湖南會(huì)同縣杉木人工林管理碳匯的核算研究*

李 娟,白彥鋒,彭 陽,姜春前**,汪思龍,孫 睿,徐 睿

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所，北京 100091; 2.中國科學(xué)院沈陽生態(tài)研究所，遼寧 沈陽 110016)

湖南會(huì)同縣杉木人工林管理碳匯的核算研究*

李 娟1,白彥鋒1,彭 陽1,姜春前1**,汪思龍2,孫 睿1,徐 睿1

(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所，北京 100091; 2.中國科學(xué)院沈陽生態(tài)研究所，遼寧 沈陽 110016)

[目的]通過制定森林管理參考水平，計(jì)量并核算森林管理活動(dòng)的合格凈碳匯清除量。[方法]采用核證減排標(biāo)準(zhǔn)中農(nóng)業(yè)、林業(yè)和其他土地利用項(xiàng)目的自愿碳標(biāo)準(zhǔn)，選取其中改善森林管理的項(xiàng)目方法學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合不可抗力及湖南會(huì)同縣的杉木人工林林地資源現(xiàn)狀，進(jìn)行計(jì)量和核算湖南會(huì)同縣杉木人工林的合格碳匯量。該方法學(xué)標(biāo)準(zhǔn)包括4個(gè)碳庫，即地上部分、地下部分、枯死木和木質(zhì)林產(chǎn)品。[結(jié)果] 對30年生和23年生杉木人工林進(jìn)行森林管理活動(dòng)后，林分碳儲(chǔ)量變化量和碳匯量都有明顯增加。森林管理參考水平在考慮皆伐的碳排放后的凈碳匯量為-82.79 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2，30年生和23年生的總碳匯量分別為441.00、715.46 t二氧化碳當(dāng)量；實(shí)際合格總碳匯量分別為606.59、 881.06 t二氧化碳當(dāng)量。[結(jié)論] 不同的森林管理采伐強(qiáng)度對30年生和23年生林分碳匯量的影響差異顯著。本文分別基于湖南會(huì)同森林生態(tài)實(shí)驗(yàn)站第1代杉木人工林建立參考水平和生態(tài)站2代杉木人工林制定參考水平核算會(huì)同縣杉木人工林碳匯量，結(jié)果是基于后者參考水平核算的會(huì)同縣杉木人工林合格的碳匯量比基于前者參考水平核算的多30 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2。

碳匯核算；森林管理；參考水平；杉木林

《京都議定書》第3.3條款規(guī)定《聯(lián)合國氣候變化框架公約》(簡稱《公約》，UNFCCC)附件I締約方可以選擇計(jì)量1990年以來人為活動(dòng)(如森林管理，農(nóng)田管理，放牧地管理及植被恢復(fù)森林管理)引起的溫室氣體源排放或匯清除，其中，森林管理活動(dòng)包括除造林、再造林和毀林之外的可以引起森林碳儲(chǔ)量變化的一切活動(dòng)，并可以用于抵消其承諾期的溫室氣體減限排指標(biāo)[1]?！豆s》中森林管理定義：“森林管理”是一個(gè)林地利用和作業(yè)系統(tǒng)，其目的是可持續(xù)地實(shí)現(xiàn)森林相關(guān)的生態(tài)(包括生物多樣性)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)功能[2]。1997年聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織(FAO)在森林信息記錄中，規(guī)范了森林可持續(xù)管理的定義和指南，指出森林管理包括影響天然林和人工林的一系列管理的、經(jīng)濟(jì)的、法律的、社會(huì)的、技術(shù)的和科學(xué)的行為[3]。森林管理意指規(guī)劃并實(shí)施森林管理計(jì)劃，能夠幫助控制和調(diào)節(jié)專有物種的收獲和可持續(xù)利用，或者提高并維持森林的環(huán)境功能。

