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(píng)價(jià)

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(chǎng)，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(chǎng)劉壩溝營(yíng)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(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），東西寬約45 km，南北長(zhǎng)約50 km，總經(jīng)營(yíng)面積208 420 hm2，其中林地面積201 089.28 hm2，占總經(jīng)營(yíng)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?rùn)氣候類(lèi)型。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(rùn)，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(wú)霜期日數(shù)150 d，嶺西年均無(wú)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(píng)價(jià)

人類(lèi)生產(chǎn)、生活活動(dòng)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(lèi)和陸地上的森林植被通過(guò)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(gè)重要內(nèi)容。固碳，也稱(chēng)為碳封存，指以捕獲碳并安全封存的方式來(lái)取代直接向大氣排放CO2的過(guò)程；釋氧是指物質(zhì)經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)釋放出O2的過(guò)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(jì)算

3.1 計(jì)算方法

本文以生物量法為基礎(chǔ)進(jìn)行估算，即通過(guò)林分蓄積量估算出林分生物量（見(jiàn)圖1）。

圖1 通過(guò)林分蓄積量估算生物量模型圖示

3.2 計(jì)算公式

按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[3]（LY/T1721-2008）“森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范”中提供的植被固碳和釋氧公式計(jì)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(jì)結(jié)果和合水分局主要樹(shù)種生長(zhǎng)率、枯損率、凈生長(zhǎng)率，統(tǒng)計(jì)和計(jì)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(guò)熟林各齡組面積、蓄積量（見(jiàn)表1）。

表1 森林面積、蓄積統(tǒng)計(jì)

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(shì)樹(shù)種及各齡組凈生長(zhǎng)率結(jié)果，推算出蓄積凈生長(zhǎng)量，蓄積凈生長(zhǎng)量為145 272.8 m3。由于合水分局森林資源數(shù)據(jù)只統(tǒng)計(jì)蓄積量，暫未對(duì)生物量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，本文涉及生物量計(jì)算時(shí)，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(jì)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(guó)木材基本密度平均值0.54 t/m3，計(jì)算得林分增長(zhǎng)1 m3蓄積量的生物量?jī)羯a(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(guó)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量及影響因素研究進(jìn)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(jì)算（見(jiàn)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(guó)家林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（LY/T1721-2008）推薦的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估社會(huì)公共數(shù)據(jù)表，2007 年固碳價(jià)格1 200 元/t，釋氧價(jià)格1 000 元/t。依據(jù)3.2計(jì)算公式和表1、表2 數(shù)據(jù)，計(jì)算合水分局森林固碳釋氧量。

表2 森林蓄積凈生長(zhǎng)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(wàn)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(wàn)元。

綜合以上2 項(xiàng)計(jì)算結(jié)果，合水分局森林每年固碳釋氧效益價(jià)值為32 138.69 萬(wàn)元。

7 結(jié)論及建議

7.1 結(jié)論

森林生態(tài)系統(tǒng)是國(guó)際公認(rèn)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(jì)算公式可知，要增加碳匯量和釋氧量，一方面要擴(kuò)大森林面積，開(kāi)展大規(guī)模國(guó)土綠化，實(shí)現(xiàn)大地增綠，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)固碳釋氧。根據(jù)本文計(jì)算，合水分局在現(xiàn)有林分單位凈生產(chǎn)力和固碳、釋氧價(jià)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(wàn)元，釋氧效益增加0.075 萬(wàn)元；另一方面，實(shí)施科學(xué)的森林經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，尤其針對(duì)人工林，根據(jù)林分密度、郁閉度等現(xiàn)狀，開(kāi)展幼齡林定株、補(bǔ)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(jì)算關(guān)系，在現(xiàn)有森林面積的情況下，每增加1 萬(wàn)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(wàn) t，釋氧量增加8 539.3 t/a，碳匯效益增加1 339.7 萬(wàn)元，釋氧效益增加853.9 萬(wàn)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(jì)工作會(huì)議明確提出，做好碳達(dá)峰、碳中和工作，我國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)2030 年前達(dá)到峰值，力爭(zhēng)2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和。會(huì)議還提出，積極開(kāi)展大規(guī)模國(guó)土綠化行動(dòng)，提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力。雖然中國(guó)的植被面積僅占全球的6.6%，但全球植被葉面積凈增長(zhǎng)的25%都來(lái)自中國(guó)。由此可見(jiàn)，國(guó)家實(shí)施大規(guī)模國(guó)土綠化工作具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略考量。發(fā)展森林碳匯事業(yè)是有效應(yīng)對(duì)全球氣候變化的一項(xiàng)重要措施。一要落實(shí)各單位《森林經(jīng)營(yíng)方案》和《林業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》確定的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)任務(wù)，確保森林經(jīng)營(yíng)目標(biāo)能實(shí)現(xiàn)。二要提高生態(tài)項(xiàng)目投資標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)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(kuò)大優(yōu)良鄉(xiāng)土樹(shù)種培育力度，同時(shí)要加強(qiáng)森林撫育工作，提高林分單位蓄積量。三是利用資源優(yōu)勢(shì)，把握政策導(dǎo)向和市場(chǎng)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(qiáng)的經(jīng)營(yíng)技術(shù)，采取針對(duì)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(lì)有能力的當(dāng)?shù)仄髽I(yè)購(gòu)買(mǎi)碳匯林。五是成立專(zhuān)門(mén)的碳匯機(jī)構(gòu)，研究政策，銜接市場(chǎng)，引導(dǎo)林業(yè)經(jīng)營(yíng)主體單位科學(xué)經(jīng)營(yíng)碳匯林。