四川會(huì)理喬木林碳儲(chǔ)量現(xiàn)狀及其近10年的動(dòng)態(tài)變化

陶萬(wàn)金

(會(huì)理縣林業(yè)局，四川 會(huì)理 615100)

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，也是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫(kù)，其中森林植被部分碳庫(kù)占全球植被碳庫(kù)的77.10%，森林土壤碳庫(kù)儲(chǔ)存了全球土壤碳儲(chǔ)量的40%左右。森林在增加碳匯、減緩大氣CO2濃度升高中所發(fā)揮的作用越來(lái)越突出，在全球碳循環(huán)和碳平衡中起著巨大作用，是控制地球變暖的重要緩沖器。近年來(lái)國(guó)外很多學(xué)者在大尺度或區(qū)域尺度上對(duì)森林植被碳儲(chǔ)量及其碳匯功能進(jìn)行了大量研究，估算了全球或區(qū)域森林植被的碳儲(chǔ)量及其變化，這些研究表明北半球溫帶森林和北方森林起著CO2“匯”的作用；國(guó)內(nèi)研究表明，中國(guó)森林自20世紀(jì)70年代以來(lái)亦是碳匯[2]。此外，在減排行動(dòng)上，發(fā)展成本低、潛力大、可持續(xù)的林業(yè)來(lái)增加生物固碳，充分發(fā)揮林業(yè)的重要作用，將成為各國(guó)政府采取減排、緩解氣候變化的行動(dòng)措施。

本研究基于會(huì)理縣2005年和2015年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)，利用生物量擴(kuò)展因子法，采用改良的計(jì)算參數(shù)，從不同齡組、林型等方面進(jìn)行考慮，對(duì)會(huì)理里縣喬木林的碳儲(chǔ)量及碳密度進(jìn)行了估算，旨在掌握會(huì)理縣喬木林的碳儲(chǔ)量和碳密度狀況，分析其變化趨勢(shì)，為研究全縣森林植被的碳儲(chǔ)量，甚至于森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 研究資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

會(huì)理縣隸屬于四川省涼山彝族自治州，位于四川省西南部涼山彝族自治州南部，屬于中亞熱帶西部半濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候溫和,冬暖無(wú)嚴(yán)寒，夏短無(wú)酷暑，四季如春，素有“小春城”之美譽(yù)。會(huì)理縣雨量充沛，但季節(jié)、地域差異較大。多年平均降水量1 140.682 mm，歷年最大降水量1 735.1 mm，歷年最小降水量為588.5 mm，年降水量相差1 146.6 mm。地理位置介于東經(jīng)101°52′～102°38′，北緯26°5′～27°12′，南北長(zhǎng)140 km,東西寬55 km，轄區(qū)面積4 521.53 km2。

縣境內(nèi)以山地為主，低山深丘約占60%，高山約占35%、河谷壩區(qū)約占5%，主要分布于普隆河(城河)沿岸。境內(nèi)森林資源豐富，全縣森林覆蓋率48.37%，會(huì)理縣植物資源較為豐富，有喬木樹(shù)種80科，190余屬，約350種。

1.2 研究資料

本研究采用的基本資料是會(huì)理縣的2005年度與2015年度森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)，包括各類林分的齡級(jí)(幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林和過(guò)熟林)、面積和蓄積。由于資料中的經(jīng)濟(jì)林、竹林、疏林及灌木林僅有面積故對(duì)這些林分未作統(tǒng)計(jì)分析。

1.3 研究方法

本研究采用生物量擴(kuò)展因子法對(duì)森林植被碳儲(chǔ)量進(jìn)行估算，根據(jù)會(huì)理縣優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)木材含碳率、木材密度等方面(見(jiàn)表1)進(jìn)行對(duì)比研究，進(jìn)而對(duì)森林植被碳儲(chǔ)量進(jìn)行估算。

其中：森林植被碳儲(chǔ)量的關(guān)系式為：

C-V×S×BEF×(1+R)×D×CF

式中，C為某一森林類型的森林植被碳儲(chǔ)量(tC)；V為某一森林類型的單位蓄積量(m3)；S為某一優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)的面積(m2)；BEF為某一森林類型的生物擴(kuò)展因子；R為某一樹(shù)組地下生物量與地上生物量的比值；D為某一優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)的木材密度(td·m·m-3)；C，為某一優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)的生物量含碳率tC(td·m)-1。文中森林的碳貯量?jī)H指 林木的活生物量，不包括森林生態(tài)系統(tǒng)中的枯死木、下木層、枯枝落葉層以及森林土壤層等的貯量。

