江西林业碳汇计量监测体系建设思路
2017-04-04邓清华赖仁财陶少军鲁顺保
邓清华,赖仁财,陶少军,鲁顺保
(1.江西省林业调查规划研究院,江西 南昌 330046; 2.吉水县林业局,江西 吉水 331603; 3.江西师范大学,江西 南昌 330022)
林业应对气候变化工作是我国气候变化国家战略的重要组成部分,也是当前和未来我国参与气候谈判的亮点和优势。做好林业应对气候变化工作,对于实现双增目标,突显林业在应对气候变化中的特殊地位,更加有力地支撑国家气候变化内政外交具有重要意义[1]。建立省级林业碳汇计量监测体系,是江西省应对气候变化中一项十分重要的基础性、支撑性工作。江西林业碳汇计量监测体系建设是全国林业碳汇计量监测体系建设的重要组成部分,是建设生态文明的重要内容,也是支撑省级林业碳汇清单编制和碳汇交易,满足森林增长指标及其增汇能力年度考核的现实要求。体系建设自2013年正式启动以来,在国家林业局林业碳汇计量监测中心的指导下,取得了一些成果。但总的来看,尚处于初级阶段。
2015年12月,第21届联合国气候变化大会通过继续将森林作为2020年后减缓气候变暖的重要手段,充分说明国际社会高度认可林业在应对气候变化、维系人类生存和可持续发展中的作用[2]。2017年全国碳交易体系的建立,为林业碳汇交易带来新的机遇,构建省级林业碳汇计量监测体系也显得尤为迫切。因此,应建立以模型和参数体系为支撑,以森林资源二类调查和全省湿地资源调查成果为基础的江西林业碳汇计量监测体系,运用遥感和GIS技术,结合地面调查,准确查清森林、湿地资源各碳库碳储量现状、变化和空间分布,为全面测算林业碳汇实现年度数据提供参考。
1 江西林业碳汇计量监测体系建设的工作基础
1.1 构建了森林碳汇专项调查体系
2013年,按照国家林业局的统一部署,江西开展了全国林业碳汇监测体系建设江西省监测工作。监测自2013年4月开始,经历前期准备、技术培训、外业调查、样品测定、数据分析与碳汇计量6个阶段,共完成样地调查211个。专项调查共采集样品4269份,构建了江西省森林碳汇专项调查体系。
1.2 建立了林业碳汇计量监测方法
2014年,江西作为全国12个试点省(市、区),开展土地利用、土地利用变化与林业碳汇计量监测工作。主要开展2005—2013年LULUCF数据获取,2006—2013年度林业管理活动水平统计数据获取工作。共完成大样地调查290个,总面积976654.59 hm2,区划小班150750个,初步建立了林业碳汇计量监测方法。
1.3 开展了省级温室气体清单编制
2015年,根据国家发展改革委《国家发改委办公厅关于开展下一阶段省级温室气体清单编制工作的通知》要求,省规划院编制了《江西省2012和2014年温室气体排放清单(土地利用变化与林业部分)》,主要开展江西省2012年及2014年温室气体土地利用变化与林业排放源的界定、排放量估算方法、活动水平数据及其来源、排放因子的确定、排放清单估算等工作。
1.4 积累了项目层面林业碳汇研究
近年来,江西农业大学林学院承担了中国科学院组织开展的“中国森林生态系统固碳现状、速率、机制和潜力研究”课题以及江西省林业厅项目办委托的气候变化赠款项目(CCF)。CCF项目是江西省林业系统第一个以碳汇监测为主要内容的赠款项目,主要建设内容为在江西省建立森林碳MVRS系统和实施可持续性森林管理实践的示范。碳汇项目开发方面,江西除了乐安林业(国际自愿碳标准)外,还有江西丰林公司、吉安群兴实业、安远林业开发公司、会昌绿源林业、莲花玉壶山林场、玉山林业工程监理中心等企业,通过与中介方合作分成的方式完成了项目文件,目前仅处于国家发改委自愿减排交易信息平台项目公示阶段,后续还需经项目备案、监测、核证及减排量签发等程序方可进入市场交易。
2 江西省级林业碳汇计量监测体系建设思路
2.1 监测技术路线
