇量为2331137.43 t。从不同的森林类

表6 湘乡市不同森林类型林木总碳汇量 t

型来看，杉木林总碳汇量最高为117367.40 t，其次为慢生阔叶林67856.28 t，马尾松林最少仅为2540.67 t。从不同的林龄阶段来看，中龄林最高为159815.55 t，其次为幼龄林63701.93 t，成熟林最少为1023.27 t。从整体来看，中龄林的杉木林总碳汇量最高为96440.84 t。这与湘乡市林地现状结构，以及林木本身的生长特性有关，因为湘乡市现有林地中中龄林的杉木林地较多，而有些林龄阶段的不同森林类型的林地较少，可以忽略不计。

[1]贾治邦.积极发挥森林在应对气候变化中的重大作用[J].资源与环境，2008(4):50～51.

[2]Lashof D A.The dynamic greenhouse: feedback proccsses that may influence concentrations of atmospheric trace gases and climate change[J].Climate Change，1989(14):213～242.

[3]方精云，刘国华，徐高龄.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.

2016-08-06

中南林业科技大学引进人才基金项目(编号：104-0088)；湖南省高校改革项目(编号：000121)

熊志祥(1975—)，男，主要从事林业生态工程方面的工作

陈传胜(1970—)，男，副教授，博士，硕士生导师，主要从事环境生态工程方面的工作。

S7

A

1674-9944(2016)17-0105-03