森林管理參考水平是計(jì)量森林碳匯的基準(zhǔn)，也是評(píng)價(jià)森林管理活動(dòng)碳匯效益的前提條件，涉及的因素包括：人為活動(dòng)源排放、報(bào)告要求、所有森林管理的關(guān)鍵活動(dòng)、一致性和包含的所有碳匯源[4]。森林參考水平建議考慮以下5個(gè)碳庫，包括地上生物量、地下生物量、枯落物、死有機(jī)物以及土壤。我國對生物量最早的研究是針對湖南會(huì)同杉木(Cunninghamialanceolata(Lamb.) Hook.)林的估算[5]，之后馮宗煒等[6]、田大倫等[7]也對湖南會(huì)同的杉木林進(jìn)行了相關(guān)的研究報(bào)道。

近幾年，國內(nèi)外對森林管理活動(dòng)產(chǎn)生的碳匯量進(jìn)行了大量的研究，趙坤等[8]基于會(huì)同杉木人工林生態(tài)站，計(jì)算了31年生湖南省杉木的生物量，碳(C)儲(chǔ)量達(dá)186.973 t·hm-2。張駿等[9]對浙江省杉木優(yōu)勢林和混交林的生物量和碳儲(chǔ)量進(jìn)行了比較分析，杉木優(yōu)勢林在前10年的生物量達(dá)47 t·hm-2，生物量隨林齡的增加而減少，而杉木混交林的生物量隨林齡的增加而增多。Wang等[10]用FORECAST軟件對中國東南部不同種植密度的楠木林進(jìn)行不同輪伐期和采伐強(qiáng)度的森林管理活動(dòng)，認(rèn)為能夠固定最大碳儲(chǔ)量的最適林分密度是2 000～3 000株·hm-2。盡管推薦的能夠固定最大碳匯量的輪伐期是40年，但是較長的輪伐期比短輪伐期固定的碳量多。同時(shí)，只采伐干材比全樹采伐和完全采伐能更好的維持立地質(zhì)量，且能固定更多的碳儲(chǔ)量，其中，輪伐期對森林碳匯的影響遠(yuǎn)比種植密度和采伐強(qiáng)度大。

國際上對于森林管理活動(dòng)產(chǎn)生的碳匯量主要是以現(xiàn)在的森林管理活動(dòng)為基線，通過延長其輪伐期來預(yù)測未來森林的碳動(dòng)態(tài)。Nunery等[11]通過增加一半輪伐期的方式表明，在160年中可以增加23%的二氧化碳當(dāng)量。Seely等[12]研究表明，如果將輪伐期延長到原來的3倍，則該林分可以增加固定81%的二氧化碳當(dāng)量。Plat等[13]基于1990—2000年的東南亞230萬hm2·a-1樹木被采伐的情景，研究該情景下最適合的森林管理活動(dòng)，包括3種管理措施：延續(xù)當(dāng)前的采伐速率和強(qiáng)度，采取長期有經(jīng)濟(jì)收益和對氣候變化有益的管理手段，其結(jié)果表明：(1)基線情景下，2000—2050年天然林碳儲(chǔ)量從8.9 Pg C下降到4.3 Pg C(1 Pg=1015g)，相當(dāng)于每年下降92.0 Tg C(1 Tg=1012g)，即使每年商品林的碳儲(chǔ)量增加13.3 Tg C，但總量仍然下降77.9 Tg C；(2)在長期經(jīng)濟(jì)收益的管理情景下，只有人工林的碳儲(chǔ)量增加；(3)在對氣候有益的管理情景下，碳儲(chǔ)量從2000年的8.9 Pg 增加到2050年的9.8 Pg ，每年增加18.0 Tg。

本研究以1983年(30年生)和1990年(23年生)營造的杉木純林作為研究對象，探索性的制定森林管理參考水平，核算會(huì)同生態(tài)站的杉木人工林森林管理活動(dòng)產(chǎn)生的合格碳匯量以及估算湖南省懷化市會(huì)同縣杉木人工林的森林管理活動(dòng)所產(chǎn)生的合格碳匯量。

