云南省森林碳儲量動態(tài)變化趨勢及對策

毛海凌

(云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院,昆明 650051)

隨著人類社會的不斷發(fā)展，給自然生態(tài)環(huán)境造成了重大的影響，致使溫室效應(yīng)不斷加劇，產(chǎn)生諸如：氣候反常、海平面上升等嚴(yán)重的后果。

而森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是人類賴以生存的條件，關(guān)乎生命和生存的質(zhì)量[1]。森林植物吸收大氣中的二氧化碳并將其固定在植被或土壤中，從而減少該氣體在大氣中的濃度，森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫，在降低大氣中溫室氣體濃度、減緩全球氣候變暖中，具有十分重要的獨特作用，同時森林碳匯也是經(jīng)濟可行、成本較低的應(yīng)對氣候變化的重要舉施。

通過利用歷年森林資源監(jiān)測數(shù)據(jù)，對森林碳儲量進行估算，找出動態(tài)變化趨勢規(guī)律，并利用時間序列預(yù)測法進行預(yù)測，為合理利用和保護森林資源，推動經(jīng)濟社會和諧發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。

云南省地處中國西南邊陲， 在97°31′—106°11′E和21°08′—29°15′N之間，東西最大橫距885 km，南北最大縱距910 km，總面積38.264 4萬km2。其中，山地面積占總面積的84%、高原面積占9.9%、盆地面積占6.1%。地勢呈北高南低，由北向南傾斜，西北最高，東南最低，呈明顯的階梯狀下降，最高海拔6 740 m，最低76.4 m，相對高差達(dá)6 664 m。

1 研究數(shù)據(jù)

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要來源于云南省森林資源監(jiān)測[3]、云南省森林資源連續(xù)清查[2],以及《云南省林業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃研究》[4]和《云南森林資源》[2]等。

2020年云南省林地面積2 829.44萬hm2，占國土面積的73.8%，其中：森林面積2 493.58萬hm2，占林地面積的88.1%；森林蓄積量20.67億m3，單位面積蓄積量99.1m3/hm2，森林覆蓋率65.04%[3]。

1.2 數(shù)據(jù)分析

云南省林地面積從2007年的2 476.11萬hm2增加到2020年2 829.44萬hm2，增加了353.33萬hm2；森林面積從2007年的1 817.73萬hm2增加到2020年2 493.58萬hm2，增加了675.85萬hm2；森林蓄積量從2007年的15.54億m3增加到2020年20.67億m3，增加了5.13億m3；林分單位面積蓄積量從2007年的105.5 m3/hm2減少到2020年99.1 m3/hm2，減少了6.4 m3/hm2；森林覆蓋率從2007年的47.50%增加到2018年65.04%，增加了17.54%。詳見表1。

表1 森林碳儲量估算及預(yù)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表年度森林小計純林+混交林喬木經(jīng)濟林竹林特別灌木林地面積/萬hm2蓄積/億m3面積/萬hm2蓄積/億m3面積/萬hm2蓄積/億m3面積/萬hm2面積/萬hm2株數(shù)/株面積/萬hm220071 817.7315.541 581.6315.541 472.7015.54108.939.1293 924226.9820121 914.1916.931 666.1216.931 526.9516.93139.1711.04113 698237.0320162 273.5618.432 099.5918.431 943.0718.43156.5220.57211 848153.4020172 288.9918.832 111.0518.831 949.8218.83161.2320.33209 329157.6220182 311.8619.192 129.2719.191 962.2319.19167.0420.40210 121162.1920192 392.6520.202 156.0820.201 984.6420.20171.4521.29219 239215.2820202 493.5820.092 218.1820.092 028.5720.09189.6122.46231 333252.94

2 研究方法

2.1 森林碳儲量估算

根據(jù)2007年至2020年云南省森林資源監(jiān)測數(shù)據(jù)和相關(guān)的研究資料，采用以下方法對森林碳儲量進行估算[5-6]。

1)喬木林碳儲量估算。采取蓄積量擴展法[8]：

(1)

式中：C喬木林為林木的固碳量(萬t)；V為立木蓄積量(萬m3)；WD為木材基本密度(t/m3)；BEF為生物量擴展因子，分析時取IPCC默認(rèn)值；R為根徑比，分析時取默認(rèn)值；r為碳轉(zhuǎn)化系數(shù)，取0.5。

2)喬木經(jīng)濟林、竹林、特別灌木林碳儲量估算。經(jīng)濟林、竹林、特別灌木林碳儲量的估算方法參照參考文獻(xiàn)[9]。

C=W·A·CF

(2)

式中：C為碳儲量；W為單位面積生物量(t/hm2)，經(jīng)濟林平均值取23.7，竹林平均值取10.44，特別灌木林平均值取19.76；A為面積(hm2)；CF為碳含率，均取0.5。

2.2 森林碳儲量動態(tài)預(yù)測

根據(jù)對歷年森林碳儲量估算數(shù)據(jù)的整理，可以看出森林碳儲量的變化呈現(xiàn)出一定連續(xù)性，其變化在某一時段內(nèi)沿一定的趨勢進行。因此，通過對比分析，采用擬合度高、相對誤差較小的時間序列預(yù)測法(二次指數(shù)平滑法)[7]對歷史數(shù)據(jù)進行處理。

(3)

3 結(jié)果與分析

3.1 森林碳儲量估算

經(jīng)計算分別得出喬木林、喬木經(jīng)濟林、竹林、特別灌木林的碳儲量，匯總得出全省的碳儲量。詳見表2。

表2 森林碳儲量按年度統(tǒng)計年度碳儲量/萬t合計純林+混交林喬木經(jīng)濟林竹林特別灌木林地2007 84 014.580 433.51 290.847.62 242.62012 91 676.687 628.01 649.257.62 341.92016 98 846.295 368.51 854.8107.41 515.62017101 058.997 485.01 910.6106.11 557.22018103 024.899 336.41 979.4106.51 602.42019108 813.0104 543.32 031.6111.12 126.92020108 864.1104 000.92 246.9117.32 499.0

