舒蘭市森林碳匯與其他生態(tài)效益分析

程兆偉，岳曉輝，秦增亮，滿明義

（舒蘭市林業(yè)局，吉林吉林 132600）

舒蘭市位于吉林省吉林市東北部，地處東經(jīng)126°24 ～127°45’，北緯 43°08’～44°39’之間，屬于長白山地向松遼平原的過渡地帶，平均海拔高度為350 m，總有林地面積為145004.3 hm2。全市自2005年開始啟動(dòng)實(shí)施森林生態(tài)效益補(bǔ)償，截至2009年末，實(shí)施森林生態(tài)效益補(bǔ)償納入國家及省級(jí)重點(diǎn)公益林管理區(qū)域總面積為8.897萬hm2，占全市有林地總面積的61.35%。近年來，由于國際上CDM機(jī)制的確立和運(yùn)行，森林碳匯逐漸引起重視，在努力增加碳匯的背景下，舒蘭市在了解森林碳匯及相關(guān)概念、科學(xué)分析碳匯量、掌握森林生態(tài)效益的測(cè)算方法，為實(shí)施森林生態(tài)效益補(bǔ)償提供理論支撐等方面進(jìn)行了初步實(shí)踐和研究，取得了一定的成效。

1 碳源、碳匯、森林碳匯及林業(yè)碳匯概念

碳源是指自然界中向大氣釋放碳的母體。主要來自于石化工業(yè)燃料的燃燒、動(dòng)植物呼吸。碳匯是指自然界中碳的寄存體。它主要是指森林吸收并儲(chǔ)存CO2的多少，或者說是森林吸收并儲(chǔ)存CO2的能力。森林碳匯是指森林植物通過光合作用將大氣中的CO2吸收并固定在植被與土壤當(dāng)中，從而減少大氣中CO2濃度的過程。林業(yè)碳匯是指利用森林的儲(chǔ)碳功能，通過植樹造林、加強(qiáng)森林經(jīng)營管理、減少毀林、保護(hù)和恢復(fù)森林植被等活動(dòng)，吸收和固定大氣中的CO2，并按照相關(guān)規(guī)則與碳匯交易相結(jié)合的過程、活動(dòng)或機(jī)制。

2 森林固碳

根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》規(guī)定的森林生態(tài)服務(wù)功能評(píng)估指標(biāo)體系分類，森林的生態(tài)效益中的固碳釋氧功能中的固碳分為：植被固碳和土壤固碳[1]。

2.1 舒蘭市森林固碳基本分析

①植被固碳。根據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T1721-2008），森林植被固碳公式為：G植被固碳=1.63R碳AB年，其中，G植被固碳為植被年固碳量 t/a；R碳為CO2中碳的含量（27.27%）；A為林分面積（hm2）；B年為林分凈生產(chǎn)力（t/hm2·a）。計(jì)算得出舒蘭市森林植被年固碳量等于各齡級(jí)年植被固碳量之和為31570 t/a（見表1）。其中幼齡林年植被固碳量為1.63×27.27% ×43583.7×0.53=10268 t/a，以此類推，其他林齡組年植被固碳量為中齡林18816 t/a近熟林1935 t/a，成熟林509 t/a過熟林42 t/a。

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②土壤年固碳。根據(jù)目前國內(nèi)研究森林固碳成果，森林固碳總量中38%為植被固碳，62%為土壤固碳[2]。由此推算出舒蘭市森林土壤年固碳量為31570÷38%×62%=51509 t/a

綜上所述，舒蘭市森林總固碳量為83079 t/a。平均固碳水平為總固碳量÷總有林地面積=83079÷145004.3=0.57 t/（hm2·a），按國際二級(jí)市場(chǎng)價(jià)每噸市值碳匯價(jià)12歐元計(jì)算，年總固碳值99.69萬歐元，換算人民幣1097萬元。