1 研究地點(diǎn)概況

湖南會(huì)同森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站(隸屬中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所)建于1960年,位于湖南省西南部的會(huì)同縣廣坪林區(qū)(26°45′N、109°30′E)。林場面積為100 hm2，主要為常綠闊葉人工純林及混交林。氣候溫暖濕潤，海拔一般在300～1 100 m，年平均氣溫16.5℃，年降水量為1 200～1 400 mm，但降水量在年內(nèi)分配不均勻，年蒸發(fā)量1 100～1 300 mm，全年無霜期長達(dá)303 d。土壤為山地丘陵紅黃壤，地帶性植被類型為典型的亞熱帶常綠闊葉林，自然植被主要以多種栲(CastanopsisfargesiiFranch.)和石櫟(Lithocarpusglaber(Thunb.) Nakai)為主，而多年來不斷增長的人類活動(dòng)，多以杉木人工林和以馬尾松(PinusmassonianaLamb.)為主的針闊混交林，或以白櫟(QuercusfabriHance)、楓香(LiquidambarformosanaHance)為主的次生落葉闊葉混交林。

會(huì)同縣位于湖南省西南隅，懷化市南部，土地總面積224 446.0 hm2，轄7鎮(zhèn)18鄉(xiāng)，總?cè)丝?5.4萬人，其中，漢族人口占總?cè)丝诘?4.9%，侗族、苗族、土家族、回族等10余個(gè)少數(shù)民族占總?cè)丝诘?5.1%。據(jù)懷化市森林資源統(tǒng)計(jì)，會(huì)同縣林地總面積170 146.6 hm2，占國土總面積的75.81%。森林面積144 725.9 hm2，占林地面積的85.01%，森林覆蓋率為72.14%，森林蓄積量為678萬m3，其中，杉木林的面積占有林地面積的34.31%，而蓄積量占森林總蓄積的66.48%。

2 研究方法

2.1 研究對象及數(shù)據(jù)來源

以林場中1983年(30年生)、1990年(23年生)營造的杉木林以及第1代杉木林作為研究對象。30年生杉木人工純林初植密度為2 490株·hm-2，在1998年進(jìn)行了1次間伐，間伐強(qiáng)度為1 455株·hm-2；23年生的杉木人工純林初植密度為2 400株·hm-2，在2003年和2007年進(jìn)行了2次不同強(qiáng)度的間伐，間伐強(qiáng)度分別為390、300株·hm-2。

本數(shù)據(jù)來源于會(huì)同森林生態(tài)實(shí)驗(yàn)站1983年(30年生)和1990年(23年生)營造的杉木人工林和第1代杉木人工林生長過程中胸徑和樹高(數(shù)據(jù)為每個(gè)林分樣地中每木檢尺的平均數(shù))，采用陳楚瑩等[14]已建立的會(huì)同站杉木人工林生物量模型計(jì)算生物量。會(huì)同縣林業(yè)局的數(shù)據(jù)包括2004年至2013年的杉木林面積和蓄積量，其中，會(huì)同縣杉木林2010年的面積和蓄積量數(shù)據(jù)只有總數(shù)，缺少按照林齡劃分的各個(gè)齡級(jí)的具體數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

采用核證減排標(biāo)準(zhǔn)中，自愿碳市場推薦的碳補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)——農(nóng)業(yè)、林業(yè)和其他土地利用項(xiàng)目的自愿碳標(biāo)準(zhǔn)(AFOLU-VCS)，選取其中的改善森林管理(IFM)項(xiàng)目方法學(xué)標(biāo)準(zhǔn)[15]進(jìn)行計(jì)量和核算。通過生物量方程以及胸徑和樹高計(jì)量出基線情景和項(xiàng)目情景下的林木碳儲(chǔ)量變化量，并結(jié)合研究樣地的采伐、火災(zāi)以及出材量的數(shù)據(jù)，計(jì)量并核算出會(huì)同森林生態(tài)站杉木人工林的碳儲(chǔ)量變化量和森林管理活動(dòng)下合格的碳匯量。

