遼寧省不同林種碳儲(chǔ)量分布特征研究

陸小輝

(遼寧省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃監(jiān)測(cè)院，遼寧 沈陽(yáng) 110122)

近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，由于人類大量使用礦物燃料，排放CO2等溫室氣體，導(dǎo)致全球氣候發(fā)生了明顯的變化[1]。自工業(yè)革命以來(lái)，大氣中溫室氣體含量持續(xù)增加，到2005年CO2的濃度由工業(yè)革命前的280 mgkg-1升到379 mgkg-1，最近100年全球地表溫度已上升0.74 ℃，溫室效應(yīng)導(dǎo)致的氣候變化將對(duì)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、水資源、海岸資源環(huán)境、森林生態(tài)系統(tǒng)、人體健康產(chǎn)生重大影響，威脅人類生存[2]。因此，準(zhǔn)確估算森林碳儲(chǔ)量對(duì)于研究森林在區(qū)域和全球碳循環(huán)中所起的作用有著十分重要的意義[1]。森林碳循環(huán)不僅是全球生態(tài)學(xué)的核心研究?jī)?nèi)容，也是國(guó)際社會(huì)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)[3]。

目前基于森林資源數(shù)據(jù)計(jì)算森林碳儲(chǔ)量的方法比較成熟[4，5]。本研究采用遼寧省林地變更的結(jié)果，運(yùn)用全省森林資源數(shù)據(jù)，分別對(duì)遼寧省不同林種主要樹種碳儲(chǔ)量特征值進(jìn)行研究。通過分析研究，為生產(chǎn)實(shí)踐中林業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

研究數(shù)據(jù)來(lái)源于2017年遼寧省林地變更數(shù)據(jù)，林地變更數(shù)據(jù)是在全省資源數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，每年進(jìn)行更新的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)涵蓋全省所有的林業(yè)小班，是全覆蓋的資源數(shù)據(jù)，是目前能夠體現(xiàn)遼寧林業(yè)資源的最全面的數(shù)據(jù)。

1.1 生物量的估測(cè)

森林生物量的估測(cè)方法有很多種，包括蓄積量與生物量的模型、相對(duì)生長(zhǎng)模型、胸徑樹高生長(zhǎng)模型、平均生物量估算法等。

對(duì)于喬木林，本研究選擇了蓄積量與生物量的模型進(jìn)行估算[6]。森林蓄積量是森林生長(zhǎng)的立地條件、氣候條件、林齡及其他因素的綜合反映[7]，通過對(duì)大量森林實(shí)測(cè)生物量與蓄積量的研究發(fā)現(xiàn)，二者之間存在良好的回歸關(guān)系[8]。

表1 優(yōu)勢(shì)樹種生物量方程

生物量-蓄積量轉(zhuǎn)換模型法，生物量-蓄積量轉(zhuǎn)換模型(喬木林及疏林的生物量估算)：

B=aV+b

式中：B表示生物量(t),V表示蓄積量(m3),a、b為參數(shù)。各優(yōu)勢(shì)樹種的生物量-蓄積量回歸方程參數(shù)見表1，對(duì)沒有明確生物量-蓄積量轉(zhuǎn)換模型的樹種采用近似樹種參數(shù)代替。我們所用的參考系數(shù)使用的是全國(guó)參考值。

我省經(jīng)濟(jì)林主要包括喬木經(jīng)濟(jì)林和部分灌木林，喬木經(jīng)濟(jì)林主要是蠶場(chǎng)和山杏。由于蠶場(chǎng)和山杏的植株比較矮小沒有計(jì)算蓄積量。因此我們將經(jīng)濟(jì)林與灌木林同用灌木林的平均生物量估算，計(jì)算公式如下：

B=A×S

式中：B表示生物量(t)，A表示單位面積生物量(thm-2)，S表示面積(hm2)。

1.2 森林植被碳儲(chǔ)量的估算

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于森林碳儲(chǔ)量的估算通常采用森林生物量乘以含碳系數(shù)推算而得。含碳系數(shù)普遍采用0.45或0.5，但由于不同植被類型的樹種組成、年齡和種群結(jié)構(gòu)不同，含碳系數(shù)也有所差異，僅采用固定含碳系數(shù)會(huì)使精確度降低。因此，本研究中森林碳儲(chǔ)量以國(guó)家林業(yè)局印發(fā)的《造林項(xiàng)目碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)指南》及前人已有研究成果中各樹種組含碳率為依據(jù)進(jìn)行測(cè)算，對(duì)于沒有測(cè)算過含碳率的我們采用0.5計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

