廣州市典型木荷風水林碳庫價值核算*

張瑞娟周 璋駱土壽李小川李意德趙厚本

(1.廣東省林業(yè)科學研究院，廣東 廣州 510520；2.中國林業(yè)科學研究院 熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520)

廣州市典型木荷風水林碳庫價值核算*

張瑞娟1周 璋2駱土壽2李小川1李意德2趙厚本2

(1.廣東省林業(yè)科學研究院，廣東 廣州 510520；2.中國林業(yè)科學研究院 熱帶林業(yè)研究所，廣東 廣州 510520)

以廣州市黃埔區(qū)南亞熱帶常綠闊葉木荷（Schima superba）風水林群落為對象，用樣地生物量法對喬木、灌草、凋落物、細根和土壤層的碳庫儲量進行計量，并用碳稅率法參數(shù)估算了群落碳庫價值。結(jié)果表明：（1）3個樣地的生態(tài)系統(tǒng)碳儲量密度在138.00～176.56 t C·hm-2之間，平均為155.34 ±11.30 t C·hm-2，但與地帶性頂級群落碳儲量密度相比，該風水林還具有較大的增匯空間；（2）喬木層、灌木層、草本層、凋落物層、細根層和土壤層的碳儲量密度占生態(tài)系統(tǒng)總碳儲量密度的比例分別為70.17%、2.74%、1.43%、0.88%、0.81%和23.97%，喬木層是生態(tài)系統(tǒng)碳庫的主要貢獻者；（3）廣州市典型木荷風水林總碳資產(chǎn)價值平均為18.64萬元·hm-2，其中植被層為14.17萬元·hm-2，土壤層為4.47萬元·hm-2，前者是后者的3.17倍，植被層碳是風水林碳匯價值的主體部分。

風水林；木荷；碳儲量密度；碳資產(chǎn)；價值評估

森林碳庫是森林資產(chǎn)中重要組成部分[1]。風水林是我國南方地區(qū)中具有人與自然和諧共處意識屬性的森林類別之一，常由村前屋后的原生植被受有限破壞后自然演替恢復(fù)而成，一般分布面積小，但物種多樣性較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在區(qū)域植被恢復(fù)、生態(tài)環(huán)境治理和生物多樣性保護等方面具有重要作用。我國嶺南地區(qū)是風水林分布較多和開展研究較多的地方[2-3]，大部分的研究主要集中在風水林的分類[4]、樹種組成[5]、群落特征[6]、物種多樣性[7-8]、植物資源[9]、植物種及其應(yīng)用等方面[10-12]，極少涉及風水林的碳庫及其資產(chǎn)價值方面的報道。本文通過對廣州市黃埔區(qū)木荷(Schima superba)典型風水林群落的樣地調(diào)查研究，進行群落碳庫儲量計量及價值評估，以貨幣的形式反映風水林的碳匯功能，以引起人們對風水林價值的重視，研究結(jié)果將為全面開展風水林價值精準核算和風水林的有效保護提供技術(shù)參考。

1 研究方法

1.1 研究樣地概況

2015年8月選擇在廣州市黃埔區(qū)姬堂村和沙浦村的風水林成熟林中，設(shè)置3個40 m×30 m的樣地（R1、R2、R3），樣地間距100 m以上（表1）。該區(qū)域?qū)倌蟻啛釒ШＱ笮约撅L氣候，光熱充足，雨量充沛。年平均氣溫21.4～21.9 °C，年降水量在1 612～1 909 mm。植被屬次生常綠闊葉林，是以木荷為優(yōu)勢種群的木荷群系成熟林。該林分保護較好，林冠高度郁閉，林內(nèi)層次結(jié)構(gòu)復(fù)雜，3個樣地的植物種重要值排名前5的主要優(yōu)勢種群見表1。土壤類型為以砂頁巖發(fā)育而成的赤紅壤，土層深厚，土壤肥沃。

1.2 樣地調(diào)查與取樣

1.2.1 樣地調(diào)查 調(diào)查時將每一樣地劃分為12 個10 m×10 m的樣方，對胸徑≥3 cm的喬木進行每木檢尺，測量和記錄樹種名、胸徑、樹高等。在樣地對角線上設(shè)置3個2 m×2 m 灌木層調(diào)查樣方，記錄植株高1.5 m 以上、胸徑＜3.0 cm 的喬木幼樹和灌木植物的種名、胸徑和高度。在每一灌木層樣方內(nèi)設(shè)置一個1 m×1 m 草本層調(diào)查樣方，記錄草本和植株高1.5 m 以下的喬、灌木幼苗的種名、平均蓋度、株（叢）數(shù)和平均高度。

