根河林业局乔木层碳储量分布特征

张铃，铁牛，2，刘洋，张晨

(1.内蒙古农业大学林学院，内蒙古 呼和浩特 010019；2.内蒙古自治区林业科学研究院，内蒙古 呼和浩特 010010)

森林生态系统是陆地生态系统中重要的碳储存库[1]，在降低大气CO2浓度、平衡碳循环和减缓全球气候变化等方面发挥着重要的作用[2]。对森林的生物量、碳储量的研究已成为全球碳循环研究中的重点内容，也是森林经理学的研究热点。

东北林区是我国最大的天然林区，至第八次森林资源清查结束，东北林区的碳储量和碳密度均高于其他林区。大兴安岭林区是我国东北地区重要的天然林区，根河林业局地处大兴安岭的腹地，是内蒙古大兴安岭重点国有林管理局的所属企业之一。根河林业局森林资源极其丰富，天然林面积广阔，是我国重要的木材生产地以及生态屏障，在我国林业占有至关重要的地位，对根河林业局碳储量的研究有着重要的意义。

本文利用内蒙古根河林业局森林资源二类调查数据，推算出根河林业局森林生态系统乔木层的碳储量、碳密度，并通过对数据的分析，阐述根河林业局森林乔木层植被碳储量分布特点。

1 研究区概况

根河林业局隶属内蒙古自治区呼伦贝尔市根河市和额尔古纳市、牙克石市行政管辖，平均海拔1000 m，地处大兴安岭西坡中段，50°25′30″～51°17′00″N，120°41′30″～122°42′30″E。根河林业局东连甘河林业局，西靠得耳布尔林业局和额尔古纳市，北与金河林业局毗邻，南与图里河、伊图里河、克一河林业局接壤。根河林业局属寒温带湿润型森林气候，同时具备大陆性季风气候的某些特征：寒冷湿润，冬季漫长，无霜期短，气温年、日较差大。年平均气温为-4.9 ℃。极端最高气温35.4 ℃，极端最低气温-49.6 ℃。

2 研究方法

2.1 生物量估算

采取生物量转换因子法对研究区域进行研究。我国学者方精云等，在1996年基于收集到的全国各地生物量和蓄积量的研究数据，得出了21个优势树种的计算参数并建立了蓄积量与生物量回归方程[3]。本文利用方精云等建立的回归方程来计算各乔木树种生物量。

B=aV+b

式中：a、b均为常数；B为森林生物量(t/hm2)；V为森林蓄积量(m3)。

本次测算所需的相关参数详见表1。

表1 各优势树种生物量与蓄积量回归方程参数

2.2 碳储量估算

目前，国际组织以及世界各国对森林碳储量的估算，普遍采用的方法是通过直接或间接获得森林生物量再乘以生物量中碳元素的含量(含碳系数)推算而得。

C=B×Cc

式中：C为碳储量(t)；CC为含碳系数。

2.3 碳密度估算

利用碳储量与面积的比对碳密度进行计算。

ρc=C/A

式中：ρc为碳密度(t/hm2)；A为森林面积(hm2)。

3 结果与分析

在12个林场中，总面积约为63.21×104hm2，有林地面积为51.38×104hm2，约占根河林业局总面积的81.28%，乔木层总蓄积量为45.65×106hm3，乔木层的总碳储量(包括优势树种和散生树种)约为21.71 Tg，碳密度为42.26 t/hm2。

3.1 乔木层碳储量林场分布状况

按林场划分，约安里的碳储量最多，为2.54 Tg，其次是萨吉气2.41 Tg，下央格气最少为1.08 Tg。碳储量分布情况为：约安里>萨吉气>角刀木>潮查>乌力库码>冷布露>木瑞>开拉气>乌力依特>好里堡>上央格气>下央格气。碳密度最大的林场是角刀木林场，为49.37 t/hm2；碳密度最少是约安里林场，为37.18 t/hm2。由此可见，各林场碳密度大小差距较为显著，这主要取决于林场有林地面积的大小。其分布情况为：角刀木>乌力库码>好里堡>潮查>木瑞>冷布露>下央格气>萨吉气>上央格气>乌力依特>开拉气>约安里。