基線情景即建立參考水平的具體指標(biāo)，包括森林管理活動(dòng)下溫室氣體的排放和轉(zhuǎn)移、森林管理的面積、森林的增長量、林齡結(jié)構(gòu)、輪伐期等，以及森林管理歷史狀況與未來的規(guī)劃和不可抗力的影響。

以第1代杉木人工林的數(shù)據(jù)以及林木的基本情況制定參考水平，以30年生和23年生杉木人工林作為項(xiàng)目計(jì)量的林分，分別計(jì)算出30年生和 23年生杉木人工林在不同強(qiáng)度的森林管理活動(dòng)下引起的碳儲(chǔ)量變化量和合格碳匯量，并比較二者的差異。在此基礎(chǔ)上分別基于湖南會(huì)同森林生態(tài)實(shí)驗(yàn)站第1代杉木人工林建立的參考水平和直接利用生態(tài)站第2代杉木人工林制定的參考水平來核算會(huì)同縣杉木人工林的森林合格碳匯量。

2.2.1 碳儲(chǔ)量變化量 根據(jù)核證減排標(biāo)準(zhǔn)(VCS)中改善森林管理(IFM)的方法學(xué)標(biāo)準(zhǔn)[9]，計(jì)量森林碳儲(chǔ)量變化量的公式為：

式中：ΔCP——在項(xiàng)目情景中的地上生物量、地下生物量、枯死木和木質(zhì)林產(chǎn)品的總變化量(t二氧化碳當(dāng)量(tCO2-eq))；ΔCt——從第1年到t年所選碳庫每年的碳儲(chǔ)量變化量(t·a-1)；t——項(xiàng)目年限；44/12——CO2和C的分子量之比(t·t-1)。

2.2.2 碳匯量 根據(jù)核證減排標(biāo)準(zhǔn)(VCS)中改善森林管理(IFM)的方法學(xué)標(biāo)準(zhǔn)[9]，計(jì)量森林碳匯量的公式為(1)～(3)式。

(1)凈溫室氣體匯清除公式：

ΔCIFM=ΔCACTUAL-ΔCBSL

(1)

式中：ΔCIFM——凈人為溫室氣體匯清除量(t二氧化碳當(dāng)量)；ΔCACTUAL——項(xiàng)目情景下的凈碳匯量(t二氧化碳當(dāng)量)；ΔCBSL——基線情景下的凈碳匯量(t二氧化碳當(dāng)量)。

(2)參考水平即基線情景下的凈碳匯量：

ΔCBSL=ΔCBSL,P-GHGBSL,E

(2)

式中：ΔCBSL,P——基線情景中所有碳庫，包括：林木(地上部分和地下部分)、枯死木(可忽略)、木質(zhì)林產(chǎn)品的碳儲(chǔ)量變化量(t二氧化碳當(dāng)量)；GHGBSL,E——基線情景下在項(xiàng)目區(qū)域中的溫室氣體排放量(t二氧化碳當(dāng)量)。

(3)項(xiàng)目情景中的凈碳匯量：

ΔCACTUAL=ΔCP-GHGE

(3)

式中：ΔCP——項(xiàng)目情境中所有碳庫，包括：林木(地上部分和地下部分)、枯死木(可忽略)、木質(zhì)林產(chǎn)品的碳儲(chǔ)量變化量(t二氧化碳當(dāng)量)；GHGE——在項(xiàng)目區(qū)域森林管理活動(dòng)引起的溫室氣體排放量(t二氧化碳當(dāng)量)。

2.3 數(shù)據(jù)處理

研究數(shù)據(jù)均使用Excel 2013進(jìn)行處理，采用SPSS 18.0的ANOVA和Duncan進(jìn)行數(shù)據(jù)的方差分析以及差異性檢驗(yàn)，并使用Sigma Plot 10.0進(jìn)行繪圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 30年生和23年生2種杉木林分碳儲(chǔ)量變化量

