黑龍江省重點(diǎn)生態(tài)公益林區(qū)域碳儲量分析

楊琪1，邸冰2

(1.云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,云南 昆明 650051;2.黑龍江省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院，黑龍江 哈爾濱 150080)

摘要以黑龍江省市縣林區(qū)重點(diǎn)生態(tài)公益林為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對黑龍江省森林碳儲量及碳匯能力進(jìn)行了研究分析，得出黑龍江省市縣林區(qū)各林分類型碳儲量匯總表。

關(guān)鍵詞重點(diǎn)生態(tài)公益林；碳儲量；碳匯能力

收稿日期：2015-08-24

作者簡介：楊琪(1981-)，女，云南昆明人，大學(xué)，工程師，現(xiàn)從事林業(yè)調(diào)查研究.

中圖分類號：S718.5

1分析的目的及意義

碳匯是指從空氣中清除二氧化碳的過程、活動、機(jī)制。森林碳匯主要是指植物吸收大氣中的二氧化碳并將其固定在植被或土壤中，從而減少該氣體在大氣中的濃度。20世紀(jì)80年代以來，全球氣候變暖問題日趨引起國際社會的廣泛關(guān)注。過去50年的增溫更為突出，主要是人類大量燃燒化石原料，以及具有貯碳功能的森林被毀壞，導(dǎo)致大氣層中二氧化碳等溫室氣體含量大幅度增加。由于我國工業(yè)化的迅速發(fā)展，溫室氣體排放增多，對環(huán)境產(chǎn)生影響。長期以來，由于人們對森林的全面作用重視不夠，片面追求經(jīng)濟(jì)效益最大化，在森林資源開發(fā)利用過程中忽視了森林的生態(tài)和社會效益及森林自身的再生能力，導(dǎo)致森林面積不斷減少，甚至有些地區(qū)森林已經(jīng)消失。人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境日益惡化，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、穩(wěn)定和協(xié)調(diào)發(fā)展。森林的破壞造成的損失已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了砍伐森林所獲得的經(jīng)濟(jì)利益。森林的急劇減少、生態(tài)環(huán)境日趨惡化越來越引起人們的關(guān)注，也是森林生態(tài)學(xué)家面臨的巨大挑戰(zhàn)。2005年《京都議定書》正式生效，以法律形式要求控制二氧化碳的排放，形成了林業(yè)碳匯的問題。森林碳匯應(yīng)對氣候變化，已上升為國家低碳發(fā)展戰(zhàn)略。為確切評估森林的綜合效益和價值，以期采取科學(xué)的保護(hù)和利用對策，有必要對森林資源價值的量化指標(biāo)進(jìn)行測定，主要是對森林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量及其碳匯能力的測定。據(jù)第七次中國森林資源清查資料顯示，中國森林植被的總碳貯量和碳密度分布很不均衡，東北和西南各省的碳貯量和碳密度較大。中國森林碳密度低于世界平均水平，但中國森林以中、幼齡林為主，占80%以上，表明中國森林植被具有巨大的碳匯能力，對全球碳循環(huán)具有重要作用。

2黑龍江省市縣林區(qū)森林資源情況

黑龍江省林業(yè)主要包括：地方林業(yè)(市縣林區(qū))、龍江森工集團(tuán)、大興安嶺集團(tuán)公司和各行業(yè)林業(yè)，經(jīng)營總面積3 175萬hm2，占全省土地總面積的60.5%。其中，地方林業(yè)經(jīng)營總面積814萬hm2，占全省林業(yè)經(jīng)營總面積3 175萬hm2的25.6%。現(xiàn)轄13個市(地)林業(yè)局、71個縣(市、區(qū))林業(yè)局、386處國有林場(站)、84處國有苗圃、949個鄉(xiāng)鎮(zhèn)林業(yè)工作站以及915個機(jī)械加工、林藥、科研、教育等獨(dú)立核算的企事業(yè)單位。

黑龍江省市縣林分分布于除大興安嶺林區(qū)和黑龍江省森工林區(qū)以外的全省山地、丘陵和平原，森林主要分布于黑龍江省東部、北部和南部的低山丘陵地區(qū)，平原地區(qū)分布較少。林區(qū)地勢起伏不大，15°以內(nèi)緩坡占到80%以上。森林大多屬于由溫帶濕潤針闊葉混交林退化形成的闊葉混交林和闊葉樹種純林，針葉林、針葉混交林和闊葉混交林極少。表現(xiàn)為垂直分布比較規(guī)律，垂直層次相對簡單，林分大多為喬灌草三層結(jié)構(gòu)，林內(nèi)灌木、草本的種類和數(shù)量呈由南向北、從東到西逐漸遞減的態(tài)勢。主要林分類型有軟闊葉混交林、柞樹林、白樺林、山楊林、黑樺林、硬闊葉混交林、珍貴闊葉混交林、落葉松林、云杉林、樟子松林、針葉混交林和針闊混交林等。

3基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源

3.1在黑龍江省7個區(qū)域12個典型森林生態(tài)系統(tǒng)81塊固定樣地中采集486株不同樹種的解析木、生物量及喬木層各器官(包括干、枝、葉、根)、灌木、草本、枯枝落葉、半分解層及土壤樣品，測定、分析、研究了不同年齡不同森林類型各部分各器官含碳率。

