楊佳偉 王曉榮 胡興宜 劉學(xué)全 龐宏?yáng)| 付 甜 周玉芳

(1.湖北省林業(yè)科學(xué)研究院 武漢 430075；2.湖北大巴山森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站 十堰 442200；3.湖北幕阜山竹林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站 咸寧 437100；4.竹山縣林業(yè)局 十堰 442200)

如何有效減緩全球氣候變暖和溫室氣體效應(yīng)已成為全球性氣候變化日益關(guān)注的熱點(diǎn)[1]。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分，其通過(guò)光合作用將大氣中二氧化碳吸收并轉(zhuǎn)換為有機(jī)質(zhì)，固定于植物和土壤中，實(shí)現(xiàn)大氣二氧化碳濃度降低，具有較強(qiáng)的碳匯功能[2，3]。發(fā)展森林碳匯是當(dāng)前應(yīng)對(duì)氣候變暖最經(jīng)濟(jì)、最可及的手段，也是國(guó)內(nèi)外學(xué)者公認(rèn)的有效途徑之一[4]。

碳匯造林特指在確定了基線(包括確定特定時(shí)期的地表植被、人為活動(dòng)、土地利用及碳庫(kù)等狀況)的土地上，以增加碳匯能力為主要目的，對(duì)造林和林木生長(zhǎng)全過(guò)程實(shí)施碳匯計(jì)量和監(jiān)測(cè)而進(jìn)行的特殊營(yíng)造林活動(dòng)[5，6]。與一般造林活動(dòng)相比較，碳匯造林著重于森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能，對(duì)造林地的選擇[7]、基線調(diào)查[8]、樹(shù)種選擇及配置[5]、造林施工[9]、撫育管理[10]等環(huán)節(jié)以實(shí)現(xiàn)固碳減排為前提來(lái)開(kāi)展，同時(shí)必須要有相應(yīng)的方法學(xué)作支撐，并科學(xué)滿足可計(jì)量與監(jiān)測(cè)的要求[1]。目前，我國(guó)已經(jīng)制定了《造林項(xiàng)目碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)指南》(LY/T 2253-2014)、《碳匯造林技術(shù)規(guī)程》(LY/T 2252-2014)和《碳匯造林項(xiàng)目方法學(xué)》(AR-CM-001-V01)等相關(guān)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和方法學(xué)[8，9，11，12]，但碳匯造林關(guān)鍵技術(shù)又因區(qū)域、氣候、立地條件、樹(shù)種等差異而有所不同，構(gòu)建具有區(qū)域特點(diǎn)的碳匯林業(yè)發(fā)展體系，已成為有效支撐國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略的重要方式。

湖北省是全國(guó)碳排放權(quán)交易試點(diǎn)地區(qū)之一，同時(shí)還是我國(guó)低碳工作及林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)試點(diǎn)省。目前，湖北省碳匯林的發(fā)展還處于探索起步階段，缺乏規(guī)范性的碳匯造林技術(shù)，這在一定程度上限制了全省林業(yè)碳匯和碳匯交易的科學(xué)發(fā)展。基于此，本文根據(jù)碳匯林營(yíng)造特點(diǎn)，結(jié)合湖北省氣候條件及地質(zhì)特征，就碳匯造林前期工作、造林樹(shù)種選擇以及造林關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和凝練，旨在為全省碳匯林業(yè)培育和持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供技術(shù)支撐。

1 碳匯造林前期工作

1.1 造林地選擇

碳匯造林是以增加森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力為目的造林工程，為保證林地經(jīng)營(yíng)管理的可持續(xù)性，造林實(shí)施地點(diǎn)應(yīng)優(yōu)先考慮生態(tài)區(qū)位重要和生態(tài)脆弱區(qū)[13]。通常選擇造林地必須滿足以下條件：一是林地權(quán)屬清晰，且具備縣級(jí)以上人民政府核發(fā)的土地權(quán)屬等相關(guān)證書，林地盡可能相對(duì)較為集中；二是選擇水源水質(zhì)較好、土壤層次分明和環(huán)境污染較小，預(yù)期可發(fā)揮較高碳匯功能且適宜樹(shù)木生長(zhǎng)的無(wú)立木林地、宜林荒山荒地、疏林地等地塊；三是可優(yōu)先選擇具有景觀欣賞價(jià)值的區(qū)域開(kāi)展碳匯造林，同時(shí)可兼顧當(dāng)?shù)厣锒鄻有员Ｗo(hù)、防治土地退化、促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展等多重效益的發(fā)揮。