表1優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)含碳率、木材密度、擴(kuò)展因子、地下/地上生物量比值參考值

NO.優(yōu)勢(shì)樹(shù)種BEFRSRSVD(T/m3)CF1冷杉1.3160.1740.3660.5002鐵杉1.6670.2770.4420.5023柏木1.7320.2200.4780.5104華山松1.7850.1700.3960.5235油杉1.6670.2770.4480.5006云南松1.6190.1460.4830.5117柳杉2.5930.2670.2940.5248櫟類1.3550.2920.6760.5009樺木1.4240.2480.5410.49110桉樹(shù)1.2630.2210.5780.52511楊樹(shù)1.4460.2270.3780.49612楝樹(shù)1.5860.2890.4430.48513其它杉類1.6670.2770.3590.51014其它松類1.6310.2060.4240.51115雜木1.5860.2890.5150.48316硬闊類1.6740.2610.5980.49717闊葉混1.5140.2620.4820.49018針闊混1.6560.2480.4860.49819針葉混1.5870.2670.4050.51020柳樹(shù)1.8210.2880.4430.485

注：參數(shù)來(lái)源：《中華人民共和國(guó)氣候變化第二次國(guó)家信息通報(bào)》“土地利用變化與林業(yè)溫室氣體清單”(2013)；1、BEF：地上生物量與樹(shù)干生物量的比值，無(wú)量綱；2、RSR：地下生物量與地上生物量的比值，無(wú)量綱；3、SVD：基本木材密度，噸干物質(zhì)·m-3；4、CF：含碳率，噸碳/噸干物質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 會(huì)理縣喬木林碳貯量和碳密度現(xiàn)狀

根據(jù)會(huì)理縣森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算得出，會(huì)理縣2005年喬木林總碳儲(chǔ)量為5.22 Tg，碳密度為28.65 mg·hm-2,2015年喬木林總碳儲(chǔ)量為6.32 Tg, 碳密度為24.96 mg·hm-2(見(jiàn)表2)。

表2會(huì)理縣2005年度與2015年度森林總碳儲(chǔ)量

年份20052015林分類型喬木林喬木林面積(ⅹ104hm2)18.2225.32碳儲(chǔ)量(Tg)5.226.32碳密度(mg·hm-2)28.6524.96

由表3可知，各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)碳儲(chǔ)量構(gòu)成中，主要為云南松、華山松、栗、榿木等。

2.2 會(huì)理縣2005年度與2015年度優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)不同齡組碳儲(chǔ)量和碳密度組成

由表4可知，在2005年中各齡組碳儲(chǔ)量構(gòu)成中，近熟林的最大，然后從大到小，依次為中齡林、成熟林、過(guò)熟林、幼齡林；在2015年中各齡組碳儲(chǔ)量構(gòu)成中，近熟林最大，然后從大到小，依次為成熟林、中齡林、過(guò)熟林、幼齡林。

表3會(huì)理縣2005年度與2015年度優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)碳儲(chǔ)量和碳密度

年份2005年2015年優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)面積碳儲(chǔ)量碳密度面積碳儲(chǔ)量碳密度云南松12.743.5928.1910.763.1228.97華山松0.730.1419.870.650.2030.37冷杉0.410.1639.510.520.2344.74栗2.280.8336.221.390.4431.73青岡0.300.0930.510.550.3054.32榿木1.400.3222.522.310.7331.72高山櫟0.040.0370.540.160.0425.01油杉0.080.0230.730.130.0433.28其他0.250.0415.508.841.2113.68合計(jì)18.225.2228.6525.326.3224.96

注：由于2015年與2005年兩次調(diào)查中調(diào)整了不同森林類型的標(biāo)準(zhǔn)，和增加了一些樹(shù)種的調(diào)查，所以在兩次調(diào)查中，不相同的樹(shù)種都?xì)w為其他類。

表4會(huì)理縣2005年度與2015年度優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)各齡組碳儲(chǔ)量和碳密度