2.2 舒蘭市森林固碳數(shù)據(jù)與國外研究成果的差異

影響森林固碳量的因素主要取決于森林所處的緯度、海拔高度、優(yōu)勢(shì)樹種、林齡等因素。根據(jù)2008年資源檔案數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，舒蘭市總有林地面積中針葉樹種11674 hm2，闊葉純林及以闊葉樹種為優(yōu)勢(shì)樹種的針闊混交林133330.3 hm2，幼齡林和中齡林占93.5%。上述因素決定了舒蘭市的森林固碳量同國內(nèi)外研究結(jié)論相比有一定的差異。國外的Sedjo（1989）[2]曾試算臺(tái)灣地區(qū)造林對(duì)碳的貯存量，在普通人工林每公頃年平均生長量為15 m3的林地，1m3可吸收0.26 t碳，平均固碳水平3.9（0.26×15）t/hm2·a而舒蘭市的森林綜合固碳水平僅為0.57 t/hm2.a。是舒蘭市的6.8倍。綜合國內(nèi)、國外研究成果，對(duì)比舒蘭市森林固碳量數(shù)據(jù)，得出的結(jié)論：森林進(jìn)行光合作用吸收大氣中的CO2，轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)碳固定于樹木體，木材為樹體的主要部份，按齡組劃分，一般幼齡林、中齡林、近熟林具有旺盛的生長力，對(duì)大氣中CO2的吸存效果就高。過熟老齡林，生命力逐漸衰退，對(duì)碳貯存功效降低。成熟林碳貯存功效介于幼齡林、中齡林和過熟林之間，因年生長量穩(wěn)定，固碳功效亦呈穩(wěn)定趨勢(shì)。臺(tái)灣等地區(qū)的熱帶林分條件好的熱帶闊葉樹種的年森林固碳水平是較高的。舒蘭與其相比，因緯度、樹種等因素，綜合固碳水平差異性大。

3 其他生態(tài)效益測(cè)算

舒蘭市自2005年啟動(dòng)實(shí)施重點(diǎn)公益林管理以來，納入補(bǔ)償?shù)膰壹笆〖?jí)重點(diǎn)公益林總面積為8.897萬hm2。重點(diǎn)公益林發(fā)揮著巨大的生態(tài)效益，除固碳效益外，其他生態(tài)效益也非常顯著。

3.1 水源涵養(yǎng)效益

森林涵養(yǎng)水源效益是通過森林生態(tài)系統(tǒng)積聚和儲(chǔ)存水分、濕潤土壤和補(bǔ)給地下水這一過程實(shí)現(xiàn)的。舒蘭重點(diǎn)公益林區(qū)域土層平均厚度為0.40 m，土壤平均非毛管孔隙度13%。根據(jù)公式：森林土壤儲(chǔ)存量=森林面積×土壤平均厚度×非毛管孔隙度，得出重點(diǎn)公益林涵養(yǎng)水源為8.897×0.40×0.13=4626萬m3。如修建同等蓄水量的水庫，按建設(shè)投資0.20元/m3計(jì)算，則上述生態(tài)公益林涵養(yǎng)水源效益的貨幣價(jià)值每年約925萬元。

3.2 固土保肥效益

森林及地上植被和地表的枯枝落葉層，能消除雨水對(duì)表土的濺蝕和地表徑流的侵蝕，具有故土保肥功能。

①固土效益。根據(jù)固土效益所采用的公式：Vft=KfSfGfDf。式中 Vft—固土效能經(jīng)濟(jì)評(píng)估價(jià)值；Kf—挖取每噸泥沙費(fèi)用（2.00元）；Sf—重點(diǎn)公益林面積（8.897萬hm2）；Gf—進(jìn)入河道或水庫泥沙占總泥沙流失量的比值（1/2）；Df—有林地比無林地減少的侵蝕量（36.85 t/hm2）。Vft=2.00×8.897×0.5×36.85=328萬元。