1.2 調(diào)查和作業(yè)設(shè)計(jì)

1.2.1 調(diào)查

在碳匯造林活動(dòng)開(kāi)展前，應(yīng)首先對(duì)擬實(shí)施造林地進(jìn)行必要的造林地調(diào)查和造林地基線調(diào)查?；€是指未開(kāi)展碳匯造林活動(dòng)時(shí)地表植被、人為活動(dòng)、土地利用及碳庫(kù)的狀況。一般采取分層調(diào)查的方式，對(duì)基線情況基本一致的擬造林區(qū)域，以小班為單位作為一個(gè)類型(層)進(jìn)行調(diào)查，其中無(wú)林地造林可僅考慮林木和灌木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量狀況，以反映造林地的基線情景狀況，是后期開(kāi)展碳匯計(jì)量和監(jiān)測(cè)的本底資料。同時(shí)，針對(duì)造林地的典型立地狀況進(jìn)行拍照或錄像記錄，以便與造林后的林分狀況進(jìn)行對(duì)照，可直觀反映碳匯項(xiàng)目情景變化。造林地調(diào)查主要是針對(duì)擬造林地塊提出適宜的林種、樹(shù)種和各項(xiàng)造林技術(shù)措施及其實(shí)施方案等。

1.2.2 作業(yè)設(shè)計(jì)

在造林地調(diào)查與基線調(diào)查情況下，按《造林作業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)程》(LY/T 1607-2003)[14]所規(guī)定的內(nèi)容和程序，由具有造林設(shè)計(jì)資質(zhì)的相關(guān)單位編制造林作業(yè)設(shè)計(jì)，將所選取的造林技術(shù)措施對(duì)應(yīng)到相應(yīng)造林小班。作業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)包含造林作業(yè)區(qū)現(xiàn)狀、造林種草設(shè)計(jì)、未成林撫育設(shè)計(jì)、輔助工程設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

碳匯造林作業(yè)設(shè)計(jì)需嚴(yán)格遵守減少造林活動(dòng)所產(chǎn)生的碳泄漏和碳排放的要求，對(duì)整地方式、樹(shù)種配置、栽植方法、施肥、撫育管理等過(guò)程和技術(shù)環(huán)節(jié)提出相應(yīng)措施，并落實(shí)到對(duì)應(yīng)小班。對(duì)造林地中的極小種群、珍稀瀕危動(dòng)植物保護(hù)小區(qū)要制定有效保護(hù)保育措施[9]。

2 造林方法與技術(shù)

2.1 主要造林樹(shù)種選擇及配置

樹(shù)種選擇是造林成敗的關(guān)鍵，因地制宜的選擇適生性好、高碳匯能力的樹(shù)種，同時(shí)合理選擇和搭配林分，可有力提高林分碳匯功能整體效益。不同森林生態(tài)系統(tǒng)由于所處的地理區(qū)域環(huán)境、氣候條件、土壤特性、物種組成差異性較大，其群落和樹(shù)種所具有的碳匯功能也會(huì)存在較大差異[3]。碳匯林樹(shù)種選擇堅(jiān)持以下基本原則：一是盡量選擇固碳能力強(qiáng)、生命力強(qiáng)的樹(shù)種，兼顧生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)多種效益；二是造林樹(shù)種的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性應(yīng)當(dāng)與造林地立地條件相適應(yīng)，盡量做到適地適樹(shù)，優(yōu)先選擇種源有保障、繁育技術(shù)較成熟的優(yōu)良鄉(xiāng)土樹(shù)種；三是選擇穩(wěn)定性好、抗逆性強(qiáng)的樹(shù)種，并與當(dāng)?shù)赝临|(zhì)相適應(yīng)，兼具有耐熱、耐寒、耐酸堿的特性；四是因地制宜確定闊葉樹(shù)種與針葉樹(shù)種配置比例，提倡多樹(shù)種配置和營(yíng)造混交林，盡量做到速生與慢生樹(shù)種相結(jié)合，陰性與陽(yáng)性樹(shù)種相結(jié)合，防止樹(shù)種單一化。

結(jié)合碳匯林的特征和要求以及碳匯林營(yíng)造的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)湖北省氣候條件、地質(zhì)特征、立地條件[15]及各地區(qū)地帶性植被分布狀況，將全省碳匯造林區(qū)劃分為鄂東北大別山花崗巖及片麻巖山地、鄂北桐柏山區(qū)、鄂西及鄂西北秦巴山區(qū)、鄂西南武陵山巖溶石漠化山地、鄂東南幕阜山山地、長(zhǎng)江中下游兩湖平原地區(qū)，并結(jié)合森林立地分類，推薦了全省不同區(qū)域不同立地類型主要碳匯造林樹(shù)種(表1)。

