辽宁省不同林种碳储量分布特征研究

陆小辉

(辽宁省林业调查规划监测院，辽宁 沈阳 110122)

近一个世纪以来，由于人类大量使用矿物燃料，排放CO2等温室气体，导致全球气候发生了明显的变化[1]。自工业革命以来，大气中温室气体含量持续增加，到2005年CO2的浓度由工业革命前的280 mgkg-1升到379 mgkg-1，最近100年全球地表温度已上升0.74 ℃，温室效应导致的气候变化将对农牧业生产、水资源、海岸资源环境、森林生态系统、人体健康产生重大影响，威胁人类生存[2]。因此，准确估算森林碳储量对于研究森林在区域和全球碳循环中所起的作用有着十分重要的意义[1]。森林碳循环不仅是全球生态学的核心研究内容，也是国际社会广泛关注的焦点[3]。

目前基于森林资源数据计算森林碳储量的方法比较成熟[4，5]。本研究采用辽宁省林地变更的结果，运用全省森林资源数据，分别对辽宁省不同林种主要树种碳储量特征值进行研究。通过分析研究，为生产实践中林业的经营管理提供科学依据。

1 研究方法

研究数据来源于2017年辽宁省林地变更数据，林地变更数据是在全省资源数据基础上，每年进行更新的数据。数据涵盖全省所有的林业小班，是全覆盖的资源数据，是目前能够体现辽宁林业资源的最全面的数据。

1.1 生物量的估测

森林生物量的估测方法有很多种，包括蓄积量与生物量的模型、相对生长模型、胸径树高生长模型、平均生物量估算法等。

对于乔木林，本研究选择了蓄积量与生物量的模型进行估算[6]。森林蓄积量是森林生长的立地条件、气候条件、林龄及其他因素的综合反映[7]，通过对大量森林实测生物量与蓄积量的研究发现，二者之间存在良好的回归关系[8]。

表1 优势树种生物量方程

生物量-蓄积量转换模型法，生物量-蓄积量转换模型(乔木林及疏林的生物量估算)：

B=aV+b

式中：B表示生物量(t),V表示蓄积量(m3),a、b为参数。各优势树种的生物量-蓄积量回归方程参数见表1，对没有明确生物量-蓄积量转换模型的树种采用近似树种参数代替。我们所用的参考系数使用的是全国参考值。

我省经济林主要包括乔木经济林和部分灌木林，乔木经济林主要是蚕场和山杏。由于蚕场和山杏的植株比较矮小没有计算蓄积量。因此我们将经济林与灌木林同用灌木林的平均生物量估算，计算公式如下：

B=A×S

式中：B表示生物量(t)，A表示单位面积生物量(thm-2)，S表示面积(hm2)。

1.2 森林植被碳储量的估算

目前国内外关于森林碳储量的估算通常采用森林生物量乘以含碳系数推算而得。含碳系数普遍采用0.45或0.5，但由于不同植被类型的树种组成、年龄和种群结构不同，含碳系数也有所差异，仅采用固定含碳系数会使精确度降低。因此，本研究中森林碳储量以国家林业局印发的《造林项目碳汇计量监测指南》及前人已有研究成果中各树种组含碳率为依据进行测算，对于没有测算过含碳率的我们采用0.5计算。

2 结果与分析

把森林资源按照起源、树种、林种划分，通过蓄积计算生物量，然后根据生物量计算碳储量值和碳密度，进一步分析不同林种的碳储量特征值之间的关系。

2.1 天然林分树种、林种碳储量分析

通过对天然林不同树种、林种的碳储量估算，可以看出，辽宁省天然林中防护林的碳储量最高，顺序是防护林>用材林>薪炭林>特种用途林>经济林。

由表2可以看出，天然起源林分经济林很少，碳储量可以忽略，其他几个林种为主，其中防护林所占的比例最高，占比为66.7%。

表2 不同林种的天然林碳储量 t

通过对表3中针叶林、阔叶林的碳特征值进行分析，辽宁省天然林中针叶林与阔叶林的碳汇特征。通过分析我们可以看出，天然林中碳储量是针叶林<阔叶林，但是碳密度我们可以看出是阔叶林<针叶林。

表3 针阔叶林的碳汇特征值

2.2 人工林林种、树种碳储量分析

表4 人工林不同林种树种的碳储量 t

通过对人工林不同树种、林种的碳储量估算，可以得出，辽宁省人工林中用材林的碳储量最高，顺序依次是用材林>防护林>特种用途林>薪炭林>经济林。

由表4可以算出，人工林中经济林占比很少，碳储量可以忽略，主要是其他几个林种占比较高，其中以用材林所占的比例最高，为58.3%，其次是防护林，为38.2%。

通过对表5中针叶林、阔叶林的碳特征值进行分析，可以了解辽宁省人工林中针叶林与阔叶林的碳特征。

表5 针阔叶林的碳汇特征值

可以看出，人工林中碳储量是针叶林>阔叶林，碳密度也是针叶林>阔叶林。

2.3 不同林种综合碳储量分析

对天然林和人工林不同林种的数据进行综合分析,进一步分析辽宁省全部有林地的不同林种的碳储量。

5个林种的综合碳储量排序为防护林>用材林>特种用途林>薪炭林>经济林。即防护林的碳储量最大，用材林次之，防护林与用材林碳储量占全部林种的95.1% 。特种用材林、薪炭林、经济林的碳储量较少。按不同林种的资源面积排序依次为防护林>用材林>经济林>薪炭林>特种用途林。防护林面积最大，用材林次之，两者相加占全部林种面积的76.5%，最后是经济林。由此可以得出，用材林的碳密度比较大，而经济林的碳密度最小。

表6 不同林种森林资源碳储量值 t

3 结论

3.1 天然林不同树种、林种的碳储量值顺序是防护林>用材林>薪炭林>特种用途林>经济林，其中防护林所占的比例最高，为66.7%，碳储量是针叶林<阔叶林，碳密度是阔叶林<针叶林。

3.2 人工林不同树种、林种的碳储量顺序依次是用材林>防护林>特种用途林>薪炭林>经济林，其中用材林所占的比例最高，为58.3%，其次是防护林，为38.2%，碳储量针叶林>阔叶林，碳密度是针叶林>阔叶林。

3.3 全部森林资源5个林种的综合碳储量值排序为：防护林>用材林>特种用途林>薪炭林>经济林。防护林与用材林碳储量占全部林种的95.1% ，用材林的碳密度比较大，而经济林的碳密度最小。