昭陽區(qū)森林碳匯釋氧及價值估算

摘要：指出了森林資源是陸生生態(tài)系統(tǒng)的主體，發(fā)揮著及其重要的生態(tài)服務功能，森林資源固持CO2釋放O2是生態(tài)系統(tǒng)的重要服務功能之一，在全世界溫室效應加劇的情況下顯得更為重要。以昭陽區(qū)2008年的森林二類資源調(diào)查的有關數(shù)據(jù)為基礎，運用換算因子連續(xù)函數(shù)法和生物量法估算了森林的碳匯、釋氧量及價值，以期有助于增強人們的造林、愛林、護林和科學經(jīng)營森林的積極性、主動性，并為昭陽區(qū)今后順利開展森林碳匯貿(mào)易提供一定的理論依據(jù)。

關鍵詞：森林碳匯量； 釋氧量； 價值量； 估算；昭陽區(qū)

中圖分類號：F307

文獻標識碼：A 文章編號：16749944（2017）22017504

1 引言

由CO2+H2O光合作用CH2O+O2表明了森林吸收大氣中的CO2并將其固持在植被或土壤中同時釋放O2，從而減少CO2氣體在大氣中的濃度的過程及機制。由于溫室效應加劇以及全球極端氣候頻發(fā)，加之森林吸收CO2同時釋放O2的投入少、成本低、效益高；因此，森林碳匯問題越來越受到人們的高度重視。

2 昭陽區(qū)的基本概況

昭陽區(qū)位于云南省東北部，烏蒙山脈西側。地處北緯27°07′～27°39′，東經(jīng)103°08′～103°56′之間。地質(zhì)較為復雜，屬于典型的高原地貌，以高原和山地為主。昭陽區(qū)屬北緯高原大陸季風氣候類型，具有典型的高原季風立體氣候特點，冬季氣溫較低，夏季氣候涼爽，干濕兩季分明。全區(qū)年平均氣溫11.6 ℃，年平均蒸發(fā)量2244.3 mm；年平均降水量750～1000 mm，降水特點為雨季降水集中且強度大，旱季降水不足；相對濕度為74%。根據(jù)《云南植被》分類系統(tǒng)，昭陽區(qū)屬滇中高原小區(qū)，屬泛北極區(qū)，中國-喜馬拉雅植物亞區(qū)。森林植被分為8個植被類型、9個植被亞型、20個群系；有植物118科438種。森林資源現(xiàn)狀：全區(qū)林業(yè)用地面積110841.1 hm2，占土地總面積的51.15%；全區(qū)人工林與天然林總面積95814.1 hm2，總蓄積1747640 m3。全區(qū)經(jīng)濟林面積20073.1 hm2。全區(qū)灌木林面積36288.2 hm2。

3 森林碳匯、釋氧及價值估算

作為“地球之肺”的森林固碳釋氧功能是森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值的重要組成部分。森林植被通過光合作用持續(xù)不斷地釋放氧氣，同化二氧化碳，并將其以穩(wěn)態(tài)碳的形式固定在生態(tài)系統(tǒng)中；由此就可以根據(jù)植物光合作用機理和植物代謝規(guī)律推算森林植被的固碳釋氧量，進而估算其價值。

3.1 碳匯量估算

3.1.1 固碳量估算方法的選擇

森林碳匯計量方法是評價森林碳匯生態(tài)效益大小的基礎工作，在此基礎上可以開展森林碳匯的管理和經(jīng)濟評價工作，為全面開展好以碳匯為目的的森林經(jīng)營打下堅實的基礎。在森林碳匯計量的方法的研究方面，國內(nèi)外的許多專家已經(jīng)提出了較多的方法。本研究采用方精云等提出的生物量換算因子連續(xù)函數(shù)法和生物量法。