表1 湖北省立地類型分區(qū)及主要碳匯造林樹(shù)種

表1 湖北省立地類型分區(qū)及主要碳匯造林樹(shù)種 續(xù)表

表1 湖北省立地類型分區(qū)及主要碳匯造林樹(shù)種 續(xù)表

決定碳匯造林項(xiàng)目邊界范圍內(nèi)林木生物質(zhì)碳儲(chǔ)量的累積量取決于各樹(shù)種的生物量大小和對(duì)應(yīng)樹(shù)種的含碳率。根據(jù)多年生產(chǎn)實(shí)際和文獻(xiàn)資料收集，總結(jié)了湖北省主要造林樹(shù)種(組)生物量含碳率，由表2可知，大部分針葉樹(shù)種木質(zhì)特性含碳率會(huì)普遍略高于闊葉樹(shù)種，而軟闊類略低于硬闊類樹(shù)種。同時(shí)，樹(shù)種碳匯能力與生物量累積速度、生物量含碳率均相關(guān)，樹(shù)種生物量累積速度和立地條件、造林密度、森林撫育等多項(xiàng)因子相關(guān)。因此，結(jié)合碳匯造林項(xiàng)目實(shí)施目的，碳匯林樹(shù)種選擇可以根據(jù)項(xiàng)目計(jì)入期統(tǒng)籌考慮，如碳匯記入期20年的碳匯林，建議以速生針葉或速生闊葉樹(shù)種為主；碳匯計(jì)入期為60年的碳匯林，則可選擇硬闊類或針闊混交模式。

表2 湖北省主要造林樹(shù)種(組)生物量含碳率參考值

2.2 整地

(1)整體方式及規(guī)格：根據(jù)立地條件、林種、樹(shù)種、造林方法等綜合確定整地方式和規(guī)格[9]，一般采用明穴整地，并要滿足保持水土、保護(hù)并利用已有植被、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等基本原則。一般于春季隨整隨造為主，或根據(jù)樹(shù)木特性可選擇上一年冬季整地，植穴規(guī)格以40 cm×40 cm×30 cm或50 cm×50 cm×40 cm為宜。對(duì)于土壤水肥條件較好的山地，以沿等高線帶狀或穴狀整地為主；對(duì)于五節(jié)芒等火災(zāi)頻發(fā)地，整地時(shí)清除種植穴半徑1 m范圍內(nèi)枯萎五節(jié)芒；對(duì)于巖溶石漠化區(qū)、石質(zhì)山地等困難立地條件的區(qū)域，采取不規(guī)則整地方式，選擇有土壤的地方進(jìn)行穴狀整地，盡可能減少土地?cái)_動(dòng)；嚴(yán)重侵蝕地侵蝕溝密布，表土流失，殘存心土，采用水平階整地，沿等高線將坡面修成狹窄的臺(tái)階狀臺(tái)面，稍向內(nèi)傾斜，雨水充沛地區(qū)需要鋪設(shè)秸稈，減少瞬時(shí)暴雨對(duì)造林地的水力侵蝕，增加雨水入滲量，降低坡面徑流速度，同時(shí)秸稈分解后提升土壤有機(jī)質(zhì)，或鋪設(shè)可降解三維網(wǎng)，噴撒草籽穩(wěn)固土壤；對(duì)于需要蓄水保土的石質(zhì)山地，可采用魚鱗坑整地。不宜全面清林和煉山，禁止全墾整地，以減少因整地產(chǎn)生的碳泄露。

(2)種植點(diǎn)配置方式：根據(jù)立地條件及造林樹(shù)種選擇合適的種植點(diǎn)配置方式，主要包括正方形配置(株行距等距)、長(zhǎng)方形配置(行距大于株距)、品字形配置、正三角形配置，對(duì)于石漠化、石質(zhì)山地等根據(jù)土壤分布條件采取不規(guī)則隨機(jī)布設(shè)配置，但要確保規(guī)劃的造林密度。同時(shí)，科學(xué)保護(hù)造林地原生散生木，對(duì)不影響樹(shù)種生長(zhǎng)灌木和草本植物應(yīng)盡量保留，在山腳、山頂保留10～20 m寬的原生植被保護(hù)帶。

