杉木林分经营碳汇项目发展的潜力分析

严 洪

（福建省林业调查规划院，福建 福州 350003）

碳汇功能是森林生态服务功能的重要评价指标[1]。全球土壤有机碳库约为1.415×103～2.233×103kg，是陆地生态系统最大的碳库，是植被碳库5.075×102～6.090×102kg的2～3倍，是大气碳库7.613×102kg的2倍，其微小变化便会引起全球生态系统中CO2浓度巨大的变化。随着全球气候变暖现象越来越明显，国际社会高度关注，发展低碳经济成为主流意识，越来越受到人们的重视。国内外学者针对森林生态系统的碳汇功能和潜力进行了大量研究[2-3]。各国对碳排放相关权益的关注始于《京都议定书》的签订生效，我国于2013年开始了碳排放权交易试点，首批涉及7个省市。2016年随着福建省的加入，有8个省市开展了碳排放权交易试点。随后，国家发改委在各地试点的基础上，于2017年12月19日启动全国碳交易市场。福建是我国第8个碳汇交易试点省份，2016年12月，福建省首个森林经营碳汇项目（FFCER）第一监测期（10 a）的减排量交易完成，标志着福建省碳汇事业进入了新时期。福建省素有“八山一水一分田”的说法，独特的自然禀赋和对生态建设的重视造就了森林覆盖率长期居全国榜首的地位，也同时决定了其在增加森林碳汇供给方面的天然优势。

杉木[Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.]是我国南方各省区最重要的造林树种之一，具有生长快，产量高，材性好等优点，是我国最重要的商品材树种之一[4]。分布范围广，遍及我国南方17个省区，在东经101°30′～121°53′，北纬19°30′～34°03′之间均有分布。福建省现有杉木林面积3.61×106hm2，占森林总面积的40%左右，是今后一段时期发展森林经营碳汇项目的主体。客观评价我省杉木林经营碳汇项目的发展潜力和影响因素，可为主管部门科学决策提供依据。

1 研究方法

1.1 计算模型及步骤

计算碳汇量采用《森林经营碳汇项目方法学》中的生物量方程法。获取预测基线情景下，计入期内各年（t）各碳层不同树种的林分平均胸径（DBH）和平均树高（H），运用公式（1）计算出各碳层相应林木生物量。

式⑴中：fAB,j（V）、为树种j的单位面积林分平均地上生物量B与蓄积量V之间的相关方程。VTREE_BSL,i,j,t、Rj、ATREE_BSL,i分别为项目边界内，第t年基线第i碳层树种j林分平均蓄积量，树种j的林木地下/地上生物量，第i碳层面积。

将以上计算结果代入：

计算出计入期各年度林木碳储量。式⑵中：BTREE_BSL,i,j,t为项目边界内第t年基线第i碳层树种j的林木生物量，CFj为对应树种的生物质含碳率。

将计算得出的相邻两个年度林木碳储量代入，有

计算出计入期内各年度碳汇量（各年碳储量的变化量）。式⑶中：CTREE_BSL,i,t1为第t年林木碳储量的年变化量，CTREE_BSL,i,t为第t年第i碳层林木碳储量。

分别计算实施森林经营措施和未实施森林经营措施两种模式下各年的碳汇量。并将两种模式下得出的碳汇量代入：

参考默认泄漏量为0，即可计算出实施森林经营措施下减排量作为开发森林经营碳汇潜力。式中：CNET,t为第t年的减排量，CACTUAL,t为第t年的碳汇量，CBSL,t为第t年的基线碳汇量，LKt为第t年的泄漏量。

1.2 数据源选取及参数确定

森林经营碳汇项目对象一般为幼龄林、中龄林，本研究的基础数据来源于福建省森林资源规划设计调查（二类）结果，统计获得各地区杉木林分中幼林林、中龄林面积和蓄积量，详见表1。

表1 福建省杉木幼龄林、中龄龄面积蓄积统计表Tab.1 Area and volume of the young and middle age Chinese fir forests in Fujian province

杉木年平均生长率通过采用林业调查用表（福建省，1988.9）中材积连年生长率表计算（依据径阶分布情况计算生长率平均数作为年平均生长率），主要林分调查因子分布范围为：年龄5～55 a，平均胸径4.5～27.6 cm，平均高3.0～23.2 m，蓄积12.0～471.0 m3·hm-2。抚育措施增长率主要参考各国有林场开展森林经营过程中积累的经验数据。基于保守性原则，适用对象相同的经营措施中，选择增长率最低的措施计算[5]。详见表2。

表2 公式参数选取表Tab.2 Selection of the formula parameters

2 结果与分析

计入期设定为10a，则福建省杉木林分经营碳汇项目估算碳汇量可达7.024×107t，碳密度达到7.71×104t·hm-2。参照福建省森林经营碳汇项目（FFCER）已核证项目规模，约可再生成176个森林经营碳汇项目，按照25元/t计算，直接经济效益达到17.56亿元，项目潜力巨大。从项目的分布看，南平、三明、龙岩、宁德三地区可产生碳汇总量约占全省的85.70%以上，其中南平市估算碳汇量可达3.22×107t，占全省总量的45.78%，其次为三明市，约占全省总量的31.16%。全省碳密度平均为7.71 t·hm-2，最高的为南平市，其次为三明市，而厦门、福州、莆田地区较小。详见表3。