（1）換算因子連續(xù)函數(shù)法的簡介。研究表明，森林類型的林分生物量與林分材積比值（即換算因子BEF）不是固定的，而是隨著林齡、立地、個體密度、林分狀況等不同而變化。因此換算因子連續(xù)函數(shù)法將單一不變的平均換算因子改為分齡級的換算因子，從而可以更準確地估算國家或地區(qū)尺度的森林生物量。進一步的研究表明，林分材積綜合反映了林齡、立地、個體密度和林分狀況等因素的變化，因此可以將其作為換算因子的函數(shù)，以表示BEF的連續(xù)變化。方精云等的研究成果：通過對收集到的全國各地生物量和蓄積量的758組研究數(shù)據(jù)，把中國森林類型分成21類，分別計算出了每種森林類型的BEF與林分材積的關系，并用倒數(shù)方程描述了這一關系：

Atotal是某一樹種的總面積可以把參數(shù)a看作是基礎轉換參數(shù)，它只與蓄積量有關，與林分的年齡無關；把b看作調(diào)節(jié)轉換參數(shù)，同樣的蓄積量，林分年齡大小不同，單位平均蓄積不同；面積也不同，b Atotal的大小也不同；同樣的蓄積量，幼齡林的單位面積蓄積量小，面積就大，b Atotal就大，總的生物量就大；成熟林、過熟林的單位面積大，面積就小，b Atotal就小，所以總的生物量就小。可以說換算因子連續(xù)函數(shù)法公式中蘊含了林分年齡的關系。由于參數(shù)a、b均為正數(shù)，因此a越大b就越小，樹種生物量受年齡的影響就越??；然而a越小b就越大，在不同的年齡階段的生物量變化也就越大。

（2）數(shù)據(jù)來源。根據(jù)昭陽區(qū)2008年森林資源二類調(diào)查資料中的有關數(shù)據(jù)（表1）。

3.1.2 森林生物量估算

根據(jù)森林資源調(diào)查資料提供的各類森林總面積和總蓄積量，利用生物量與蓄積量的關系及有關文獻資料，就可以估算出各類森林的總生物量。計算程序見圖1。

（1）喬木林生物量估算。

①喬木地上部分生物量的估算。根據(jù)昭陽區(qū)主要喬木樹各齡組的面積、蓄積統(tǒng)計表、生物量與蓄積量轉換模型參數(shù)表中的數(shù)據(jù)，結合生物量換算因子連續(xù)函數(shù)法和生物量法就可以估算昭陽區(qū)森林主要樹種的生物量了。

張翼鴻：昭陽區(qū)森林碳匯釋氧及價值估算

經(jīng)濟與管理

②喬木地下部分生物量的估算。每一種地上部分與地下部分生物量的比—計作T/R，就可以根據(jù)方精云計算我國森林生物量的基本參數(shù)計算出昭陽區(qū)喬木林各樹種的地下生物量（表3）。

（2）經(jīng)濟林生物量的估算。經(jīng)濟林生物量計算通常采用公式：

經(jīng)濟林的生物量（B經(jīng)）=單位面積平均生物量×面積（S）

單位面積平均生物量采用我國經(jīng)濟林的平均生物量M（23.7t/hm2）；因此昭陽區(qū)經(jīng)濟林總生物量為：B經(jīng)=S×M。

（3）灌木林生物量的估算。灌木林生物量的估算依據(jù)公式：

灌木總生物量（B灌）=單位面積灌木生物量×面積來計算。

灌木林的生物量利用我國秦嶺淮河以南的灌木林平均生物量值N（19.76 t/hm2）；因此昭陽區(qū)灌木林總生物量為：B灌=S×N。endprint

3.1.3 固碳量估算

（1）喬木林固碳量估算。①喬木的固碳量估算。各喬木樹種的總生物量（地上部分的生物量與地下部分生物量的和）再乘以它們各自的固碳系數(shù)（Cc），就可得到各樹種的固碳量C1=B×Cc；把各喬木樹種的固碳量求和，就可得到喬木林的固碳總量。

②喬木林地固碳量估算。 各喬木樹種的固碳量再乘以它們各自的林地固碳轉換系數(shù)（β），就可得到各樹種的林地固碳量C3=B×β；把各喬木樹種的林地固碳量求和，就可得到喬木林地的固碳總量β=1.244。