3.22006~2007年黑龍江省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院在全省市縣林區(qū)的重點(diǎn)生態(tài)公益林區(qū)域內(nèi)布設(shè)了15 858塊固定樣地。用于對重點(diǎn)生態(tài)公益林的監(jiān)測，每年這些樣地都分批更新。本文研究分析利用這15 858塊固定樣地，通過ArcGIS9.3制作黑龍江省重點(diǎn)生態(tài)公益林固定樣地分布圖；并根據(jù)各固定樣地的喬木碳儲量和生態(tài)系統(tǒng)碳儲量，以反距離加權(quán)插值法(IDW)分別計算出黑龍江省重點(diǎn)生態(tài)公益林喬木碳儲量和生態(tài)系統(tǒng)碳儲量值，并分別對喬木碳儲量分布及生態(tài)系統(tǒng)碳儲量分布的林分類型分析。得出全省各市縣林區(qū)重點(diǎn)生態(tài)公益林碳儲量分布結(jié)果。

4黑龍江省重點(diǎn)公益林碳儲量匯總

以81塊固定樣地中采集的486株不同樹種的解析木、生物量及喬木層各器官、灌木、草本、枯枝落葉、半分解層及土壤樣品的不同年齡不同森林類型各部分各器官含碳率及黑龍江省15 858塊重點(diǎn)公益林樣地為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計算全省各森林類型按齡組單位面積生物量和單位面積碳儲量。

根據(jù)2010年黑龍江省市縣林區(qū)重點(diǎn)公益林統(tǒng)計表，“有林地按起源、優(yōu)勢樹種面積蓄積統(tǒng)計表”，統(tǒng)計各林分類型〔或優(yōu)勢樹種(組)〕、各齡組林分面積，相應(yīng)乘以它們的碳密度，匯總后可得黑龍江省各縣市各林分類型的森林碳儲量。全省市縣林區(qū)森林各林分類型碳儲量匯總表(見表1)。

表1　黑龍江省市縣林區(qū)各林分類型碳儲量匯總表

由表1數(shù)據(jù)分析可知，黑龍江省森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量為 1.410 8 ×108t，其中喬木層、下木層、土壤層分別占總碳儲量的27.14%、1.52%和71.34%，各層碳儲量大小排序?yàn)椋和寥缹?1.006 4 ×108t)> 喬木層(3.829 7×107t)> 下木層(2.134 5×106t )。不同林分類型喬木層、下木層、土壤層和生態(tài)系統(tǒng)碳儲量范圍分別在5.833 6×104～1.837 0×107t、2.825×103～9.562 1×105t、2.173 6×105～4.579 3×107t、2.869 9×105～6.511 8×107t。

5重點(diǎn)公益林碳儲量綜述

作為中國氣候變化最顯著、植被對氣候變化響應(yīng)的最敏感地帶，黑龍江省森林面積和蓄積量在全國和區(qū)域碳平衡中起至關(guān)重要的作用。本文以黑龍江省市縣林區(qū)為研究對象，系統(tǒng)開展重點(diǎn)生態(tài)公益林碳儲量及碳匯能力調(diào)查，基于在各縣市生態(tài)公益林區(qū)12個林型下81塊固定樣地中486株樣木實(shí)測的樹干解析、枝解析、生物量數(shù)據(jù)，建立各樹種相容性生物量模型，按林分類型分區(qū)域分齡組測定森林生態(tài)系統(tǒng)中喬木層各器官，林下層各部分以及土壤含碳率，結(jié)合黑龍江省2006、2007年重點(diǎn)生態(tài)公益林監(jiān)測樣地數(shù)據(jù)，估算了黑龍江省各林分類型組成部分生物量及碳儲量密度；并根據(jù)黑龍江省重點(diǎn)生態(tài)公益林各樹種面積統(tǒng)計數(shù)據(jù)估算了黑龍江省各森林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量，并用GIS軟件對其空間分布特征進(jìn)行繪圖分析。黑龍江省森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量為 1.410 8 ×108t，其中喬木層、下木層、土壤層分別占總碳儲量的 27.15%、1.51%和71.34%。黑龍江省森林生態(tài)系統(tǒng)平均碳密度為180.173 7 thm-2，其中喬木層、下木層、土壤層分別為 24.89%、1.32%和73.79%。各層碳密度大小順序?yàn)椋?土壤層(132.956 8 thm-2) > 喬木層(44.835 5 thm-2)> 下木層(2.381 5 thm-2)。下木層碳密度大小順序?yàn)?半分解物(0.779 2 thm-2) > 枯葉(0.699 8 thm-2)> 枯枝(0.695 0 thm-2)> 草本層(0.137 4 thm-2)>灌木層(0.074 4 thm-2)。

喬木林是黑龍江省最主要的森林植被碳庫，其中天然林碳儲量占喬木林總碳儲量的88.1%；闊葉林碳儲量占喬木林總碳儲量的85.26%。不同齡組碳儲量以中熟林和近熟林為主，各齡組分別占喬木林總碳儲量9.15%、38.15%、25.32%和6.21%。

各林分類型各層次碳儲量有明顯的差異，主要是森林面積的差異造成的。面積大的森林類型，碳儲量就大。如軟闊混交林，其面積占到全省森林面積的44.66%，故其喬木層碳儲量也最大，占喬木層總碳儲量的47.97%。其次分別為柞樹林，白樺林和人工落葉松林，分別占喬木層總碳儲量的19.52%，6.82%，6.79%。

6理論意義

森林資源碳儲量及碳匯能力分析是評價生態(tài)公益林經(jīng)營成效的重要指標(biāo)之一。將其納入我省國家重點(diǎn)生態(tài)公益林生態(tài)效益監(jiān)測體系，通過對各森林植被類型碳匯能力的調(diào)查，建立森林生態(tài)系統(tǒng)固碳功能和碳儲量的數(shù)學(xué)模型，從而科學(xué)計算和評價我省國家重點(diǎn)生態(tài)公益林的固碳量和固碳功能，提高社會對國家重點(diǎn)生態(tài)公益林作用的認(rèn)識。將為我省開展森林碳匯及其經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易活動以及政府生態(tài)建設(shè)決策打下堅實(shí)基礎(chǔ)。