甘肅省子午嶺林業(yè)管理局合水分局森林固碳釋氧生態(tài)效益評價

武曉玲，張 易，馬 輝

（1.甘肅省子午嶺林業(yè)管理局合水分局連家砭林場，甘肅合水745400；2.甘肅省子午嶺林業(yè)管理局合水分局，甘肅合水745400）

1 區(qū)域概況

甘肅省子午嶺林業(yè)管理局合水分局所轄林區(qū)位于合水縣境內(nèi)，僅有下轄北川林場劉壩溝營林區(qū)位于慶城縣南莊鄉(xiāng)境內(nèi)，東經(jīng)108°01′～108°42′、北緯35°48′～36°26′。北至華池縣、陜西志丹縣，南與寧縣相連，東接陜西富縣，西到慶城縣南莊鄉(xiāng)、合水縣太莪鄉(xiāng)。林區(qū)沿子午嶺正嶺走向，呈東西分布，從西向東跨慶城縣南莊鄉(xiāng)、合水縣城關(guān)鎮(zhèn)、蒿咀鋪鄉(xiāng)、太莪鄉(xiāng)、固城鎮(zhèn)、太白鎮(zhèn)6 個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），東西寬約45 km，南北長約50 km，總經(jīng)營面積208 420 hm2，其中林地面積201 089.28 hm2，占總經(jīng)營面積96.5%，有林地面積166 880.5 hm2，森林覆蓋率80.07%，林木綠化率82.13%，森林總蓄積7 990 728 m3。林區(qū)14 196 戶，總?cè)丝?5 601 人。轄區(qū)氣候?qū)倥瘻貛О霛駶櫄夂蝾愋?。由于子午嶺呈南北走向，形成嶺東、嶺西迥然不同的氣候特征。嶺東境內(nèi)溫涼濕潤，年平均氣溫9.0℃；嶺西氣溫高于嶺東，年平均氣溫為9.6℃。平均年總降水量嶺東為642.4 mm，嶺西為668.1 mm。降水季節(jié)分配不均，集中在7—9 月，約占年總量的50.0%～60.0%。轄區(qū)初霜日一般始于9月下旬，終霜日一般在次年的5 月中旬，嶺東年均無霜期日數(shù)150 d，嶺西年均無霜期日數(shù)160 d。轄區(qū)主要災(zāi)害性天氣有干旱、冰雹、霜凍、低溫凍寒、暴雨和沙塵暴等。

2 森林固碳釋氧評價

人類生產(chǎn)、生活活動造成大氣中CO2濃度增加，增加的CO2一部分被海水溶解，一部分被海水中的藻類和陸地上的森林植被通過光合作用吸收并釋放出O2。所以，固碳釋氧也就成為森林生態(tài)效益研究的一個重要內(nèi)容。固碳，也稱為碳封存，指以捕獲碳并安全封存的方式來取代直接向大氣排放CO2的過程；釋氧是指物質(zhì)經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)釋放出O2的過程[1]。提高森林的固碳能力是遏制全球CO2濃度升高和氣候變暖的重要途徑[2]。

3 森林固碳釋氧量計算

3.1 計算方法

本文以生物量法為基礎(chǔ)進行估算，即通過林分蓄積量估算出林分生物量（見圖1）。

圖1 通過林分蓄積量估算生物量模型圖示

3.2 計算公式

按照國家行業(yè)標準[3]（LY/T1721-2008）“森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范”中提供的植被固碳和釋氧公式計算：

式中，G植被固碳為植被年固碳量，單位：t/a；G氧氣為林分年釋氧量，單位：t/a；R碳為 CO2中碳的含量，為27.27%；A 為林分面積，單位：hm2；B年為林分單位凈生產(chǎn)力，單位：t/hm2·a。

4 林分面積及蓄積量

根據(jù)甘肅省子午嶺林業(yè)管理局合水分局2017年度森林資源管理“一張圖”建設(shè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果和合水分局主要樹種生長率、枯損率、凈生長率，統(tǒng)計和計算得到合水分局林分區(qū)分齡組幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過熟林各齡組面積、蓄積量（見表1）。

表1 森林面積、蓄積統(tǒng)計

表1 （續(xù)）

5 林分凈生產(chǎn)力

根據(jù)甘肅省子午嶺林業(yè)管理局合水分局2017年林分各優(yōu)勢樹種及各齡組凈生長率結(jié)果，推算出蓄積凈生長量，蓄積凈生長量為145 272.8 m3。由于合水分局森林資源數(shù)據(jù)只統(tǒng)計蓄積量，暫未對生物量進行統(tǒng)計，本文涉及生物量計算時，參考王仲鋒等人的研究成果《森林蓄積量與生物量轉(zhuǎn)換的CVD模型研究》B=cVd。公式中，參數(shù)c=0.762 848 95，d=1.047 155 28。根據(jù)計算結(jié)果，合水分局生物量增加值為194 109.6 t，生物量與蓄積量的平均比值為1.336，按照中國木材基本密度平均值0.54 t/m3，計算得林分增長1 m3蓄積量的生物量凈生產(chǎn)力為0.722 t/m3，據(jù)此，推算出合水分局林分年凈生產(chǎn)力為104 887.0 t，林分單位凈生產(chǎn)力 0.63 t/hm·2a。參考李甜甜等人的研究成果《我國土壤有機碳儲量及影響因素研究進展》，森林生態(tài)系統(tǒng)土壤碳含量是植被碳含量的2～3 倍，本文按照2.5 倍計算（見表2）。因此可以得到如下公式：