1.2.2 植物和土壤取樣 喬木選主要優(yōu)勢種的平均木法，灌木和草本采用全收獲法，每份鮮樣取約300 g。喬木選擇樣地生物量貢獻率占前5位的優(yōu)勢樹種分器官取樣，每一樹種按大、中、小徑級選擇具代表性健康植株作樣木，按葉、枝、干、根分別取樣，同器官混合成一份樣品；灌木分枝干、葉、根分別取樣；草本分地上、地下兩部分取樣。地表凋落物在1 m×1 m樣方內(nèi)全收樣。細根（D≤2 mm）調(diào)查采用土鉆法，在每個樣地采集8 鉆內(nèi)徑為5.5 cm 的土鉆土混合，測定0～20 和20～40 cm土層的細根量。土壤調(diào)查用剖面法，按0～10、10～20、20～30、30～50、50～100 cm 分層采樣測定土壤碳含量和顆粒直徑≥2 mm的石礫含量，每層用環(huán)刀法采土測容重。

表1 廣州市黃埔區(qū)木荷風水林研究樣地概況

1.3 樣品碳含量測定

植物樣品在65 ℃的烘箱內(nèi)烘干到恒質(zhì)量測定其干重率。環(huán)刀土壤在105 ℃烘箱烘干到恒質(zhì)量測定計算容重。植物和土壤全碳含量利用“燃燒—氣相色譜”元素分析儀器測定（Vario Macro cube, Elementar, Germany）。

1.4 群落碳儲量密度估算方法

喬木層按樹種或者混合樹種組進行歸類，選用相應(yīng)的胸徑生物量經(jīng)驗?zāi)Ｐ停╓= aDb）計算各組分生物量，其中木荷、栲類和針葉樹的生物量模型參考尹光彩[13]的研究工作報告，木質(zhì)藤類采用袁春明等[14]的經(jīng)驗?zāi)Ｐ停笾?、其他闊葉樹類采用本基金項目研究模型。采用全收獲生物量法計算灌木層、草本層、凋落物層生物量。根據(jù)每個樣地采集的細根干質(zhì)量除以土鉆面積得出細根生物量。然后各層生物量與其相對應(yīng)碳含量的乘積即為群落植被碳儲量密度，群落植被總碳儲量密度為植被和土壤的儲量之和。土壤碳儲量密度按公式（1）計算。

式中：SOCD為土壤碳儲量密度（g·m-2）；k為土壤深度層次，k=1，2，3，4，5，分別代表5個土層；Ck為第k層土壤碳含量（g·kg-1）；Dk為第k層土壤容重（g·cm-3）；Ek為第k層土壤的厚度（cm）；Gk為第k層土壤中粒直徑≥2 mm的礫石含量（%）。

1.5 群落碳庫資產(chǎn)價值計算

目前計算森林碳匯價值的方法較多，估算的價格也有較大差異，但國際、國內(nèi)通用和普遍認可的是瑞典碳稅率法[15]，本文采用中國國家林業(yè)局發(fā)布的《森林生態(tài)服務(wù)功能評估規(guī)范(LY/ T1721—2008)》中固碳價格1 200元·t-1的瑞典碳稅率法價格參數(shù)計算群落碳儲量經(jīng)濟價值[16]。

1.6 群落碳庫結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)計分析

采用IBM SPSS Statistics統(tǒng)計軟件對木荷風水林群落3個樣地碳庫總體特征進行單因素方差分析（ANOVA），對各層碳儲量密度差異性進行平均值差異顯著性檢驗（LSD）。

2 結(jié)果與分析

2.1 群落碳儲量密度

木荷風水林碳儲量密度研究結(jié)果見表2。3 個樣地群落碳儲量密度在138.00～176.56 t C·hm-2之間，平均總碳儲量密度達到155.34 t C·hm-2。R3樣地平均胸徑最大，植被層和群落總碳儲量密度也是最大，R2樣地平均胸徑最小，即儲量密度也是最小。表明植被層和群落總碳儲量密度與植被胸徑大小和群落密度有關(guān)。通常是風水林群落保護時間越長，發(fā)育演替階段后期，其徑級越大，生物量越大。

