玉環(huán)市喬木林固碳釋氧生態(tài)效益動態(tài)變化研究

謝 榕

（玉環(huán)市自然資源和規(guī)劃局，浙江 玉環(huán) 317600）

0 引言

聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會在其評估報告中指出，林業(yè)具有多種效益，兼具減緩和適應氣候變化雙重功能。森林在調(diào)節(jié)陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣碳庫之間的碳交換中起到“生物泵”的作用，固碳釋氧服務功能是森林生態(tài)系統(tǒng)最重要的服務功能。2021年3月15日，習近平總書記在中央財經(jīng)委員會第九次會議上強調(diào)，實現(xiàn)碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會系統(tǒng)性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設整體布局?！疤歼_峰”“碳中和”目標的提出，彰顯了我國積極應對氣候變化、推動構建人類命運共同體的國際擔當，同時體現(xiàn)了我國主動尋求高質(zhì)量發(fā)展、促進社會經(jīng)濟綠色低碳轉(zhuǎn)型的決心。固碳釋氧生態(tài)效益的量化研究對于實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”目標發(fā)揮著重要的支撐作用。鑒于此，筆者對浙江省玉環(huán)市喬木林固碳釋氧服務功能進行評估，旨在量化玉環(huán)市森林的固碳釋氧生態(tài)效益，研究不同年度、不同齡組喬木林固碳釋氧生態(tài)效益的動態(tài)變化，為森林資源價值評估、生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值核算提供基礎數(shù)據(jù)，并作為全面、客觀反映當?shù)亓謽I(yè)生態(tài)建設成就的數(shù)據(jù)支撐，為深入開展“碳中和”與“碳達峰”相關工作提供理論支持。

1 研究區(qū)概況

玉環(huán)市地處浙江省東南沿海黃金海岸中段、臺州市最南端，位于東經(jīng)121°05′～121°32′、北緯28°01′～28°19′。玉環(huán)市境內(nèi)山脈系雁蕩山脈余脈，地勢中高、向東西兩側傾斜。小河塘縱橫平原，山區(qū)多溪流和坑是玉環(huán)市的水系特征之一。玉環(huán)市屬中亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤，四季分明，雨量充沛，日照充足，無霜期長，具有明顯的海洋性氣候特征。玉環(huán)市森林植被分區(qū)屬于中亞熱帶常綠闊葉林南部亞地帶，植被類型主要有針葉林、常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、針闊混交林等，建群樹種有栲類、青岡、冬青、紅楠、楓香和木荷等，伴生樹種有野桐、化香、杜鵑等。據(jù)調(diào)查，玉環(huán)市樹種資源（不含草本）共50科141種。受長期頻繁的人為活動與自然災害影響，加之以往樹種類型單一，現(xiàn)存植被中馬尾松成為主要的優(yōu)勢樹種，原生常綠闊葉林極為罕見。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源為2002年、2014年玉環(huán)市森林資源規(guī)劃設計調(diào)查成果，2018年、2019年玉環(huán)市森林資源管理“一張圖”數(shù)據(jù)，經(jīng)濟社會公共數(shù)據(jù)，相關同類研究成果數(shù)據(jù)等。筆者對收集的基礎資料和數(shù)據(jù)進行綜合處理，參照《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》（GB/T 38582—2020），綜合運用生態(tài)學、經(jīng)濟學、森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估的理論與方法，計算相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.2 指標體系與計算公式

森林生態(tài)系統(tǒng)通過森林植被、土壤動物和微生物固定二氧化碳、釋放氧氣，維持著大氣中二氧化碳和氧氣的動態(tài)平衡，為人類提供生存基礎。依據(jù)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務功能評估規(guī)范》（GB/T 38582—2020），森林固碳釋氧功能主要包括固碳功能和釋氧功能兩方面。

2.2.1 年固碳量。森林植被固定二氧化碳的量可根據(jù)光合作用和呼吸作用的反應方程式計算。根據(jù)光合作用和呼吸作用的反應方程式可以得出，森林每生產(chǎn)1 g干物質(zhì)需要吸收1.639 g二氧化碳、釋放1.199 g氧氣?？紤]到枯枝落葉每年分解消耗的氧氣與枝葉形成所制造的氧氣大致相等，可忽略不計。先確定森林每生產(chǎn)1 t干物質(zhì)固定吸收二氧化碳的量，再根據(jù)不同森林類型年凈初級生產(chǎn)力計算出森林每年固定二氧化碳的總量。森林植被年固碳量可由式（1）計算得出：