把森林資源按照起源、樹種、林種劃分，通過蓄積計(jì)算生物量，然后根據(jù)生物量計(jì)算碳儲(chǔ)量值和碳密度，進(jìn)一步分析不同林種的碳儲(chǔ)量特征值之間的關(guān)系。

2.1 天然林分樹種、林種碳儲(chǔ)量分析

通過對(duì)天然林不同樹種、林種的碳儲(chǔ)量估算，可以看出，遼寧省天然林中防護(hù)林的碳儲(chǔ)量最高，順序是防護(hù)林>用材林>薪炭林>特種用途林>經(jīng)濟(jì)林。

由表2可以看出，天然起源林分經(jīng)濟(jì)林很少，碳儲(chǔ)量可以忽略，其他幾個(gè)林種為主，其中防護(hù)林所占的比例最高，占比為66.7%。

表2 不同林種的天然林碳儲(chǔ)量 t

通過對(duì)表3中針葉林、闊葉林的碳特征值進(jìn)行分析，遼寧省天然林中針葉林與闊葉林的碳匯特征。通過分析我們可以看出，天然林中碳儲(chǔ)量是針葉林<闊葉林，但是碳密度我們可以看出是闊葉林<針葉林。

表3 針闊葉林的碳匯特征值

2.2 人工林林種、樹種碳儲(chǔ)量分析

表4 人工林不同林種樹種的碳儲(chǔ)量 t

通過對(duì)人工林不同樹種、林種的碳儲(chǔ)量估算，可以得出，遼寧省人工林中用材林的碳儲(chǔ)量最高，順序依次是用材林>防護(hù)林>特種用途林>薪炭林>經(jīng)濟(jì)林。

由表4可以算出，人工林中經(jīng)濟(jì)林占比很少，碳儲(chǔ)量可以忽略，主要是其他幾個(gè)林種占比較高，其中以用材林所占的比例最高，為58.3%，其次是防護(hù)林，為38.2%。

通過對(duì)表5中針葉林、闊葉林的碳特征值進(jìn)行分析，可以了解遼寧省人工林中針葉林與闊葉林的碳特征。

表5 針闊葉林的碳匯特征值

可以看出，人工林中碳儲(chǔ)量是針葉林>闊葉林，碳密度也是針葉林>闊葉林。

2.3 不同林種綜合碳儲(chǔ)量分析

對(duì)天然林和人工林不同林種的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,進(jìn)一步分析遼寧省全部有林地的不同林種的碳儲(chǔ)量。

5個(gè)林種的綜合碳儲(chǔ)量排序?yàn)榉雷o(hù)林>用材林>特種用途林>薪炭林>經(jīng)濟(jì)林。即防護(hù)林的碳儲(chǔ)量最大，用材林次之，防護(hù)林與用材林碳儲(chǔ)量占全部林種的95.1% 。特種用材林、薪炭林、經(jīng)濟(jì)林的碳儲(chǔ)量較少。按不同林種的資源面積排序依次為防護(hù)林>用材林>經(jīng)濟(jì)林>薪炭林>特種用途林。防護(hù)林面積最大，用材林次之，兩者相加占全部林種面積的76.5%，最后是經(jīng)濟(jì)林。由此可以得出，用材林的碳密度比較大，而經(jīng)濟(jì)林的碳密度最小。

表6 不同林種森林資源碳儲(chǔ)量值 t

3 結(jié)論

3.1 天然林不同樹種、林種的碳儲(chǔ)量值順序是防護(hù)林>用材林>薪炭林>特種用途林>經(jīng)濟(jì)林，其中防護(hù)林所占的比例最高，為66.7%，碳儲(chǔ)量是針葉林<闊葉林，碳密度是闊葉林<針葉林。

3.2 人工林不同樹種、林種的碳儲(chǔ)量順序依次是用材林>防護(hù)林>特種用途林>薪炭林>經(jīng)濟(jì)林，其中用材林所占的比例最高，為58.3%，其次是防護(hù)林，為38.2%，碳儲(chǔ)量針葉林>闊葉林，碳密度是針葉林>闊葉林。

3.3 全部森林資源5個(gè)林種的綜合碳儲(chǔ)量值排序?yàn)椋悍雷o(hù)林>用材林>特種用途林>薪炭林>經(jīng)濟(jì)林。防護(hù)林與用材林碳儲(chǔ)量占全部林種的95.1% ，用材林的碳密度比較大，而經(jīng)濟(jì)林的碳密度最小。