不同时期贵州马尾松林碳储量及固碳经济价值的变化

丁 波， 罗 辉

(1.贵州师范学院， 贵州 贵阳 550018； 2.贵州省林业科技推广总站， 贵州 贵阳 550001)

森林是陆地生态系统中最大的碳库，对全球气候调节具有重要作用。森林质量的好坏直接影响生态系统功能的发挥，其面积和蓄积量变化受多种因素的相互制约。马尾松(Pinusmassoniana)是我国常用的造林树种，其综合利用率高，具有速生、丰产、适应性强及耐贫瘠等特点[1]。贵州省2015年第四次森林资源二类调查结果显示，马尾松林面积160.18×104hm2，蓄积量153.71×106m3，分别占全省森林面积和蓄积量的23.98%和29.45%，在全省森林生态系统中发挥了重要作用。森林资源和碳储量在不同空间与时间均会发生变化。近年来，诸多学者从省级层面对福建[2]、广西[3]、湖南[4]和安徽[5]等省(区)碳储量动态变化及特征进行研究，同时对一些森林资源丰富的地区及县级森林碳储量[6-7]及资源变化[8]进行分析。目前，未见马尾松林碳储量及固碳经济价值动态变化的报道。为此，利用2006年和2015年贵州省森林资源二类调查的马尾松林数据，研究贵州省马尾松林资源碳储量及固碳经济价值的动态变化特征，以期为贵州马尾松林的可持续经营及其采伐方案的编制提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

贵州位于云贵高原斜坡面上，山地和丘陵面积约占92.5%，山高坡陡，纵横沟壑，垂直落差大，石漠化和水土流失较为严重，属亚热带季风气候，平均海拔1 100 m[9]。平均气温最冷月3～6℃，最热月22～25℃。森林资源丰富，土壤类型多，黄壤多集中于中部和东部，黄棕壤西北部分布较多，西南部为红壤。由于小气候特征使其植被类型丰富，分布了大量的针叶林和地带性阔叶植物，原生性植被多为常绿及落叶阔叶混交林。

1.2 数据来源

马尾松林的蓄积、面积、林龄和林组划分数据，来源于2006年和2015年的2次森林资源二类调查。

1.3 方法

1.3.1 马尾松生物量的估算 植被生物量的计算方法采用材积-生物量估测方法[4]。参照文献[10]的方法碳含量为0.459 6，利用马尾松生物量蓄积的换算系数建立植被蓄积量(V)与生物量(B)的关系。

B=0.510 4V+1.045 1

式中，B为马尾松林分生物量(t/hm2)，V为马尾松林蓄积量(m3/hm2)。

1.3.2 植被碳密度和碳储量的估算 乔木、灌木、草本和湿地被物几个层次考察森林植被的碳储量组成，数据以乔木层植被蓄积量为主，估算时只计算乔木层的碳密度和碳储量。即森林植被碳储量为植被生物量与其含碳率的乘积[3]，植被碳密度为植被碳储量除以森林面积。

1.3.3 固碳经济价值的估算 目前，森林固碳效益的计算有人工固定CO2成本法、造林成本法和碳税标准法等代表性的货币转换参数[11]。由于计算相对复杂，考虑因素较多，研究采用兰秀等[3,12]的方法计算，即森林植被固碳经济价值为固碳单价和森林植被碳储量的乘积，固碳单价纯碳的价格为174元/tC。

1.4 数据处理

采用Wps 2010和Origin 8.6对数据进行处理与制图。

2 结果与分析

2.1 不同时期贵州省马尾松林的碳密度

从表1可知，2006年和2015年从幼龄林至过熟林马尾松林碳密度平均分别为17.87 t/hm2和22.27 t/hm2。2006年和2015年其幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林的碳密度分别为10.53 t/hm2、16.44 t/hm2、20.14 t/hm2、26.17 t/hm2、16.08 t/hm2和11.12 t/hm2、19.57 t/hm2、25.82 t/hm2、31.75 t/hm2、23.10 t/hm2，2015年较2006年分别提高5.60%、19.04%、28.20%、21.32%和43.66%。2个阶段均是成熟林碳密度最大，幼龄林最小。表明，贵州马尾松林质量正逐年转好。

表1 不同时期贵州马尾松林的碳密度Table 1 Carbon density of P. massoniana forest in different periods in Guizhou t/hm2

2.2 贵州不同地区各时期马尾松林的面积与碳储量

从表2可知，2006年和2015年贵州贵阳、六盘水和遵义等地马尾松林的面积与碳储量的变化。面积：全省合计从2006年的173.12万hm2降至2015年的160.18万hm2，减少12.94万hm2，2015年较2006年平均减少7.47%。在不同地区中，贵阳、遵义、毕节和黔东南有所减少，2015年较2006年分别减少11.75%、17.10%、16.48%和18.05%；其余地区有所增加，其中六盘水和黔西南增加最多，分别增加133.33%和152.94%。碳储量：从2006年2 554.56万tC增至2015年3603.56万tC，增加1 049.00万tC，年均增长116.56万tC，2015年较2006年平均增加41.06%。贵阳、遵义和毕节等不同地区均有所增加，其中六盘水和黔西南增加最多，分别增加160.98%和188.80%；安顺和黔东南(除贵安新区外)增加相对最少，分别为12.01%和21.79%。