圖1顯示：30年生的杉木人工林于1998年即15年生時(shí)進(jìn)行了強(qiáng)度為1 455株·hm-2的森林管理采伐，導(dǎo)致在該年出現(xiàn)了碳儲(chǔ)量變化量的最小值-3.76 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2，在3年后碳儲(chǔ)量變化量恢復(fù)到伐前狀態(tài)，于4～5年后出現(xiàn)大幅度增長，在22年生時(shí)出現(xiàn)了增長緩慢的情況，之后的增長趨于平緩增加。30年生林分的碳儲(chǔ)量變化量最大值為20.01 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2。

圖1 30年生杉木林分的碳儲(chǔ)量變化量與參考水平的比較Fig.1 The comparison between carbon stock change and baseline for 30 a plantation

圖2顯示：23年生的杉木人工林，在11年生時(shí)碳儲(chǔ)量變化量最大，并于17年生和18年生時(shí)出現(xiàn)最小值，主要是因?yàn)樵?007年進(jìn)行了森林管理采伐，2年后碳儲(chǔ)量變化量恢復(fù)到伐前值，最大值為28.33 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2。

圖2 23年生杉木林分碳儲(chǔ)量變化量與參考水平的比較Fig.2 The comparison between carbon stock change and baseline for 23a plantation

3.2 不同年齡杉木人工林的碳匯量

3.2.1 30年生林分和23年生林分的碳匯量 圖3表示：30年生杉木人工林在其生長到 20年生時(shí)碳匯量達(dá)最大值75.97 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2，參考水平的最大值為22.88 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2。由于參考水平的林分沒有實(shí)施森林管理活動(dòng)，且在20年生時(shí)進(jìn)行皆伐，因此參考水平的總碳匯量比30年生杉木人工林的總碳匯量小，30年生林分的總碳匯量為441.00 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2，參考水平在考慮了皆伐的碳排放后的凈碳匯量為-82.79 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2。

圖3 30年生的杉木林分與參考水平的碳匯量比較Fig.3 The comparison between carbon sink and baseline for 30 a plantation

圖4表示：23年生杉木人工林連年碳匯變化量與參考水平的差異比較明顯，只在17和18年生時(shí)低于參考水平，主要因?yàn)?007年對23年生杉木人工林進(jìn)行了森林管理采伐，并在采伐2年后即恢復(fù)到伐前值。23年生杉木人工林的總碳匯量為715.46 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2。

圖4 23年生杉木林分和參考水平的碳匯量比較Fig.4 The comparison between carbon sink and baseline for 23 a plantation

圖5表示:30年生杉木人工林和23年生杉木人工林碳匯量分別與參考水平相減得到各自的實(shí)際合格的碳匯量。23年生杉木人工林的變化幅度較30年生的杉木人工林的小，30年生杉木人工林和23年生杉木人工林的實(shí)際合格總碳匯量分別為606.59、881.06 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2，而30年生的杉木人工林和23年生杉木人工林均在20年生時(shí)出現(xiàn)了碳匯量最大值，分別為158.77、135.88 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2。

圖5 30年生和23年生杉木林分的合格碳匯量的比較Fig.5 The comparison of eligible carbon sink of different age plantation

3.2.2 差異性檢驗(yàn) 表1、2均表明：30年生杉木人工林和23年生杉木人工林的碳匯量與參考水平的差異均極顯著(P<0.001)。表3顯示：30年生杉木人工林和23年生杉木人工林的實(shí)際合格碳匯量差異均顯著(P<0.05)。根據(jù)表1、2的檢驗(yàn)結(jié)果可知：進(jìn)行森林管理之后的林分碳匯量與未進(jìn)行森林管理的差異顯著，因此,在林分生長的過程中應(yīng)該對其實(shí)施森林管理活動(dòng)。結(jié)合表3的檢驗(yàn)結(jié)果可知：實(shí)施森林管理活動(dòng)時(shí)應(yīng)結(jié)合林分的林齡、立地、生長情況、季節(jié)等以及該森林生態(tài)系統(tǒng)主要的功能來確定對林分進(jìn)行森林管理的時(shí)間、形式以及管理強(qiáng)度等，以便實(shí)施合理的森林管理活動(dòng)。