6 固碳釋氧效益估算

根據(jù)國家林業(yè)行業(yè)標準（LY/T1721-2008）推薦的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估社會公共數(shù)據(jù)表，2007 年固碳價格1 200 元/t，釋氧價格1 000 元/t。依據(jù)3.2計算公式和表1、表2 數(shù)據(jù)，計算合水分局森林固碳釋氧量。

表2 森林蓄積凈生長量

6.1 固碳量和碳匯效益

植被固碳量：G植被固碳=1.63×0.272 7×166 880.5×0.63＝46 732.5 t/a。

土壤固碳量：G土壤固碳=2.5G植被固碳=2.5×46 732.5=116 831.3 t/a。

合水分局森林生態(tài)系統(tǒng)固碳值：植被固碳量+土壤固碳量=163 563.8 t/a。

碳匯效益：163 563.8×1 200=19 627.66 萬元。

6.2 釋氧量和釋氧效益

林分年釋氧量：G氧氣=1.19×166 880.5×0.63=125 110.31 t/a。

釋氧效益：125 110.31×1 000=12 511.03 萬元。

綜合以上2 項計算結(jié)果，合水分局森林每年固碳釋氧效益價值為32 138.69 萬元。

7 結(jié)論及建議

7.1 結(jié)論

森林生態(tài)系統(tǒng)是國際公認的具有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、凈化空氣、固碳釋氧等功能的生態(tài)系統(tǒng)。由森林固碳和釋氧量計算公式可知，要增加碳匯量和釋氧量，一方面要擴大森林面積，開展大規(guī)模國土綠化，實現(xiàn)大地增綠，以此來實現(xiàn)固碳釋氧。根據(jù)本文計算，合水分局在現(xiàn)有林分單位凈生產(chǎn)力和固碳、釋氧價格不變的情況下每增加1 hm2森林面積，植被和土壤碳匯量增加0.98 t，森林年釋氧量增加0.750 t/a，碳匯效益增加0.12 萬元，釋氧效益增加0.075 萬元；另一方面，實施科學(xué)的森林經(jīng)營活動，尤其針對人工林，根據(jù)林分密度、郁閉度等現(xiàn)狀，開展幼齡林定株、補植，中齡林生態(tài)疏伐和低質(zhì)低效林分改造等措施，以此提高林分單位蓄積量，增加生物量。按照本文蓄積量和生物量的計算關(guān)系，在現(xiàn)有森林面積的情況下，每增加1 萬m3森林蓄積量，生物量增加7 220 t，林分單位凈生產(chǎn)力提高0.043 t/hm·2a，植被和土壤碳匯量增加 1.11 萬 t，釋氧量增加8 539.3 t/a，碳匯效益增加1 339.7 萬元，釋氧效益增加853.9 萬元。

7.2 發(fā)展森林碳匯事業(yè)的意義和建議

2020 年中央經(jīng)濟工作會議明確提出，做好碳達峰、碳中和工作，我國二氧化碳排放力爭2030 年前達到峰值，力爭2060 年前實現(xiàn)碳中和。會議還提出，積極開展大規(guī)模國土綠化行動，提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力。雖然中國的植被面積僅占全球的6.6%，但全球植被葉面積凈增長的25%都來自中國。由此可見，國家實施大規(guī)模國土綠化工作具有深遠的戰(zhàn)略考量。發(fā)展森林碳匯事業(yè)是有效應(yīng)對全球氣候變化的一項重要措施。一要落實各單位《森林經(jīng)營方案》和《林業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》確定的經(jīng)營目標任務(wù)，確保森林經(jīng)營目標能實現(xiàn)。二要提高生態(tài)項目投資標準，進而提高生態(tài)建設(shè)質(zhì)量，并積極探索大苗造林技術(shù)，擴大優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種培育力度，同時要加強森林撫育工作，提高林分單位蓄積量。三是利用資源優(yōu)勢，把握政策導(dǎo)向和市場需求，尋求與高校和科研院所合作，積極研究現(xiàn)有森林碳匯能力增強的經(jīng)營技術(shù)，采取針對性措施提高固碳釋氧能力。四是地方政府要優(yōu)先支持林業(yè)碳匯事業(yè)發(fā)展，鼓勵有能力的當?shù)仄髽I(yè)購買碳匯林。五是成立專門的碳匯機構(gòu)，研究政策，銜接市場，引導(dǎo)林業(yè)經(jīng)營主體單位科學(xué)經(jīng)營碳匯林。