2.3 回土與基肥

栽植前應(yīng)對(duì)植穴進(jìn)行回土，打碎土塊并清除樹(shù)根與石塊，將表土回填，再將新土填入植穴。當(dāng)回土至穴深1/3～1/2時(shí)施入基肥，基肥與穴土充分匯合，以有機(jī)肥或氮磷復(fù)合肥為主，基肥平均每穴施入量不低于0.25～0.50 kg。干旱貧瘠土地和表土流失的嚴(yán)重侵蝕地，為保證成活率及新造林生長(zhǎng)必須施用基肥。待回土和施基肥完成后，在穴面開(kāi)蓄水小穴，以提高造林成活率。

2.4 造林方式與時(shí)間

碳匯造林宜采用人工植苗造林，生物學(xué)特性有特殊要求的樹(shù)種可選擇播種造林或分殖造林。例如殼斗科櫟類樹(shù)種在土壤水肥條件較差情況下可采用播種造林。造林時(shí)間宜選擇在春季的陰雨天后集中進(jìn)行，栽植40 d后檢查造林成活情況，發(fā)現(xiàn)死株、缺株應(yīng)及時(shí)補(bǔ)苗，確保造林成活率90%以上。

2.5 播種與栽植

2.5.1 播種造林

在植穴中均勻播入數(shù)粒(大粒種子)至數(shù)十粒(小粒種子)，然后覆土輕輕鎮(zhèn)壓[14]。覆土厚度一般根據(jù)種粒大小、造林季節(jié)、土壤質(zhì)地及濕度的不同靈活掌握，大體上為種子短徑的2～3倍，粘重土壤適當(dāng)薄一些，沙性土壤適當(dāng)厚一些。不同樹(shù)種在不同地區(qū)的適宜播種季節(jié)有明顯差別，根據(jù)造林地氣候特點(diǎn)確定，以保證苗木有較長(zhǎng)的生長(zhǎng)期為原則選擇時(shí)間，使林木能夠充分木質(zhì)化，并安全越冬。

2.5.2 植苗造林

使用裸根苗或容器苗造林，裸根苗木栽植前應(yīng)對(duì)苗木根部進(jìn)行浸水、蘸漿或浸蘸ABT生根粉處理；容器苗采用1 a生、地徑0.8 cm以上、高80 cm以上，無(wú)病蟲(chóng)害和機(jī)械損傷，根系發(fā)達(dá)且木質(zhì)化充分的Ι級(jí)苗木。采用大苗造林時(shí)，使用容器苗或者帶土球苗木，植穴要略大于容器或土球尺寸。栽植時(shí)保持苗木立直，深度適中，確保根系伸展充分，填土至植穴1/2后提苗踩實(shí)，再填土踩實(shí)，最后覆上虛土，并及時(shí)澆足定根水。石漠化地區(qū)土壤粘重，土體緊實(shí)，需要外力破碎土塊再回填，避免土壤回填不緊實(shí)導(dǎo)致苗木根系水分吸收不足；石質(zhì)山地土層瘠薄，基巖裸露，采用保水劑、覆膜造林或保水劑+覆膜造林，保證存活率，同時(shí)需要撒草籽穩(wěn)固瘠薄土層并保持水分。提倡就地育苗或就近調(diào)苗，減少由于苗木運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的碳泄漏。

2.6 撫育管護(hù)

撫育是保證苗木存活率、保存率，提高碳匯林樹(shù)木生長(zhǎng)勢(shì)的重要措施。碳匯造林要落實(shí)三年3次撫育管護(hù)期，造林后當(dāng)年7～8月進(jìn)行第1次撫育，第2年和第3年于每年5～6月各撫育1次，撫育內(nèi)容主要包括間苗定株、補(bǔ)植、除草、施肥等措施。

2.6.1 間苗定株

針對(duì)播種造林，待苗木出土后一個(gè)生長(zhǎng)季，進(jìn)行間苗，在未成林期末前完成定株。同時(shí)植苗造林一個(gè)生長(zhǎng)季之后，根據(jù)種植苗木存活情況在造林季節(jié)進(jìn)行補(bǔ)植，以保持合理的林分密度。