③喬木林下植物固碳量估算。各喬木樹種的固碳量再乘以它們各自的林下植物固碳轉換系數(shù)（α），就可得到各樹種的林下植物的固碳量C2=B×α；把各喬木樹種的林下植物固碳量求和，就可得到各喬木林下植物的固碳總量α=0.195。

（2）經(jīng)濟林和灌木林固碳量估算。分別用經(jīng)濟林、灌木林的總生物量乘以它們的固碳系數(shù)（Cc），就可得到它們各自的固碳量C=B×Cc。

3.1.4 森林碳匯量估算

森林的碳匯總量為森林各樹種的固碳總量與碳匯換算系數(shù)（CO2/C=3.67）的乘積之和。CO2/C表示森林固定1 t碳相當于吸收大氣中的3.67 t CO2。

3.2 森林碳匯價值量的估算

計算森林碳匯的價值需要明確兩個因素，即碳匯量和碳匯價格。簡單的用數(shù)學公式表示為Cn=Cm×δ，其中Cn為森林碳匯的價值，Cm為森林碳匯量，δ為碳匯價格。如果采用國際上的通用的瑞典碳稅率（δ）即150.00美元/t， 按當今美元與人民幣的兌換匯率1∶6.0457，相當于900元/t。

3.3 森林釋氧及價值估算

科學研究表明：平均每吸收1.83 t CO2就要釋放1.62 t氧氣；據(jù)此及森林碳匯量，就不難估算出森林的釋氧量。用森林的碳匯總量×1.62再除以1.83就得到了森林的釋氧總量，即Os=Cm×1.621.83。釋氧價值（Os）為釋氧量與釋氧價格（p）的乘積。P按當前工業(yè)制氧所需的單位費用（1100元/t）（表4）。

4 結論與建議

根據(jù)昭陽區(qū)2008年森林二類資源調(diào)查數(shù)據(jù)，運用方精云的提出的生物量換算因子連續(xù)函數(shù)法和生物量法；估算出了2008年時的固碳、釋氧及其價值，為昭陽區(qū)今后條件成熟時順利開展碳匯貿(mào)易提供了一定的參考。森林的固碳、釋氧是一個動態(tài)的變化量，因此前面的估算沒有包含2008年以來原有森林的固碳增量及5年來新增的2.8萬hm2 的核桃、0.10萬hm2 的生態(tài)林、0.07 hm2萬的木柒、0.1萬hm2的楤木及 0.4萬hm2的蘋果樹等的未成林造林的固碳、釋氧量及價值。

昭陽區(qū)林業(yè)的發(fā)展具有許多的優(yōu)勢，同時也存在著一些切待解決的問題：森林科學經(jīng)營不力，森林質(zhì)量不高；國家投入的森林生態(tài)效益補償較低，無法充分的調(diào)動林農(nóng)造林、愛林、護林的積極性和主動性；廣大公眾對林業(yè)碳匯、釋氧的認知程度有待提高。許多人竟然不知道“林業(yè)碳匯”是什么意思，更不知道如何科學發(fā)展碳匯林業(yè)。建議首先要加強林業(yè)碳匯、釋氧功能的宣傳普及力度，促進社會、企業(yè)、個人志愿者積極參與造林、護林和科學合理的森林經(jīng)營活動；推動林業(yè)健康有序、規(guī)范科學地發(fā)展。其次是要與時俱進，積極引進國內(nèi)外林業(yè)建設和管理方面的先進技術；加強林業(yè)科技支撐。因此，以增加保護和科學合理的經(jīng)營森林植被的方式，來增加森林碳匯、釋氧；既是應對氣候變化的重要手段，也是加快生態(tài)文明建設、促進可持續(xù)發(fā)展的主要內(nèi)容，還是增加林農(nóng)收入、改善民生、提高人民生活質(zhì)量及加快社會主義新農(nóng)村建設的有力保障。

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