3.2 乔木层碳储量龄组分布状况

图1 各林龄碳储量和碳密度分布情况

森林乔木层的林龄对碳储量和碳密度有直接影响，按照龄组划分，不同龄组的碳密度也存在较大差异，整体上碳密度有随林龄增加呈明显增加的趋势。根河林业局森林主要以中龄林为主，占总面积的54.46%，其碳储量约占总碳储量的53%。分布状况为：中龄林>近熟林>成熟林>过熟林>幼龄林，如图1所示。

3.3 乔木层碳储量优势树种分布状况

按照树种划分碳储量，总碳储量分布：兴安落叶松>白桦>山杨>柳树>樟子松>甜杨>黑桦>云杉。由于甜杨、黑桦和云杉多为散生木，总蓄积量和碳储量较小，所以将其归为其他树种中。其中，兴安落叶松的碳储量最大为14.86 Tg，约占根河林业局乔木层总碳储量的68.5%，其次是白桦碳储量为6.28 Tg，约占总碳储量的28%。其余树种多为散生木，总蓄积量较小。

4 结论

通过对根河林业局森林乔木层植被碳储量的估算，以及对不同林场、起源、群落类型、龄组和优势树种的碳储量和碳密度分布情况进行分析，得出以下结论：

(1)在十二个林场中，约里安林场的碳储量最多，为2.54 Tg。碳密度最低的林场也是约安里37.18 t/hm2，最高为角刀木49.37 t/hm2。根河林业局森林乔木层各林场碳密度分布为西南(乌力库码、冷布露、角刀木、好里堡、木瑞、潮查)和东北(萨吉气、约安里)较高、中部(乌力依特、开拉气、上央格气、下央格气)较低。这种分布格局主要受2003年5·5特大过境火影响，致使根河林业局上央格气、下央格气、开拉气和乌力依特4个林场遭受森林火灾[6]，从而导致该地区有林地面积减少，各林场碳密度的不均匀分布。

(2)在根河林业局森林生态系统中，天然林是根河林业局森林的主体，占有林地的97.35%。大兴安岭是我国最大的天然林林区，受人为干扰较少，物种丰富度较高，结构复杂，再加上森林抗逆性强，所以固碳能力更强，碳储量和碳密度高；人工林则存在树种单一，结构简单，抗逆性差等问题，因此森林质量不高，固碳能力远低于天然林。这总面积也说明根河林业局森林植被具有较大固碳潜力。

(3)研究结果表明，根河林业局森林乔木层碳密度随着林龄的增长呈现递增的趋势，其中幼龄林过渡到中龄林及中龄林过渡到近熟林的阶段涨幅最大，而中龄林面积最大，约为有林地总面积的54.46%，碳储量最高，因此的森林植被生物量碳储量将处于持续增长之中，固碳能力将会不断增加，是一个潜在的巨大碳库。未来，随着大量低龄林逐渐发展为成熟林，这将对内蒙古自治区森林生态系统碳储量做出重要贡献。

(4)在主要优势树种中，兴安落叶松碳储量最高，占总碳储量的68.5%。有关研究表明，兴安落叶松林的生物量碳密度增长速率较其他林型更大。在根河林业局森林生态系统中，兴安落叶松的碳储量最大。应通过科学抚育，提高林分质量，增加的碳汇能力，以此更好地提升兴安落叶松森林生态系统在全球碳循环中的作用。

通过分析研究，不仅对评价根河林业局森林乔木层碳汇功能具有一定价值，同时为未来估算大兴安岭地区及我国森林生态系统的碳密度和碳储量的研究提供数据基础。根河林业局区域研究人员可结合碳储量和碳密度的估算结果，制定科学、合理、具体的治理方案，采取合理的经营措施，积极稳妥地分步实施，对于进一步提高区域森林植被生态功能具有重要作用。