2.6.2 除草

以帶狀或塊狀方式進(jìn)行除草，重點(diǎn)割除種植點(diǎn)周邊1 m半徑范圍內(nèi)雜清理出充足的林木生長(zhǎng)空間。五節(jié)芒長(zhǎng)勢(shì)旺盛地區(qū)需要造林當(dāng)年5～6月和7～8月各一次林地?fù)嵊?，次?月?lián)嵊?次，第三年6月?lián)嵊淮?，撫育?nèi)容均為清除苗木半徑1 m范圍內(nèi)生長(zhǎng)的五節(jié)芒，監(jiān)測(cè)苗木長(zhǎng)勢(shì)，若受五節(jié)芒干擾較大，增加撫育清除頻次，直至林木生長(zhǎng)不受影響。鄂西旺盛生長(zhǎng)的葛藤易纏繞苗木，造林后需要有專人管護(hù)，定期巡查，全域清除葛藤，直至林分郁閉。碳匯林造林的未成林期除草任務(wù)是決定造林成活的重要措施。

2.6.3 施肥

施肥主要是針對(duì)土壤貧瘠的造林地，用以改良土壤，可后在撫育管護(hù)期追肥，每次每株施復(fù)合肥0.15～0.30 kg，與除草、松土、培土等工作同步，沿樹(shù)冠投影兩側(cè)開(kāi)挖適度淺溝，用土覆蓋壓實(shí)。

2.6.4 未成林管護(hù)

針對(duì)碳匯新造林充分落實(shí)森林防火、林木病蟲(chóng)害防治，保障林分的健康狀況和穩(wěn)定性，降低林內(nèi)碳排放和碳泄漏風(fēng)險(xiǎn)。一是加強(qiáng)對(duì)林內(nèi)防火通道的建設(shè)、維護(hù)，定期清除林地清理產(chǎn)生的灌草、撫育采伐的剩余物等枯死組織，減少林地可燃物；二是對(duì)碳匯造林過(guò)程中或成林后的病蟲(chóng)害，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控，及時(shí)隔離和清除病蟲(chóng)危害木，有效減少病源，主要采取以生物防治為主的森林病蟲(chóng)害綜合防治措施。

2.7 其他工作

及時(shí)做好調(diào)查卡片填寫、資料整理、碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè)工作。根據(jù)項(xiàng)目各相關(guān)資料完善檔案管理，長(zhǎng)期跟蹤做好項(xiàng)目實(shí)施效果和效益情況評(píng)價(jià)[16]。特別是要嚴(yán)格記錄碳匯造林活動(dòng)，如造林活動(dòng)中的整地、苗木運(yùn)輸、澆水施肥、撫育管理等過(guò)程中施用機(jī)械器具增加的溫室氣體排放，這將作為碳匯計(jì)量和監(jiān)測(cè)的重要依據(jù)。

3 建議與對(duì)策

開(kāi)展碳匯造林已成為踐行“雙碳”戰(zhàn)略的重要手段，在科學(xué)規(guī)劃基礎(chǔ)上，如何將碳匯林建設(shè)落實(shí)到位，這將決定未來(lái)碳匯林能否有效發(fā)揮其重要作用。結(jié)合以上對(duì)湖北省碳匯造林技術(shù)等方面闡述，提出以下幾點(diǎn)建議：

(1)碳匯計(jì)入期為20～60年，項(xiàng)目實(shí)施前需考慮造林地土地使用權(quán)在計(jì)入期內(nèi)發(fā)生變化的可能性，避免因土地使用權(quán)問(wèn)題而導(dǎo)致項(xiàng)目中斷。評(píng)估項(xiàng)目實(shí)施單位是否具有可行的營(yíng)造林方案和保障措施，確保造林成效可以得到有效保護(hù)。

(2)科學(xué)評(píng)估、精準(zhǔn)計(jì)量。項(xiàng)目實(shí)施基線情形與額外性論證、事前及事后碳層劃分、基線碳匯量、項(xiàng)目碳匯量等計(jì)算評(píng)估均涉及多項(xiàng)運(yùn)算，設(shè)計(jì)編制單位在設(shè)計(jì)階段需嚴(yán)格參照《碳匯造林項(xiàng)目方法學(xué)》進(jìn)行評(píng)估計(jì)算。

(3)抓好撫育管護(hù)，落實(shí)績(jī)效管理制度。要在常規(guī)造林竣工、撫育竣工驗(yàn)收結(jié)束后，對(duì)管理者實(shí)行嚴(yán)格要求，制定合理管理計(jì)劃，強(qiáng)化造林后的管護(hù)工作，切實(shí)做到“三分種，七分管”，做好后期撫育工作，確保實(shí)現(xiàn)績(jī)效目標(biāo)。