表2 贵州不同地区各时期马尾松林的面积及碳储量Table 2 Carbon storage and area of P. massoniana forest in different periods in Guizhou

2.3 贵州不同地区马尾松林碳储量的空间分布

从图1可知，2006年贵州不同地区马尾松林碳储量分配比例存在明显差异，贵阳、遵义、铜仁、黔东

南和黔南州碳储量共计占95.05%，2015年该地区共计占94.95%；2006年和2015年，均以黔东南占比最高，分别为27.30%和23.57%，2015年较2006年降低3.73%；遵义其次，分别为23.41%和22.54%，2015年较2006年降低0.87%；六盘水最低，分别为0.11%和0.21%，2015年较2006年升高90.91%。

2.4 贵州马尾松林固碳经济价值的变化情况

从表3看出，不同时期贵州马尾松林固碳经济价值发生明显变化，总固碳经济价值从2006年的44.45亿元增至2015年的62.70亿元，提高41.06%。幼龄林至过熟林固碳经济价值呈先增大后减小的变化，但出现的拐点不一致。2006年：中龄林最高，为20.36亿元；幼龄林其次，为13.23亿元；过熟林最低，为0.11亿元。2015年：成熟林最高，为25.65亿元；中龄林其次，为18.40亿元；过熟林最低，为1.21亿元。幼龄林和中龄林固碳经济价值2015年较2006年分别降低65.08%和9.63%；近熟林、成熟林和过熟林固碳经济价值2015年分别为2006年的2.95倍、6.22倍和11.00倍。表明，贵州马尾松林固碳能力逐渐随着时间推移而提高，森林质量向良好方向发展。

表3 贵州不同时期马尾松林固碳经济价值Table 3 Economic value of carbon sequestration of P. massoniana forest in different periods in Guizhou 亿元

3 结论与讨论

森林是动态的碳库，受面积和质量的影响较大。研究结果表明，贵州马尾松林面积从2006年的173.12万hm2降至2015年的160.18 万hm2，减少12.94 万hm2，但平均碳密度从2006年的17.87 t/hm2增至2015年的22.27 t/hm2，提高4.4 t/hm2，两次二类调查数据估算碳密度以成熟林最高，分别为26.17 t/hm2和31.75 t/hm2。碳储量从2006年的2 554.56万tC增至2015年的3 603.56万tC，增加1 049.00万tC，年均增长116.56万tC。表明，贵州马尾松林森林质量逐步提高，得益于贵州省实施的中幼林抚育项目，项目实施使林分环境得到改善，林分质量得到提高，马尾松林的碳密度提高和碳储量增加。

研究得出的马尾松林碳密度低于同期四川(26.10 t/hm2[13])和浙江(27.00 t/hm2[14])，但高于湖南(12.36 t/hm2[4])、安徽(19.84 t/hm2[5])和云南(19.84 t/hm2[15])；碳储量高于同期浙江(1 600.00万tC[14])、湖南(2 196.00万tC[3])、云南(2 611.00万tC[15])、湖北(1 956.00万tC)、四川(1 599.00万tC[12])及安徽(695.00 万tC[5])。表明，贵州省马尾松林在碳贮存方面发挥了重要作用，但由于贵州马尾松林碳密度还有提高空间，还需进一步开展森林抚育和经营，促进马尾松林的健康可持续生长。

2006-2015年，贵州不同地区马尾松林碳储量均成增加趋势，平均提高41.06%。其中六盘水和黔西南增加最多，分别增加160.98%和188.80%。2006年贵阳、遵义、铜仁、黔东南和黔南州碳储量占95.05%，2015年该地区同样占94.95%。2006年和2015年2次二类调查显示，碳储量均以黔东南占比最高，分别占27.30%和23.57%，2015年较2006年降低3.73%；遵义其次，分别占23.41%和22.54%，2015年较2006年降低0.87%。六盘水最低，分别为0.11%和0.21%，2015年较2006年升高90.91%。马尾松林碳储量分布不均，主要受林地利用方式[16]、种植习惯、土壤适应性、产业结构调整和发展模式等因素的影响。

研究结果表明，2006-2015年，贵州马尾松林固碳经济价值呈增长趋势，主要原因是中幼林面积减少，近熟林和成熟林面积增大，森林抚育及森林质量提高所致。总固碳经济价值从2006年的44.45亿元增至2015年的62.70亿元，是同期四川省马尾松林固碳经济价值27.82亿元[12]的2.25倍，显著高于河南2008年马尾松固碳价值4.0亿元[17]。不同林龄阶段，2006年以中龄林最高(20.36亿元)，2015年以成熟林最高(25.65亿元)。过熟林最低，2006年和2015年分别为0.11亿元和1.21亿元。主要原因是面积少和林分残缺所致。幼龄林和中龄林固碳经济价值2015年较2006年分别降低65.08%和9.63%；近熟林、成熟林和过熟林固碳经济价值2015年分别为2006年的2.95倍、6.22倍和11.00倍。表明，贵州马尾松林固碳能力逐渐随着时间推移而提高，森林质量向良好方向发展。