以森林资源调查和碳汇计量有关理论为指导,以全国森林资源连续清查固定样地以及全省森林资源二类调查小班数据库为基础,以抽样调查等技术为支撑,通过样地调查、小班区划及实地验证、社会调查、模型建立、数据分析等方法,建立一个与森林资源调查相兼容的省级林业碳汇监测体系,实现碳汇计量监测技术框架共用,监测信息共享,为社会提供不同层次、不同需求的碳汇监测结果,成为政府林业碳汇信息发布平台[3]。
2.2 监测体系主要内容
2.2.1 模型和参数建立 以全国森林资源连续清查样地为基础,采用抽样方法建立省级碳汇监测样地,通过碳汇调查,构建分地类、树种(组)、龄组的样地碳库关系模型和参数[4]。主要模型和参数包括:各森林类型乔木与灌木、草本(枯落物)层关系模型;各地类、优势树种(组)林地土壤类型的有机碳估算参数。通过主要树种单株样本采集,测定样品的含水率、碳含率,建立主要树种单株生物量生长模型,结合江西省森林资源小班调查档案数据,拟合出主要树种生物量生长模型。
2.2.2 碳汇计量监测 以江西省森林资源小班调查档案数据为基础,采用区划与实地验证相结合方法调查。利用两期遥感影像进行分析对比,提取遥感影像变化信息,运用GIS技术,确定变化小班,再对变化小班进行实地调查,确定各小班的变化类型、范围,统计各林地地类、主要树种面积等数据,作为碳储量的计算基数[5]。
2.2.3 森林碳汇核算 碳汇监测碳库主要包括林木、林下植被、森林枯落物和森林土壤等碳库[6]。林木碳库计算包括乔木林和疏林地中林木,采用拟合的主要树种生物量模型,结合小班档案数据,计算单位面积乔木层碳储量;通过碳库关系模型和参数,计算灌草等林下植被和枯落物层单位面积碳储量,以及单位面积土壤有机碳含量;通过GIS统计计算各林地地类、主要树种等年度面积数据,与上述单位面积碳储量相乘,得出各类型林木、林下植被、森林枯落物和森林土壤碳储量,期间碳储量变化统计为碳汇量。
2.3 监测方法
2.3.1 样地体系
1)抽样方法:以公里格网作为抽样单元,基于连清样地布设抽样单元,分别以公里格网中心点为抽样点,通过抽样点的属性特征值对各总体进行统计估算。
2)样地布设:以每个公里格网中心点为4 km×4 km样地的西南角点进行布点。样地选择方形样地,大小为2 km×2 km,样地每边的方位角为0°、90°、180°、270° 4个正方向。
3)调查内容:调查内容为样地内地类调查与主要地类生物量碳测算数据的获取。地类调查包括土地类型的划分,各类型边界提取与面积计算,森林、湿地等地类生物量碳测算数据获取[7]。
2.3.2 区划调查
1)基本要求:充分利用已有的森林资源调查成果,包括二类小班数据库、林地一张图数据、森林资源清查数据、湿地调查等,采用内外业相结合的技术方法。土地利用类型界线位置准确,认定正确,表示规范;实地调查必须做到走到、看清、问明、记全、画准。
2)精度要求:与相应高分辨率遥感影像对比,调绘、标绘的各种明显界线(同名地物)移位不得超过图上±0.5 mm,不明显界线移位不得超过图上±1.0 mm。
3)图斑区划:以行政区域界线或土地权属界线分割成图斑,但不得穿越图斑;以道路、水系等单线线状地物的自然分割成图斑;城市、建制镇、农村居民点及其他独立建设用地的外围界线围成图斑;按照林地、湿地等土地利用类型划分的规定分割为不同图斑。各种界线以行政区域、土地权属、单线线状地物、地类界线为高低顺序,当重合时,只表示高一级界线。
2.3.3 属性确定 将二类调查数据和林地“一张图”数据进行叠加分析,同时辅以湿地资源调查数据、沙化监测数据。通过分析森林类型、地类、树种、林龄和立地因子等判断区划后的土地利用变化图斑的属性信息,主要包括小班号、图斑号、面积等基本信息,地貌、坡向、坡位、坡度、土壤类型等自然地理信息,地类、土地权属等土地信息,起源、优势树种(组)、龄组、郁闭度/覆盖度、每公顷株数、平均胸径、公顷蓄积等其它因子。
2.3.4 现地验证 为确保图斑边界和地类区划的质量,以及管理属性和林分因子尽可能地反映林分的实际情况,抽取部分图斑进行实地验证调查,抽取验证面积占监测区域面积不少于5%。选取的地面实地调查样地(或图斑)应尽量均匀地分布于监测区域内;验证对象应重点调查在室内遥感解译时不清晰的图斑和区域。主要调查内容包括图斑边界、图斑地类和图斑属性和林分因子。