式（1）中：為森林年固碳量，單位為t/a；為林分面積，單位為hm；為二氧化碳中碳的含量，單位為%；為林分年凈生產(chǎn)力，單位為t/（hm·a），不同齡組數(shù)值參考相關研究確定。

森林土壤年固碳量即是土壤固碳速率，按照式（2）計算：

式（2）中：為森林土壤年固碳量，單位為t/a；為單位面積林分土壤年固碳量，單位為 t/（hm·a）。

2.2.2 固碳效益。森林年固碳效益計算公式為：

式（3）中：為森林年固碳價值，單位為元/a；為固碳價格，單位為元/t。

2.2.3 年釋氧量。森林制造氧氣的物質(zhì)量可以根據(jù)植物光合作用方程式并參照林木固碳量換算得出。森林年釋氧量可由式（4）計算得出：

式（4）中：為評估林分年釋氧量，單位為t/a；為林分面積，單位為hm；為林分年凈生產(chǎn)力，單位為t/（hm·a），不同齡組數(shù)值參考相關文獻確定；為森林生態(tài)系統(tǒng)服務修正系數(shù)。

2.2.4 釋氧效益。森林釋氧效益計算公式如下：

式（5）中：為林分年釋氧價值，單位為元/a；C為氧氣價格，單位為元/t。

2.3 評估價格

林分固碳效益采用碳稅法進行評估，使用瑞典的碳稅率，折合人民幣1 200元/t；釋氧效益根據(jù)中華人民共和國國家衛(wèi)生健康委員會網(wǎng)站中氧氣平均價格1 000元/t進行評估。

3 研究結果

3.1 固碳釋氧量與總效益

對喬木林固碳功能進行評估得出，2002年玉環(huán)市喬木林固碳量為766 212 t，固碳總效益為91 945萬元；2014年玉環(huán)市喬木林固碳量為1 040 744 t，固碳總效益為124 889萬元；2018年玉環(huán)市喬木林固碳量為949 867 t，固碳總效益為113 984萬元；2019年玉環(huán)市喬木林固碳量為1 000 239 t，固碳總效益為120 029萬元（見表1）。對喬木林釋氧功能進行評估得出，2002年玉環(huán)市喬木林釋氧量為1 685 073 t，釋氧總效益為168 507萬元；2014年玉環(huán)市喬木林釋氧量為2 452 433 t，釋氧總效益為245 243萬元；2018年玉環(huán)市喬木林釋氧量為2 199 140 t，釋氧總效益為219 914萬元；2019年玉環(huán)市喬木林釋氧量為2 200 852 t，釋氧總效益為220 085萬元（見表1）。對玉環(huán)市喬木林4 a的固碳釋氧量和固碳釋氧效益進行動態(tài)對比可以得出，2014年玉環(huán)市喬木林固碳量、釋氧量及其效益最高，2014年、2018年、2019年喬木林固碳釋氧量和效益明顯高于2002年。

表1 玉環(huán)市固碳釋氧總體動態(tài)情況變化表

3.2 不同齡組固碳釋氧效益

喬木林通常分為幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林和過熟林5個齡組。如表2所示，2002年玉環(huán)市幼齡林固碳效益為20 269萬元，2014年固碳效益為56 700萬元，2018年固碳效益為42 368萬元，2019年固碳效益為23 096萬元；2002年玉環(huán)市中齡林固碳效益為61 512萬元，2014年固碳效益為 46 953萬元，2018年固碳效益為43 937萬元，2019年固碳效益為68 676萬元；2002年玉環(huán)市近熟林固碳效益為9 820萬元，2014年固碳效益為12 268萬元，2018年固碳效益為19 045萬元，2019年固碳效益為20 049萬元；2002年玉環(huán)市成熟林固碳效益為264萬元，2014年固碳效益為5 819萬元，2018年固碳效益為4 303萬元，2019年固碳效益為4 181萬元；2002年玉環(huán)市過熟林固碳效益為80萬元，2014年固碳效益為3 149萬元，2018年固碳效益為4 332萬元，2019年固碳效益為4 028萬元。由以上數(shù)據(jù)可以看出，對固碳效益貢獻最高的是中齡林，計算4 a固碳效益平均值得出固碳貢獻值排序為中齡林＞幼齡林＞近熟林＞成熟林＞過熟林。