本群落碳儲量密度與同緯度的鼎湖山木荷混交林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量密度平均值189.15 t C·hm-2較為接近，植被層碳儲量密度（118.10 t C·hm-2）與具有400年歷史的季風常綠闊葉林植被碳儲量密度（154.29 t C·hm-2）相比低23.46%[17]，說明本研究的風水林群落離成熟的頂級群落存在一定的差距，還具有較大的碳匯潛力。

2.2 群落碳庫結(jié)構(gòu)特征

對3個重復(fù)樣地進行單因素方差分析表明，樣地重復(fù)間（組內(nèi)）各層次碳儲量密度、群落總碳儲量密度均差異不顯著，層次間（組間）總體差異達到顯著水平（P＜0.01）。表明區(qū)域水平上這類型風水林碳庫結(jié)構(gòu)特征相似，差別不大，但群落內(nèi)各層的碳儲量密度存在很大差異。

為分清層間差異程度，對各層碳儲量密度進行了平均數(shù)差異顯著性檢驗統(tǒng)計分析(LSD)（表2），結(jié)果表明：植被和土壤的碳儲量密度分別為118.10±11.07和37.24±2.17 t·hm-2，分別占群落總碳儲量密度的76.03%和23.97%，碳庫以植被占絕大部分，兩者間差異極顯著（P＜0.01）。在植被中喬木層、灌木層、草本層、凋落物層和細根層各組分的碳儲量密度分別占群落總碳儲量密度的70.17%、2.74%、1.43%、0.88%和0.81%，其中喬木層與其他4層的差異達到極顯著（P＜0.01），后4層相互間均差異不顯著，表明植物層碳庫中以喬木層占絕大部分，是碳庫的主要貢獻者。

表2 廣州市黃埔區(qū)木荷風水林群落碳儲量密度 t C·hm-2

2.3 群落碳庫資產(chǎn)價值評估及價值構(gòu)成

采用碳稅率參數(shù)計算出3個木荷風水林樣地的碳庫資產(chǎn)經(jīng)濟價值量結(jié)果見表3。從表3看到群落總碳資產(chǎn)價值達到18.64萬元·hm-2。其中植被碳資產(chǎn)價值為14.17萬元·hm-2，土壤碳資產(chǎn)4.47萬元·hm-2，前者是后者的3.17倍，占絕大部分。

而群落碳庫資產(chǎn)總值中各層組分價值構(gòu)成見圖1，木荷風水林群落碳庫中不同組分的碳資產(chǎn)經(jīng)濟價值大小為：喬木層＞土壤層＞灌木層＞草本層＞凋落物層，喬木層占碳資產(chǎn)價值的70.17%，土壤占23.97%，表明群落碳資產(chǎn)價值量高低主要取決于喬木生物量碳儲量密度，并與土壤碳構(gòu)成了群落碳庫資產(chǎn)價值的主體。

表3 廣州市黃埔區(qū)木荷風水林群落碳庫價值 萬元·hm-2

圖1 廣州市黃埔區(qū)木荷風水林群落碳庫資產(chǎn)價值構(gòu)成

3 結(jié)論與討論

3.1 本研究的結(jié)果表明，廣州市黃埔區(qū)木荷風水林群落平均總碳儲量密度較高，達到155.34 t·hm-2，其中植被層碳儲量密度為118.10 t C·hm-2?？們α颗c同緯度的鼎湖山木荷混交林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量密度平均值（189.15 t C·hm-2）較為接近，但明顯高于2006年廣州市森林生態(tài)系統(tǒng)平均碳儲量密度（65.9 t C·hm-2）[18]，這是由于廣州市還有部分低生物量的桉樹（Eucalyptussp.）、馬尾松、杉木（Cunninghamia lanceolata）等人工幼林和殘次闊葉次生林，所以從全市范圍的森林生態(tài)系統(tǒng)碳資產(chǎn)格局看，黃埔區(qū)木荷風水林群落碳匯能力大幅高于廣州市總體平均線，位于高碳匯群體的森林生態(tài)系統(tǒng)格局。而本研究的植被層碳儲量密度（118.10 t C·hm-2）與同緯度鼎湖山具有400年歷史的頂級群落季風常綠闊葉林植被碳儲量密度（154.29 t C·hm-2）存在一定的差距，明顯高于2006年廣州市闊葉林、針葉林和針闊混交林的平均碳密度（分別為18.7、11.2和18.2 t C·hm-2）[18]，說明本研究的風水林群落植被茂盛，還屬于演替的中后期階段，具有較大的碳匯潛力。

