秭歸縣退耕還林固碳釋氧效益分析

譚本旺 崔鴻俠 潘磊 馬德舉 王曉榮

摘要：本文對(duì)秭歸縣退耕還林工程主要造林樹(shù)種及其造林面積進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并對(duì)全縣退耕還林工程固碳釋氧效益進(jìn)行了測(cè)算，結(jié)果表明：秭歸縣退耕還林中經(jīng)濟(jì)林面積最大，其次是闊葉林，針葉林面積最小。工程造林面積超過(guò)1 000 hm2的樹(shù)種是依次是核桃、刺槐、柑桔、板栗、紫穗槐和茶葉。秭歸縣退耕還林工程年固碳量為64 7807 t，年釋氧量為110 468.7 t，為全縣生態(tài)環(huán)境和固碳減排發(fā)揮了巨大作用。

關(guān)鍵詞：退耕還林；固碳釋氧；秭歸縣

中圖分類號(hào)：S718.56文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004-3020（2014）03-0006-03

Analysis on Carbon Fixation and Oxygen Release Benefit of

Returning Farmland to Forest in Zigui County

Tan Benwang（1）Cui Hongxia（2）Pan Lei（2）Ma Deju（1）Wang Xiaorong（2）

（1.Zigui County Forestry BureauYichang443600； 2. Hubei Academy of ForestryWuhan430075）

Abstract： The main planting tree species and area of returning farmland to forest were analyzed in Zigui County， and the carbon fixation and oxygen release benefit was counted. The results showed the area of non-timber product forest was maximum， and that of broadleaf forest was secondly， and that of coniferous forest was minimum. The tree species which area was more than 1 000 hm2 were in the following order： Juglans regia， Robinia pseudoacacia， Citrus reticulate， Castanea mollissima， Amorpha fruticosa， Camellia sinensis. The carbon fixation amount and the oxygen release amount of returning farmland to forest in Zigui County were 64 7801 t·a-1 and 110 4687 t·a-1， respectively. The project of returning farmland to forest plays an important role for ecological environment and fixing carbon and reducing discharge of the whole county.

Key words：returning farmland to forest； carbon fixation and oxygen release； Zigui County

森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，通過(guò)植被、土壤動(dòng)物和微生物固定二氧化碳，并釋放氧氣＼[1-2＼]。隨著大氣中的CO2濃度不斷增加，導(dǎo)致大氣溫室效應(yīng)逐漸增強(qiáng)，全球氣候變暖，人類社會(huì)正面臨著生態(tài)安全的威脅。森林不僅可以消減溫室氣體，而且對(duì)緩解全球溫室效應(yīng)，以及對(duì)全球氣候變化和碳平衡都具有重要作用＼[3＼]。

退耕還林是我國(guó)實(shí)施的一項(xiàng)最大的林業(yè)生態(tài)建設(shè)工程，從保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境出發(fā)，將易造成水土流失的坡耕地有計(jì)劃，有步驟地停止耕種，按照適地適樹(shù)的原則，因地制宜的植樹(shù)造林，恢復(fù)森林植被。秭歸縣是湖北省實(shí)施退耕還林的第一批試點(diǎn)縣，迄今為止全縣共完成坡耕地退耕還林149萬(wàn)hm2，荒山荒地造林088萬(wàn)hm2。開(kāi)展退耕還林工程生態(tài)效益監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，必將對(duì)提升退耕還林工程建設(shè)和管理水平提供有力的支撐和保障。關(guān)于秭歸縣退耕還林工程的生態(tài)效益監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)主要集中在水源涵養(yǎng)和水土保持等方面＼[4-5＼]，對(duì)退耕還林固碳釋氧效益方面的研究很少。本研究對(duì)秭歸縣不同年度及不同樹(shù)種退耕還林面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并比較幾種典型退耕還林模式固碳釋氧效益，為秭歸縣退耕還林建設(shè)提供技術(shù)參數(shù)，也可為評(píng)估退耕還林工程生態(tài)價(jià)值提供依據(jù)。