表2 喬木林各齡組固碳釋氧效益動態(tài)情況變化表 萬元

如表2所示，2002年玉環(huán)市幼齡林釋氧效益為45 219萬元，2014年釋氧效益為126 496萬元，2018年釋氧效益為94 521萬元，2019年釋氧效益為51 526萬元；2002年玉環(huán)市中齡林釋氧效益為 104 705萬元，2014年釋氧效益為79 923萬元，2018年釋氧效益為74 789萬元，2019年釋氧效益為116 900萬元；2002年玉環(huán)市近熟林釋氧效益為 17 954萬元，2014年釋氧效益為22 428萬元，2018年釋氧效益為34 818萬元，2019年釋氧效益為36 653萬元；2002年成熟林釋氧效益為483萬元，2014年釋氧效益為10 639萬元，2018年釋氧效益為7 866萬元，2019年釋氧效益為7 643萬元；2002年過熟林釋氧效益為147萬元，2014年釋氧效益為 5 758萬元，2018年釋氧效益為7 920萬元，2019年釋氧效益為7 363萬元。由以上數(shù)據(jù)可以看出，對釋氧效益貢獻最高的同樣是中齡林，計算4 a釋氧效益平均值得出釋氧貢獻值排序同樣為中齡林＞幼齡林＞近熟林＞成熟林＞過熟林。

幼齡林固碳釋氧效益最高值出現(xiàn)在2014年，最低值出現(xiàn)在2002年；中齡林固碳釋氧效益最高值出現(xiàn)在2019年，最低值出現(xiàn)在2018年；近熟林固碳釋氧效益最高值出現(xiàn)在2019年，最低值出現(xiàn)在2002年；成熟林固碳釋氧效益最高值出現(xiàn)在2014年，最低值出現(xiàn)在2002年；過熟林固碳釋氧效益最高值出現(xiàn)在2018年，最低值出現(xiàn)在2002年。由此可以得出，除中齡林外，2002年各齡級固碳釋氧效益都遠低于2014年以后的各個年份。

4 結論與討論

4.1 固碳釋氧效益與齡組的關系

玉環(huán)市中齡林在固碳釋氧方面的效益值最高，其次是幼齡林。其主要原因是中、幼齡林在齡組中占比較大，而且中齡林固碳釋氧速率普遍高于近熟林、成熟林、過熟林。

固碳效益研究結果表明，2002年幼齡林與中齡林固碳效益占比最大，為88.95%；2014年幼齡林與中齡林固碳效益占比略有減小，為83.00%；2018年幼齡林與中齡林固碳效益占比繼續(xù)下降，為75.72%；2019年幼齡林與中齡林固碳效益占比為76.46%。分析幼齡林、中齡林釋氧效益的動態(tài)變化，2002年幼齡林與中齡林釋氧效益比重最大，為88.97%；2014年幼齡林與中齡林固碳釋氧占比減小為84.17%；2018年幼齡林與中齡林釋氧效益占比76.98%；2019年幼齡林與中齡林釋氧效益占比76.52%。由此可見，隨著時間的推移，中齡林、幼齡林固碳、釋氧效益占比均總體呈降低趨勢。造成這種情況的原因可能是2002年喬木林構成中幼齡林、中齡林占絕對優(yōu)勢，近成過熟林面積較少，齡組結構不盡合理。但是從動態(tài)結果來看，隨著時間的推移，近熟林、成熟林、過熟林在固碳釋氧量逐步緩慢提高，玉環(huán)市的林地結構逐漸合理化。

4.2 固碳釋氧效益與碳匯的關系

2021年2月22日，國務院發(fā)布《關于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導意見》，指出要實現(xiàn)“碳達峰”“碳中和”目標。喬木林作為森林中最重要部分，對于吸收大氣中的二氧化碳、降低大氣中二氧化碳質(zhì)量濃度起到至關重要的作用。針對玉環(huán)市來說，近些年通過采取國土綠化造林、森林督查等措施，林地面積有所增加，林分結構趨于合理化，2014年以后喬木林固碳釋氧的能力與2002年相比有了較大提高。但如何科學計量林業(yè)碳匯成為林業(yè)碳匯需要解決的首要問題。通過對于玉環(huán)市喬木林的固碳釋氧效益的評估，在理論上嘗試明確了玉環(huán)市喬木林的固碳釋氧量，從而為碳計量提供了相對科學的方法，為實施森林生態(tài)效益補償，實現(xiàn)“碳中和”與“碳達峰”的目標提供了基礎理論和實踐 方法。