2.3.5 地类变化分析 根据遥感数据质量确定处理方法。如果两期遥感数据空间、时间、光谱分辨率基本一致,或者前期遥感数据质量好于后期,可采用前期全面区划,后期分析区划变化地块,未变化部分利用前期区划结果。如果后期遥感数据质量好于前期,则后期全面区划,前期分析区划变化地块,未变化部分利用后期区划结果。变化面积统计的最小面积同最小上图图斑。对前后期分析出的变化图斑,记录地类变化原因。
2.3.6 碳汇计量 通过两期遥感影像数据区划结果的叠加分析,结合人机交互解译,统计汇总遥感样地内林地与其他土地类型及林地之间相互转化的类型和面积,据此推算总体土地利用变化类型和总变化面积。基于样地的土地利用变化测算碳储量和碳变化量,形成碳变化监测成果。
3 建议
3.1 增强碳汇意识
江西是南方重点林区,森林资源十分丰富,森林碳汇量的增长具有较大的空间与潜力。要统一思路,站在战略和全局的高度充分认识发展林业碳汇的重要意义,将林业碳汇作为一项基础性、战略性和开创性工作来抓。充分认识林业碳汇工程是落实习近平总书记“绿水青山就是金山银山”的绿色富民工程;是节能减排,缓解温室效应的绿色生态工程;是提高森林生态效益的服务价值,是为民扶贫的绿色扶贫工程。随着2017年全国统一碳汇市场的启动,林业碳汇作为中国自愿减排市场的主要项目来源,越来越受到国内外的高度关注。要加强舆论引导,在全社会形成关注林业碳汇发展的良好氛围。
3.2 提高监测精度
根据《全国林业碳汇计量监测体系建设2014年样地抽样与分配方案》,江西以全省为总体,以公里格网作为抽样单元,大小为24 km×24 km,全省共布设290个大样地开展调查,有些土地利用类别精度太低,其代表性有限。江西省森林覆盖率高,森林植被类型丰富,需要进一步加密网格样地,增加样地数量,建立覆盖江西省所有土地类型的碳汇计量监测体系,以提高监测精度。此外,碳汇计量参数缺少,存在较大的不确定性。由于大部分土地类别都缺乏实测模型与参数,在计量过程中直接引用IPCC指南中的参数或一些研究学者总结的参数,存在较大不确定性。应通过碳汇专项调查,逐步对各类土地的计量模型或参数进行研建,以提高计量精度和准确度。
3.3 加快项目开发
从目前经国家发改委备案的4个自愿减排林业碳汇项目方法学来看,分析江西森林资源现状,符合碳汇造林条件的林地并不多。应结合森林质量精准提升工程和森林经营规划,在森林经营管理中充分考虑不同区域、树种、土壤、气候条件等因素,精准提升森林质量,增强森林碳汇能力和生态功能,大力开发森林经营和竹林经营碳汇项目,使森林经营者把提质增汇与增收相结合,提高应对气候变化的能力。
3.4 注重基础研究
江西在林业碳汇计量监测方面才刚刚起步,任务十分艰巨,碳汇监测、宣传、人才培养、设备购置、技术交流、标准制订和基础研究等方面的工作量很大。尤其是,要建立省级林业碳汇计量监测体系,必须各级政府高度重视,加大政策支持和资金投入,加强基础研究,组织科研院校积极开展林业碳汇项目方法学开发、树种碳汇功能模型构建、碳汇功能预测预报等基础工作,建立省级区域尺度的林业碳汇技术标准,为江西林业碳汇发展夯实基础。
[1]国家林业局.林业应对气候变化“十三五”行动要点[Z].北京:2016.
[2]耿国彪.森林碳汇应对气候变化的一道彩虹[J].绿色中国(A版),2016(5):8-17.
[3]徐期瑚,罗勇,刘飞鹏,等.广东省森林碳汇宏观监测体系探讨[J].中南林业调查规划,2014,33(1):50-53.
[4]刘飞鹏,肖智慧.广东省林业碳汇计量研究与实践[M].北京:中国林业出版社,2013.
[5]张小全,陈先刚,武曙红.土地利用变化和林业活动碳贮量变化测定与监测中的方法学问题[J].生态学报,2004,24(9):2068-2073.
[6]陶吉兴.浙江森林碳汇功能监测[M].北京:中国林业出版社,2014.
[7]江西省林业调查规划研究院.江西省土地利用、土地利用变化与林业碳汇计量监测技术细则[Z].南昌,2014.