1研究區(qū)概況

研究地區(qū)位于三峽庫(kù)區(qū)秭歸縣，地處湖北省西部、長(zhǎng)江西陵峽畔，位于三峽工程壩上庫(kù)首。地跨東經(jīng)110°0′～110°18′，北緯30°38′～31°11′，總面積2 427 km2。境內(nèi)地形起伏，層巒疊嶂，西南地勢(shì)高，東北低。秭歸縣平均海拔800 m，海拔最高為2 057 m，最低海拔只有400 m。秭歸縣地處中緯度，四季分明，雨量充沛，光照充足，氣候溫和，屬明顯的亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候。全縣多年平均溫度179 ℃，1月最冷，7月最熱，極端最低氣溫-89 ℃，極端最高氣溫42 ℃。全縣年平均降水量1 0068 mm，年均日照時(shí)數(shù)1 6196 h，空氣相對(duì)濕度72%。全縣坡耕地退耕還林面積149萬(wàn)hm2，工程主要造林樹(shù)種有柑桔Citrus reticulate、核桃Juglans regia、刺槐Robinia pseudoacacia、板栗Castanea mollissioma 、茶葉、落葉松、木瓜Chaenomeles sinensis、紫穗槐Amorpha fruticosa、杜仲Eucommia ulmoides、李等近50種。

2研究方法

以中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》為標(biāo)準(zhǔn)＼[6＼]，計(jì)算退耕還林的固碳量和釋氧量，見(jiàn)公式（1），（2）。

U碳=163R碳AB年+AF土壤 （1）

式中：

U碳—退耕還林工程年固碳總量（t·a1）；

A—林分面積（hm2）；

R碳—CO2中碳的含量，值為2727%；

B年—林分凈生產(chǎn)力[t·（hm2·a）-1]；

F土壤—單位面積土壤年固碳量[t·（hm2·a）-1]。

U氧=119 AB年（2）

式中：

U氧—為退耕還林工程年釋氧總量（t·a1）；

A為—林分面積（hm2）；

B年為—林分凈生產(chǎn)力[t·（hm2·a）-1]。

3結(jié)果與分析

3.1不同樹(shù)種退耕還林面積

秭歸縣自2000年實(shí)施退耕還林工程以來(lái)，共完成退耕還林14 8667 hm2，工程造林采用了柑桔、核桃、刺槐、板栗、茶葉、落葉松、木瓜、紫穗槐、杜仲、李等近50個(gè)樹(shù)種，不同樹(shù)種退耕還林面積如圖1所示。造林面積超過(guò)1 000 hm2的樹(shù)種是核桃、刺槐、柑桔、板栗、紫穗槐和茶葉，這6個(gè)樹(shù)種造林面積占全縣退耕還林總面積的787%，其中核桃面積最大，有2 4563 hm2，占165%；其次是刺槐有2 3007 hm2，占155%；柑桔有2 0511 hm2，占138%；板栗有1 8535 hm2，占125%；紫穗槐有1 7963 hm2，茶葉有1 2475 hm2，占84%。將不同造林樹(shù)種分為經(jīng)濟(jì)林、闊葉林和針葉林3大類，經(jīng)濟(jì)林造林面積最大，占全縣退耕還林總面積的526%，主要造林樹(shù)種為核桃、柑桔、板栗和茶葉；其次為闊葉林，占全縣退耕還林總面積的430%，主要造林樹(shù)種為刺槐、紫穗槐、香椿和銀杏；針葉林栽植面積最小，占全縣退耕還林總面積的44%，主要造林樹(shù)種為落葉松、杉木、柏木和馬尾松，除落葉松造林面積為4384 hm2外，另外3個(gè)針葉樹(shù)種造林面積均不到1000 hm2。

圖1秭歸縣不同樹(shù)種退耕還林面積

3.2不同年度退耕還林面積

秭歸縣2004年退耕還林面積最大，為5 3333 hm2，其中核桃栽植面積最大，為1 6476 hm2；退耕還林面積其次的年份為2000年，本年度主要造林樹(shù)種為柑桔、刺槐和茶葉等；退耕還林任務(wù)最少年份為2006年，僅為2000 hm2。秭歸縣不同年度退耕還林面積如圖2所示。