表1 30年生杉木人工林的碳匯量與參考水平差異性檢驗(yàn)Table 1 Carbon sink and reference level diversity test of 30 years old Chinese fir plantation

表2 23年生杉木人工林的碳匯量與參考水平差異性檢驗(yàn)Table 2 Carbon sink and reference level diversity test of 23 years old Chinese fir plantation

表3 30年生和23年生杉木人工林的實(shí)際合格碳匯量Table 3 Eligible carbon sink of 30 years old and 23 years old Chinese fir plantation

3.3 會(huì)同縣杉木人工林的碳匯量

湖南省會(huì)同縣林業(yè)局提供的有關(guān)森林采伐和不可抗力的數(shù)據(jù)，沒有細(xì)分到每個(gè)樹種和林分的采伐情況以及不可抗力(火災(zāi)、病蟲害、暴雪等)造成的損失，因此，在會(huì)同縣杉木人工林碳匯的計(jì)量和核算中沒有考慮木質(zhì)林產(chǎn)品和不可抗力對湖南會(huì)同縣杉木人工林碳匯的影響。

核算合格的碳匯量首先要制定一個(gè)參考水平。本研究制定2種不同的森林管理參考水平：第1種是基于湖南會(huì)同森林生態(tài)實(shí)驗(yàn)站第1代杉木人工林建立的參考水平，同樣去掉森林采伐中木質(zhì)林產(chǎn)品(參考水平中無不可抗力)對林分碳匯量的影響部分，建立新的參考水平。由于參考水平是在同齡林的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立的，而核算的湖南會(huì)同縣2008年至2013年杉木人工林的實(shí)際合格碳匯量，包含所有的林齡組的林木，因此，采用參考水平每公頃歷年碳匯量變化量的平均值25.56 t二氧化碳當(dāng)量來進(jìn)行會(huì)同縣杉木人工林合格碳匯量的核算。表4為1992、2004—2013年基于第1種森林管理參考水平核算的合格的單位面積碳匯量，2008年湖南會(huì)同縣杉木人工林的單位面積碳匯量較2007年的小，之后呈逐年增加趨勢，且總體是2013年的最大。第2種是利用生態(tài)站2代杉木人工林制定的參考水平。

表4 基于第1種參考水平核算的湖南省會(huì)同縣單位面積碳匯量

圖6表示：在第1種森林管理參考水平下，1992年、2004—2013年湖南會(huì)同杉木人工林的總碳匯量的變化趨勢與單位面積碳匯量的變化趨勢相同。2008年的碳匯量較2007年約少2.12×105t二氧化碳當(dāng)量，除了大面積采伐外，主要是由于2008年的冰雪自然災(zāi)害造成森林面積和蓄積量的損耗，導(dǎo)致森林碳匯量下降，其中,2013年的碳匯量最大，為1.36×106t二氧化碳當(dāng)量。

在第2種參考水平下，由于參考水平是同齡林，因此,采用參考水平歷年來的每公頃碳儲(chǔ)量變化的平均值-4.36 t二氧化碳當(dāng)量，作為湖南會(huì)同縣的參考值，進(jìn)行湖南會(huì)同縣杉木人工林合格碳匯量的核算。表5是1992年、2004—2013年在第2種森林管理參考水平下核算的湖南省會(huì)同縣杉木人工林的合格碳匯量。第2種參考水平下核算的合格碳匯量均比第1種參考水平下核算的每公頃約多30 t二氧化碳當(dāng)量·hm-2，與第1種參考水平下的情況相同，也在2008年出現(xiàn)碳匯量的降低，之后又逐年增加。