表3 福建省杉木林经营碳汇潜力估算表Tab.3 Potential amount of the carbon sequestration by forest management in Fujian province

3 讨论

随着生态文明建设的快速推进和“两山理论”的深入实践，“不砍树也能致富”已成共识。在广大林区推广森林经营碳汇项目，将森林的潜在碳汇能力转化为直接经济收益，助推森林经营模式和管理水平的提高。然而碳汇项目发展政策性较强，周期长，影响因素也较多。

⑴交易价格波动对森林经营碳汇项目的影响

森林经营碳汇造林的收益主要取决于碳市场交易价格的高低，也是碳汇林最主要的风险因素之一[6]。根据中国碳排放交易网，采用线上数据收集的方法统计试点省市区（北京、上海、深圳、天津、湖北、广东、重庆、福建）的碳交易价格，取平均值，详见图1。可以看出，我国碳交易交易价格偏低[7]，介于20～30元/t之间，且每月的波动较大很难满足减排的需要，也难以刺激森林经营的积极性。按照25元/t推算，扣除碳汇项目开发成本后福建省杉木林森林经营碳汇单位面积收益为193.95元/hm2，远低于目前实际的森林抚育工程成本。从经济上来说并不划算。同时，还面临经营期较长，森林经营的人工成本呈逐年上升的趋势，林木权属单位可能因经济因素毁约等风险。

图1 2014—2018年全国碳汇交易价格走势图Fig.1 Dynamics of the trading price of the carbon sequestration in China in 2014 to 2018

图2 2018—2020年福建省碳排放配额交易价格走势图Fig.2 Dynamics the trading price of the carbon emission quot a in Fujian Province in 2018 to 2020

⑵杉木林分经营管理技术的影响

森林经营碳汇是通过采取森林经营措施的方式促进森林生长，从而得到额外的碳汇量。主要的经营对象为人工幼龄林和中龄林。根据不同的森林经营类型，龄组划分也差异较大，其中幼龄林为4～15 a，中龄林为11～25 a，集约用材林和一般商品林差5 a，可能导致碳汇潜力测算差异较大。根据目前情况上看，杉木幼龄林抚育措施与其他树种类似，一般选取土壤诊断施肥和割灌除草，中龄林一般采用施肥、割灌除草和抚育间伐（透光伐、疏伐、生长伐），其他措施视区域的森林资源特点和社会经济发展情况选定。杉木作为我省重点优势用材树种，传统的森林经营技术相对成熟，但是在碳汇成熟期方面还较为薄弱。将碳汇成熟[8]与林木生长成熟期、经营成熟期结合起来的难度还较大[9]。林业经营者如何做出最佳经营决策，关键就是如何确定最佳轮伐期，但复合经营目标之间的区别直接决定着最佳轮伐期的不同，如何合理选择是比较复杂的问题。

⑶空间分布格局的差异

受福建各地气候、土壤条件（林地质量）及经营习惯等因素影响，杉木林分空间分布具有明显的分布不平衡特点，决定了杉木森林经营碳汇项目空间分布格局的差异。研究结果较客观的反映的各地区的发展潜力，其中从碳汇量来看，南平、三明发展杉木碳汇项目潜力巨大，两地占比达全省总量的76.94%，龙岩虽紧随其后，但潜在可开发项目数量较小，占比也仅为全省总量的9.09%，宁德、福州、泉州、漳州及莆田等沿海地区潜在可开发项目数量少，受经营习惯及开发成本等因素影响，基本不具备开发条件。同时，从碳密度空间分布格局来看，南平市碳密度为15.01 t·hm-2，全省最高，其次为三明市，进一步说明两地杉木林分质量好，开发潜力大。但应看到，基于保守原则，计算结果存在估值偏低的情况，尤其是南平、三明等杉木优势产区低估现象可能更为严重。

总体来说，受各地区资源现状限制，各地森林经营碳汇项目发展将会呈现差异化发展，无论是碳汇项目开发的对象还是项目自身的质量和数量差异都较大。因此，各地在制定发展思路时，需要充分考虑这些差异，因地制宜地开展森林经营碳汇项目开发工作。只要对象明确、定位准确、策略得当，各个地区森林经营碳汇项目仍有较大的开发空间。

4 小结

为了科学评价利用福建省杉木林开展森林经营碳汇项目的潜力，运用《森林经营碳汇项目方法学》提供的采用生物量方程法，以福建省森林资源建档数据为数据源，结合FFCER项目开发经验，估算了未来10 a的碳汇总量和价值量。福建省杉木林分碳汇总量为7.02×107t，碳密度为碳密度7.7 t·hm-2，可生成森林经营碳汇项目176个，保守估算价值量为17.56亿元，潜力巨大。但碳汇项目受到政策因素、碳汇交易价格、经营管理决策以及不同地区的林地质量等因素的影响。后期应加强森林管理技术、森林生长率监测等方面的研究，合理考虑林木的生理成熟期、经营成熟期以及碳汇成熟期。研究可为森林经营碳汇项目立项、审核提供技术参考。