圖2秭歸縣不同年度退耕還林面積

3.3固碳釋氧效益

將秭歸縣退耕還林類型分為經(jīng)濟(jì)林、闊葉林和針葉林3大類，選擇各類型中造林面積最大的樹(shù)種作為監(jiān)測(cè)模式，其中經(jīng)濟(jì)林模式選擇核桃和柑桔，闊葉林模式選擇刺槐，針葉林模式選擇落葉松，對(duì)這4種監(jiān)測(cè)模式選擇立地條件相近、年齡相同的林分設(shè)置樣地，并進(jìn)行調(diào)查取樣與測(cè)定分析，結(jié)果見(jiàn)表1。從表中可知，刺槐和落葉松林分凈生產(chǎn)力較高，而柑桔林分凈生產(chǎn)力很低；刺槐林土壤年固碳能力強(qiáng)于其它3種林分，核桃、柑桔和落葉松土壤年固碳量差別不明顯。

表1不同模式固碳釋氧指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果

模式核桃柑桔刺槐落葉松

林分凈生產(chǎn)力

/t·（hm2·a）-1635284802852土壤年固碳量

/t·（hm2·a）-1103137206147

根據(jù)公式（1）（2），計(jì)算出4種監(jiān)測(cè)模式的年固碳量分別為核桃9 4631 t；柑桔5 3993 t；刺槐12 9412 t；落葉松2 3047 t。刺槐林年固碳量最大，這既與刺槐林分凈生產(chǎn)力和土壤固碳能力有關(guān)，同時(shí)還受林分面積的影響。4種監(jiān)測(cè)模式的年釋氧量分別為核桃18 5160 t；柑桔6 9319 t；刺槐21 9574 t；落葉松4448 t。

根據(jù)秭歸縣退耕還林中經(jīng)濟(jì)林、闊葉林和針葉林的總面積，計(jì)算得出全縣退耕還林年固碳量為64 7807 t，其中經(jīng)濟(jì)林年固碳量為25 3578 t；闊葉林為35 9741 t；針葉林為3 4488 t。全縣退耕還林年釋氧量為110 4687 t，其中經(jīng)濟(jì)林年釋氧量為42 7800 t；闊葉林為61 0375 t；針葉林為6 6512 t。

4結(jié)論與討論

秭歸縣退耕還林工程主要造林樹(shù)種是核桃、刺槐、柑桔、板栗、紫穗槐和茶葉等，這6個(gè)樹(shù)種造林面積占全縣退耕還林總面積的787%，其中核桃2 4563 hm2，占165%；刺槐2 3007 hm2，占155%；柑桔2 0511 hm2，占138%；板栗1 8535 hm2，占125%；紫穗槐1 7963 hm2，茶葉1 2475 hm2，占84%。將全縣退耕還林類型劃分為經(jīng)濟(jì)林、闊葉林和針葉林3大類，經(jīng)濟(jì)林面積最大，占526%；其次為闊葉林，占430%；針葉林最小，占44%。秭歸縣2004年退耕還林任務(wù)最多，其次為2000年，退耕還林任務(wù)最少的年份是2006年。

秭歸縣退耕還林工程年固碳量為64 7807 t，其中經(jīng)濟(jì)林年固碳量為25 3578 t；闊葉林為35 9741 t；針葉林為3 4488 t。全縣退耕還林年釋氧量為110 4687 t，其中經(jīng)濟(jì)林年釋氧量為42 7800 t；闊葉林為61 0375 t；針葉林為6 6512 t。目前應(yīng)持續(xù)開(kāi)展退耕還林等生態(tài)建設(shè)工程，增加森林面積，提高植被固碳釋氧能力，實(shí)現(xiàn)建設(shè)良好生態(tài)環(huán)境和固碳減排雙贏的目標(biāo)。

森林固碳釋氧量受森林面積和單位面積林分固碳釋氧能力共同影響。秭歸縣退耕還林三大類型中，闊葉林單位面積固碳釋氧量最大，針葉林其次，經(jīng)濟(jì)林最小，因此在秭歸縣實(shí)施退耕還林工程時(shí)，栽植闊葉林能更好地發(fā)揮工程固碳釋氧效益。本研究只針對(duì)固碳釋氧這一指標(biāo)進(jìn)行了分析，在綜合評(píng)價(jià)退耕還林生態(tài)效益時(shí)，還應(yīng)考慮水源涵養(yǎng)、水土保持、凈化大氣環(huán)境和生物多樣性保護(hù)等效益指標(biāo)，以此來(lái)確定秭歸縣最適宜的退耕還林類型或模式。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：鄭京津）