②保肥效益。根據(jù)保肥效益所采用的公式：Vff=dfSfPliP2iP3i。式中 Vff—森林保肥效益；df—有林地比無林地減少的侵蝕量（36.85 t/hm2）；Sf—重點(diǎn)公益林面積（8.897萬hm2）；Pli—森林土壤中N,P,K含量（N為0.37%,P為0.108%,K為2.239%）；P2i—純N,P,K折算成化肥額比例（分別為79/14，506/62，174/78）；P3i—各類化肥在當(dāng)?shù)劁N售價(jià)（N 肥 1500元/t,P肥2000元/t,K肥2000元/t）。重點(diǎn)公益林每年固土保肥效益為36.85×88970×（0.37×79÷14×1500+0.108%×506÷62×2000+2.239%×174÷78×2000）÷10000=48797萬元/a。

根據(jù)上述公式計(jì)算，得出重點(diǎn)公益林固土保肥效益每年為4.9億元。

3.3 釋氧效益

目前我國的森林資源檔案只統(tǒng)計(jì)森林的蓄積量不統(tǒng)計(jì)生物量。森林生物量與蓄積量的比值平均是1.9，木材基本密度平均是0.45 t/m3,依據(jù)《1989—1993年全國森林資源統(tǒng)計(jì)》資料中東北三省森林蓄積量數(shù)據(jù)，并結(jié)合木材基本密度（0.45 t/m3），植物通過光合作用每產(chǎn)生1 t物質(zhì)，釋O2量平均為1.41 t等指標(biāo)，推算出舒蘭市重點(diǎn)公益林年釋放O2量。根據(jù)吉林省重點(diǎn)公益林二類調(diào)查提供的數(shù)據(jù)，重點(diǎn)公益林年凈生長率2.94%，單位公頃蓄積91.5 m3，則舒蘭市區(qū)重點(diǎn)公益林年生長量為91.5×88970×2.49%÷10000=20萬m3。重點(diǎn)公益林年釋放O2為20×1.9×0.45=17萬t。標(biāo)準(zhǔn)狀況下O2的密度為1.43 kg/m3，即0.7m3/kg。17萬t O2的總體積為11900萬m3。工業(yè)制氧價(jià)格為0.71元/m3，則重點(diǎn)公益林年釋O2效益為11900×0.71=8449萬元。

3.4 森林減災(zāi)效益

舒蘭市年平均降雨量在600 mm左右，在沒有覆蓋的情況下，最大洪峰量占全年徑流12%，而有林地情況下，占全年徑流7%，即每年由于森林作用，使5%的洪水滯留在森林中，若以洪水期每米排澇費(fèi)0.05元計(jì)算，重點(diǎn)公益林防洪效益為133.4萬元（0.6m×8.897萬 hm2×10000×5/% ×0.05）。

森林覆蓋率不同，降雨也有差異。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算表明，每年增加1%的森林覆蓋率，可增加降水7.88 mm，有林地比無林地每公頃多降水4%，即每公頃有林地多降水360 mm。重點(diǎn)公益林地每年多降雨0.36×8.897=32029萬m3，按抽水灌溉0.015元/m3計(jì)算，這些重點(diǎn)公益林減免旱災(zāi)效益為480萬元，森林減災(zāi)總效益為613萬元。

綜上所述，舒蘭市重點(diǎn)公益林除去固碳效益外，水源涵養(yǎng)、固土保肥、釋放O2、森林減災(zāi)等生態(tài)效益經(jīng)過測(cè)算，每年產(chǎn)生生態(tài)效益折合貨幣價(jià)值為59112萬元。

[1]國家林業(yè)局.森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范：中華人民共和國林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T1721-2008[S].[EB/OL]（2009-12-01）[2009-04-25].http://www.forestry.gov.cn/sub/FstArticle.aspx？id=kjyj.246.

[2]何英.森林固碳估算方法綜述[J].世界林業(yè)研究，2005，18（1）：22.

[3]劉建華，吳維群，李福強(qiáng).吉林省實(shí)施中央財(cái)政森林生態(tài)效益補(bǔ)償綜合效益評(píng)價(jià)[J].吉林科技，2008，37（3）：40-43.