3.2 本研究估算出廣州市黃埔區(qū)木荷風水林的碳庫資產(chǎn)經(jīng)濟價值量達到18.64萬元·hm-2。其碳庫資產(chǎn)價值構(gòu)成中植被碳資產(chǎn)價值為14.17萬元·hm-2，土壤碳資產(chǎn)4.47萬元·hm-2，植被層是風水林碳資產(chǎn)價值主體。植被碳資產(chǎn)經(jīng)濟價值大小為：喬木層＞土壤層＞灌木層＞草本層＞凋落物層，喬木層占總碳資產(chǎn)價值的70.17%，表明群落碳資產(chǎn)價值量高低最主要取決于喬木生物量碳儲量密度價值，與土壤碳構(gòu)成了群落碳庫資產(chǎn)價值的主體。

3.3 風水林作為我國南方農(nóng)村具有特殊意涵的林種，符合“天人合一”、人與自然和諧共處的理念，村民將風水林視作神山圣地，制定嚴厲的村規(guī)民約加以約束，世代相傳，使風水林得到最有效的保護。從資產(chǎn)角度看，風水林還有林木、林地、景觀、野生植物、野生動物和環(huán)境資源等資產(chǎn)價值。所以通過其碳資產(chǎn)價值評估，從人文價值之外的另一碳匯經(jīng)濟途徑體現(xiàn)風水林的有形與無形資產(chǎn)價值，這對風水林的保護具有積極意義。

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Carbon Storage Value Accounting of A Typical Feng-Shui Wood of Schima superba in Guangzhou City

ZHANG Ruijuan1ZHOU Zhang2LUO Tushou2LI Xiaochuan1LI Yide2ZHAO Houben2
(1.Guangdong Academy of Forestry,Guangzhou,Guangdong 510520,China; 2.Research Institute of Tropical Forestry,Chinese Academy of Forestry, Guangzhou, Guangdong 510520,China)

In this study, taking theSchima superbaFeng-Shui woods community, which was the south subtropical evergreen broad-leaved forest in Huangpu district of Guangzhou city, as the experiment objects, the carbon storage of arbor, brushwood, litter, fne-root, and soil layers ofS. superbaforests were measured by the biomass sample method, and the value of community carbon storage was estimated by using the carbon tax rate method parameter. The results showed that: (1) The density of carbon storage in ecosystems of three sample plots were between 138.00 to 176.56 t C·hm-2, with an average of 155.34 ± 11.30 t C·hm-2, however, compared with the density of carbon storage in zonality climax community, this Feng-Shui wood has a large room for the carbon sink increase; (2) The proportions of carbon storage in the arbor layer, shrub layer, herb layer, litter layer, fne-root layer, and soil layer to the total carbon storage of the ecosystem were 70.17%, 2.74%, 1.43%, 0.88 %, 0.81% and 23.97%, respectively, and the arbor layer is the main contributor to the ecosystem carbon pool; (3) The average carbon asset value of typical Feng-Shui wood in Guangzhou was 1.86×105RMB per hectare, of which thevegetation layer is1.417×105RMB per hectare, the soil layer is 4.47×104RMB per hectare, and vegetation layer is the main part of the carbon sink value in Feng-Shui wood.

Feng-Shui wood；Schima superba；carbon storage；carbon asset；value assessment

S718.5

：A

：2096-2053（2017）04-0014-05

廣州市林業(yè)和園林局重點科技項目“廣州市森林碳匯計量與監(jiān)測研究（2013-2016）”；科技部基礎(chǔ)性工作專項課題“中國森林土壤調(diào)查、標準規(guī)范及數(shù)據(jù)庫構(gòu)建”（2014FY120700）。

張瑞娟（1964— ），女， 主要從事林業(yè)與園林綠化研發(fā)相關(guān)工作。

駱土壽（1963— ），男，高級工程師，主要從事森林生態(tài)監(jiān)測與評價以及森林可持續(xù)經(jīng)營技術(shù)研究，E-mail: luots@126.com。