圖6 第1種森林管理參考水平下湖南省會(huì)同縣杉木人工林的合格碳匯量Fig. 6 Eligible carbon sink of Chinese fir in Huitong based on the first reference level

表5 基于第2種參考水平核算的湖南省會(huì)同縣單位面積的碳匯量

圖7是在第2種參考水平的核算情況下，湖南省會(huì)同縣杉木人工林的合格碳匯量。這種變化趨勢與第1種參考水平的核算情況相同，整體呈增加趨勢，但除2008年出現(xiàn)降低之外(2008年較2007年減少了2.25×105t二氧化碳當(dāng)量)，在2011年也出現(xiàn)了降低，比2010年減少了2.39×104t二氧化碳當(dāng)量，較2008年的降低幅度小，而2013年的碳匯量最多，為2.84×106t二氧化碳當(dāng)量。

圖7 第2種森林管理參考水平下湖南省會(huì)同縣杉木人工林的合格碳匯量Fig. 7 Eligible carbon sink of Chinese fir in Huitong based on the second reference level

4 討論

目前大多數(shù)的研究都是將核算出的碳儲(chǔ)量或者碳匯量直接作為合格的碳匯量進(jìn)行碳匯估價(jià)，但是根據(jù)《京都議定書》3.4條款的規(guī)定，可以選擇計(jì)量的森林管理活動(dòng)產(chǎn)生的碳匯量，必須是人為活動(dòng)引起的。因此，在計(jì)量和核算合格的森林管理活動(dòng)產(chǎn)生的碳匯量時(shí)，必須首先制定森林管理活動(dòng)參考水平，在進(jìn)行核算時(shí)與參考水平相減，并且要考慮木質(zhì)林產(chǎn)品和不可抗力的影響，才能得到合格的森林管理碳匯量。本研究參考水平的制定，基于1代杉木人工林的數(shù)據(jù)，1代杉木人工林是已皆伐的森林，因此，在核算碳匯量時(shí)應(yīng)加上木質(zhì)林產(chǎn)品產(chǎn)生的碳匯量，參考水平碳匯量的核算結(jié)果為負(fù)值。

由碳儲(chǔ)量變化量和碳匯量曲線可知，森林碳匯量的變化趨勢與森林碳儲(chǔ)量變化量的變化趨勢基本相同。由23年生杉木人工林的碳儲(chǔ)量變化量和碳匯量變化曲線可知，杉木人工林有2個(gè)速生期，約出現(xiàn)在13年生和20年生左右。

23年生杉木人工林在2003年和2007年分別進(jìn)行了森林管理采伐，但從核算結(jié)果看，2003年的春季采伐并沒有對23年生杉木人工林的碳儲(chǔ)量變化量和碳匯量產(chǎn)生很大影響，主要是因?yàn)?3年生杉木人工林春季的采伐強(qiáng)度(390株·hm-2)比30年生杉木人工林的高強(qiáng)度采伐小，且采伐后杉木人工林處在速生期階段， 采伐后生長1年的碳儲(chǔ)量變化量和碳匯量與30年生的結(jié)果相比，沒有明顯的波動(dòng)。

本研究僅是基于30年生杉木人工林和23年生杉木人工林的3個(gè)間伐強(qiáng)度核算其碳匯量，數(shù)據(jù)較少。因此，盡管在不同的采伐強(qiáng)度下，2個(gè)林分的碳匯量的差異顯著，但還不能確定究竟哪種采伐強(qiáng)度是杉木人工林最大碳匯量的最優(yōu)間伐強(qiáng)度，這需要進(jìn)一步的研究來證明。

森林管理采伐能夠增加林分的碳匯量，但有研究表明，不同強(qiáng)度的間伐，隨著林齡的增加，對出材量的影響不顯著[16-17]。森林的價(jià)值表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)、研究方法等多方面，應(yīng)該根據(jù)具體需求，在可持續(xù)發(fā)展的前提下，追求森林價(jià)值的最大化。