齡組面積(×104 hm2)碳儲(chǔ)量(Tg) 碳密度(mg·hm-2)年份200520152005201520052015幼齡林2.051.980.090.084.54.04中齡林5.816.821.201.2120.6717.74近熟林6.929.292.383.2134.4534.55成熟林2.465.981.111.3745.0522.91過(guò)熟林0.981.250.440.4544.5536.00合計(jì)18.2225.325.226.3228.6524.96

2.3 會(huì)理縣10年間喬木林碳儲(chǔ)量與碳密度的變化

根據(jù)會(huì)理縣森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算得出，會(huì)理縣10 a間，喬木林面積增加了7.1×104hm2，增加了38.97%；喬木林總儲(chǔ)量增加了1.1 Tg,增加了21.07%；喬木林平均碳密度下降了3.8 mgC·hm-2，下降了13.21%。

10 a間全縣喬木林碳儲(chǔ)量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，主要是由于喬木林面積的增加，但喬木林碳儲(chǔ)量增長(zhǎng)的趨勢(shì)無(wú)法和面積增長(zhǎng)的趨勢(shì)呈正比，故導(dǎo)致喬木林總平均碳密度的減少。

由表3可知，主要體現(xiàn)在主要幾種優(yōu)勢(shì)樹(shù)種面積的減少，其中云南松面積下降了1.98×104hm2，栗下降了0.89×104hm2，華山松下降了0.08×104hm2，楊樹(shù)下降了0.01×104hm2。

2.4 會(huì)理縣10 a間優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)不同齡組碳儲(chǔ)量和碳密度組成的變化趨勢(shì)

由表4可知，10 a間，會(huì)理縣優(yōu)勢(shì)樹(shù)種(組)中，在2005年，近熟林的碳儲(chǔ)量最大，然后依次為中齡林>成熟林>過(guò)熟林>幼齡林，到2015年時(shí)，依然是近熟林的碳儲(chǔ)量最大，然后依次為成熟林>中齡林>過(guò)熟林>幼齡林。

這表明會(huì)理縣喬木林比較年輕，以中、近熟林為主，其蓄積量、生物量、碳儲(chǔ)量大，碳匯能力較強(qiáng)，碳匯的功能從幼齡林開(kāi)始逐漸增大，整個(gè)趨勢(shì)呈拋物線，在近熟林到達(dá)頂點(diǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)成熟林、過(guò)熟林后又逐漸減少。

3 討論

(1)在近10年里，會(huì)理縣喬木林總碳儲(chǔ)量呈明顯的增加趨勢(shì)，是一個(gè)小的碳匯，但年齡結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致喬木林碳匯能力大小不同的主要原因之一。喬木林不同齡級(jí)碳儲(chǔ)量變化由高到低分別是近熟林>中齡林>成熟林>過(guò)熟林>幼齡林轉(zhuǎn)變?yōu)榻炝?成熟林>中齡林>過(guò)熟林>幼齡林。同一齡級(jí)，不同類型喬木林的面積與蓄積量各不相同，碳匯能力表現(xiàn)各異。

(2)會(huì)理縣喬木林碳儲(chǔ)量具有增長(zhǎng)潛力，本研究表明2005年～2015年期間會(huì)理縣喬木林碳儲(chǔ)量年均增長(zhǎng)0.11 Tg，其增長(zhǎng)的主要原因是在這10 a間喬木林面積新增了7.1×104hm2，此外森林經(jīng)營(yíng)水平也不斷提高，導(dǎo)致森林質(zhì)量和碳儲(chǔ)量相應(yīng)的增加。隨著林齡結(jié)果的改善，森林成熟度不斷增加，會(huì)理縣喬木林的碳儲(chǔ)量和碳密度都將呈上升趨勢(shì)。

(3)由于成、過(guò)熟林生長(zhǎng)基本趨于平緩，碳匯功能將減弱，對(duì)這一地區(qū)，一是繼續(xù)實(shí)施天然林保護(hù)工程以穩(wěn)定該區(qū)域的碳儲(chǔ)量；二是合理采伐成、過(guò)熟林，采伐跡地及時(shí)更新造林，為森林碳匯提供新的發(fā)展空間。同時(shí)加強(qiáng)這一地區(qū)的森林撫育，如對(duì)低產(chǎn)、低效林進(jìn)行林分改造，提高森林碳匯功能。隨著森林生長(zhǎng)，現(xiàn)有人工林經(jīng)營(yíng)與管理水平的提高，這一地區(qū)將是森林碳匯的主要貢獻(xiàn)者。

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