3.2 森林碳儲量預(yù)測

3.2.1 預(yù)測模型

由于可利用的數(shù)據(jù)不夠充足，故分別取純林+混交林、喬木經(jīng)濟林、竹林、特別灌木林前三年的平均值作為初始值，按照公式(3)，分別采取a=0.3，0.5，0.8進行估算。經(jīng)過計算和分析，當(dāng)a=0.3時，經(jīng)估算的均方差為最小，且平均相對誤差也為最小(4.53%)、可靠度為最高(95.47%)。故采用a=0.3對各森林組成的碳儲量進行建模型和預(yù)測：

純林+混交林：

Yt+T=100 602.55+1 456.44T

(4)

喬木經(jīng)濟林：

Yt+T=2 061.62+79.40T

(5)

竹林：

Yt+T=107.45+4.20T

(6)

特別灌木林：

Yt+T=2 195.90+129.90T

(7)

3.2.2 預(yù)測結(jié)果

根據(jù)主要指標(biāo)的預(yù)測模型計算出預(yù)測結(jié)果，詳見表3。

表3 2021—2025年森林資源碳儲量預(yù)測值年度碳儲量 /萬t合計純林+混交林喬木經(jīng)濟林竹林特別灌木林地2021 107 988.52103 410.042 141.03111.652 325.802022 109 383.75104 591.762 220.43115.852 455.702023 110 778.99105 773.492 299.83120.062 585.612024 112 174.22106 955.222 379.24124.262 715.512025 113 569.45108 136.952 458.64128.462 845.41

3.3 結(jié)果分析

1)2007—2020年，云南省林地和森林面積呈大幅度增長態(tài)勢，林地面積平均增幅為58.88萬hm2/a，森林面積平均增幅為112.64萬hm2/a。

2)2020年云南省森林碳儲量價值為13983588.41萬元，較2007年碳儲量價值增加3191926.92萬元，增量和效益都非常顯著。2020年森林碳儲量為108 864.1萬t，相當(dāng)于固定CO2399 531.1萬t，森林單位面積碳儲存能力為45.5 t/hm2，如按照CO2交易價格35元/t計算，森林碳儲量價值為13983588.41萬元。

3)按預(yù)測變化趨勢顯示，在森林組成中，純林+混交林的碳儲量>特別灌木林>喬木經(jīng)濟林>竹林，且在未來5年中都成正增長趨勢，表明在森林生態(tài)系統(tǒng)中純林+混交林是提供碳儲量的主要來源，也是將來林業(yè)發(fā)展和經(jīng)營的主要對象。

4)本文通過已發(fā)表的資料數(shù)據(jù)(某些數(shù)據(jù)采用上年度的)，按照模型和部分參數(shù)[5-7]對云南省森林碳儲量及動態(tài)變化進行預(yù)測，由于數(shù)據(jù)來源不夠充足和模型選擇單一，其預(yù)測值與實際值與其他研究的結(jié)果可能存在一定差異，只反映推算結(jié)果和預(yù)期值，目的是說明森林在提高碳儲量方面的重要作用，以此引起社會的高度關(guān)注，讓良好生態(tài)環(huán)境成為最普惠民生福祉。

4 對策

1)有效控制人為破壞林地，嚴(yán)厲打擊破壞森林資源的行為，大力實施林業(yè)重點工程，促進林地面積、森林面積進一步提升；通過采取有效的森林經(jīng)營措施，不斷改善森林的自然條件和結(jié)構(gòu)，有效釋放森林生產(chǎn)力，在森林?jǐn)?shù)量提升的同時提高森林的質(zhì)量；

2)不斷加大生態(tài)保護和修復(fù)，構(gòu)建以國家公園為主體的自然保護地體系，依托林業(yè)重點工程項目，充分發(fā)揮國土空間潛力，加大國土綠化，擴大環(huán)境容量生態(tài)空間，提高森林的數(shù)量和質(zhì)量，為森林碳匯能力的提升提供基礎(chǔ)保障[4]；

3)突出重點分類經(jīng)營。根據(jù)不同區(qū)域森林資源狀況和生態(tài)安全地位的不同，以云南省“三屏兩帶一區(qū)多點”生態(tài)安全格局為基礎(chǔ)，服務(wù)于國家長江經(jīng)濟帶、“一帶一路”、云南省建設(shè)中國最美麗省份、打造世界一流“綠色三張牌”等重大發(fā)展戰(zhàn)略，綜合考慮林業(yè)發(fā)展條件、社會經(jīng)濟情況等因素，有針對性的分區(qū)施策[4]。

4)加大森林碳匯的轉(zhuǎn)換力度，林業(yè)碳匯不但能減少大氣中CO2的含量，也能夠較好地保護生物多樣性，而且成本較低，能為經(jīng)濟發(fā)展和社會進步帶來多種效益[6]。

5)大力宣傳森林資源保護和森林生態(tài)系統(tǒng)在碳儲存方面的重要作用，提高全民森林保護意識，合理經(jīng)營和利用森林資源。積極開展碳匯基礎(chǔ)技術(shù)研究，重點在碳匯的相關(guān)政策規(guī)定和與國際接軌的計量、監(jiān)測、審定、核查、注冊等標(biāo)準(zhǔn)體系上，為森林生態(tài)系統(tǒng)補償和碳排放交易提供技術(shù)支撐，貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念，形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的空間格局，讓良好生態(tài)環(huán)境成為最普惠民生福祉。