5 結(jié)論

本研究以湖南會(huì)同生態(tài)實(shí)驗(yàn)站杉木人工林為研究對象，探索性的制定符合我國森林情況的森林管理參考水平，給出了制定森林管理參考水平的公式和方法，以便在其他地區(qū)進(jìn)行研究時(shí)，直接運(yùn)用該思路進(jìn)行森林管理參考水平的制定。

湖南省會(huì)同縣的碳匯量核算，在參考水平的制定中，存在一定的誤差，相比整個(gè)會(huì)同縣，生態(tài)站研究范圍有限，不能夠代表整個(gè)會(huì)同縣的杉木人工林情況，而且會(huì)同縣缺少有關(guān)森林采伐和不可抗力的詳細(xì)數(shù)據(jù)。因此，基于生態(tài)站建立的參考水平并不能完全適用于湖南會(huì)同縣杉木人工林的碳匯核算。此外，由于受研究目標(biāo)的影響，對會(huì)同站的杉木人工林設(shè)置的環(huán)境和人為干擾因素與整個(gè)會(huì)同縣的不同，所以即使是相同林齡、相同樹種的林分，在生態(tài)站中的生長情況很可能與會(huì)同縣其他地區(qū)的生長情況有差異。因此，在建立縣級(jí)森林管理參考水平時(shí)，不能僅僅考慮生態(tài)站的影響，也應(yīng)該考慮縣級(jí)水平或更高水平的影響因素。

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(責(zé)任編輯：詹春梅)

Carbon Accounting of Chinese Fir Plantation in Huitong, Hu’nan Province

LI Juan1, BAI Yan-feng1, PENG Yang1, JIANG Chun-qian1, WANG Si-long2, SUN Rui1, XU Rui1

(1. Research Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China; 2. Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, Liaoning, China)

[Objective]By determining the forest management reference level to measure and account the eligible carbon sink. [Method]Using the methodology of Improved Forest Management in Voluntary Carbon Standard for Agriculture, Forestry and Other Land Use Projects (AFOLU-VCS) to account the carbon stock and sink of Huitong of Hu’nan Province. Four carbon stocks in aboveground, underground, dead wood and wood products of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) planted in 1983 and 1990 were estimated, and the force majeure was also taken into consideration. [Result]A comparison on the Chinese fir plantation planted in 1983 and 1990 shows that the carbon stock change and carbon sink significantly increase after forest management activities. The eligible carbon sinks of Chinese fir plantation planted in 1983 and 1990 are 606.59 t CO2-eqand 881.06 t CO2-eq, respectively. The effects of forest management intensity on the carbon sink of 30-years-old and 23-years-old stands are significantly different. [Conclusion] Based on the data of first-and second-generation Chinese fir plantation in Huitong Forest Ecological Experiment Station, the reference level to account the carbon sink is established. The result showed the eligible carbon sink of the latter is 30t CO2-eq·hm-2higher than that of the former.

carbon accounting; forest management; reference level;Cunninghamialanceolata

10.13275/j.cnki.lykxyj.2017.03.011

2015-03-16

杉木人工林經(jīng)營碳匯核算研究(CAFYBB2014MB001)、中國竹制品碳儲(chǔ)量研究(CAFYBB2014QA001)和國際森林問題發(fā)展態(tài)勢和中國政府談判對案研究(CAFYBB2012012)

李娟，碩士研究生，主要研究方向：碳匯計(jì)量.E-mail：2479956224@qq.com

S791.27

A

1001-1498(2017)03-0436-08

*特別致謝：中國科學(xué)院沈陽生態(tài)研究所汪思龍研究員和會(huì)同森林生態(tài)實(shí)驗(yàn)站的老師們.

** 通訊作者：姜春前，中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所研究員.電話：010-62889093，E-mail：jiangchuq@caf.ac.cn