虎山林場重點生態(tài)公益林碳匯計量研究

劉顯忠，李峰，車樹海，王力剛，王韡燁

（1.黑龍江省肇源縣林業(yè)局，黑龍江 大慶 166500；2.黑龍江省森林與環(huán)境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

為保障生態(tài)和國土安全，近年來，國家先后開展了天然林保護、退耕還林等六大林業(yè)重點工程。與此同時，在全國實施了重點公益林保護工程，把生態(tài)區(qū)位極為重要或生態(tài)狀況極為脆弱，對國土生態(tài)安全、生物多樣性保護和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要作用的重點防護林和特種用途林劃為國家重點公益林。黑龍江省從2001年開始實行了國家重點生態(tài)林保護工程，至今已取得了顯著的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。對重點公益林生態(tài)服務功能評估越來越受到重視，對涵養(yǎng)水源、保育土壤等方面的評估方法比較成熟，報道較多，對固碳釋氧功能的報道較少。因此開展對重點生態(tài)公益林碳匯功能進行計量研究，以期為生態(tài)公益林碳匯功能評估提供科學的計量方法，為生態(tài)公益林碳匯交易提供科學依據(jù)。

1 試驗地區(qū)概況

重點公益林碳匯計量試驗區(qū)域選擇在林口縣虎山林場。虎山林場位于林口縣城東北部，距林口縣城50km，地理位置130°24′20″—130°40′10″E，45°29′50″—45°30′40″N。植被屬長白山植物區(qū)系。主要是以山楊、白樺、黑樺、蒙古櫟、椴樹等為主的天然闊葉林。虎山林場區(qū)劃生態(tài)公益林總面積12 137 hm2，占林業(yè)用地的70.3%。其中區(qū)劃界定重點公益林面積5 498hm2，占林業(yè)用地的31.8%；區(qū)劃界定一般公益林面積6 639hm2，占林業(yè)用地總面積的30.5%。

2 研究方法

生物量法是以森林生物量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的碳計量方法。

（1）活的生物量（生物碳）包括地上生物量和地下生物量；

（2）非活生物量包括枯死木和枯落物；

（3）土壤有機碳。

所以生物量法計量固碳量，每個林分類型包括5個碳庫：地上生物量（干、枝、葉）、地下生物量（根）、枯死木、枯落物、土壤[1]。

2.1 林木碳匯計量

碳匯計量林分選擇虎山林場天然次生林為重點生態(tài)公益林，主要樹種為蒙古櫟、山楊、白樺及黑樺。在林分內(nèi)選取2塊標準地，標準地一般長度為40 m，寬度為25m。在標準地內(nèi)分別樹種進行每木檢尺，實測每株樹木的胸徑，求出每種樹木的平均胸徑。按照平均胸徑在標準地內(nèi)每種樹木選取1株標準木，對標準木做樹干解析，同時測定標準木的樹干、樹枝、樹葉、樹根的生物量。現(xiàn)場實測樹干和樹枝的生物量，樹葉的生物量通過現(xiàn)場選取3個標準枝（大、中、小），摘下標準枝上所有葉片，稱質(zhì)量，然后根據(jù)3個標準枝樹葉的質(zhì)量，估算全樹葉片的鮮質(zhì)量。樹根的生物量采用現(xiàn)場人工挖取全樹根稱質(zhì)量方法。同時取得樹木干、枝、葉、根的樣品，并分別稱取鮮質(zhì)量，樣品帶回。

2.2 枯枝落葉及土壤固碳計量

在每1塊標準地內(nèi)，選取0.5m×0.5m的樣方3個，分為枯枝落葉層、腐殖質(zhì)層、A層和B層。

枯枝落葉層生物量：收取樣方內(nèi)全部枯枝落葉，現(xiàn)場稱質(zhì)量，同時取樣并稱質(zhì)量；

腐殖質(zhì)層、A層和B層，分別挖取樣方內(nèi)各層土壤并稱重，同時取樣稱質(zhì)量。

2.3 樣品干質(zhì)量測定

在實驗室內(nèi)，對所有的樹木、草本植物及土壤樣品進行烘干。樹葉及草本植物烘干溫度控制在80℃，樹干、樹枝、樹根及土壤烘干溫度控制在105℃，所有樣品烘干至衡質(zhì)量后再計算干質(zhì)量。

總干質(zhì)量（生物量）＝樣品干質(zhì)量／樣品鮮質(zhì)量×總鮮質(zhì)量

土壤總干質(zhì)量＝樣品干質(zhì)量／樣品濕質(zhì)量×土壤總濕質(zhì)量

2.4 生物量與固碳量轉(zhuǎn)換計算

蒙古櫟、山楊、白樺、黑樺的干、枝、葉、根的平均含碳率采取濕燒法測定，蒙古櫟的含碳率為49.19%、山楊含碳率為50.19%、白樺的含碳率為49.84%、黑樺的含碳率為49.84%。每個樹種的生物量與相應的含碳率的乘積即為該樹種的固碳量。

蒙古櫟、山楊、白樺、黑樺天然次生林枯枝落葉層及土壤的含碳率采取濕燒法測定，枯枝落葉層為51.56%，土壤A層為8.12%、B層為5.19%。每層的生物量與相應的含碳率的乘積即為該層的固碳量。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 重點公益林生物量及固碳量計量

3.1.1 虎山林場重點公益林樹木生物量、固碳量及空間分布見表1。

表1 虎山林場重點公益林樹木生物量、固碳量及空間分布

表1中每個樹種各器官的生物量與其相應的含碳率之積即為每個樹種各器官固碳量，各器官分別合計得到每個樹種的生物量及固碳量，每個樹種生物量及固碳量合計得到天然林總的生物量及固碳量。由表1可知，固碳量與生物量成正比，以樹干、樹根、樹枝、樹葉的順序由高到低排列。虎山林場重點生態(tài)公益林每公頃的生物固碳量（簡稱生物碳）為38.89t，平均每年每公頃的固碳量為1.065t。

3.1.2 虎山林場重點公益林土壤固碳量計量

虎山林場重點公益林土壤固碳量及空間分布見表2。

表2 虎山林場重點公益林枯枝落葉和土壤固碳量及空間分布

由表2可知，虎山林重點生態(tài)公益林土壤固碳量（簡稱土壤碳）為87.51t·hm－2，其中土壤碳主要集中在A層（A20cm，B3cm），占土壤總固碳量的83.02%；枯枝落葉層6cm，較厚，占土壤總固碳量的9.69%；B層3cm厚，較瘠薄，占土壤總固碳量的7.29%。

虎山林場重點生態(tài)公益林碳總量為126.40t·hm－2（生物碳＋土壤碳）。生物碳為38.89t·hm2，占碳總量的30.77%；土壤碳為87.51t·hm－2，占碳總量的69.23%，土壤碳高與生物碳。

4 結(jié)論

4.1 虎山林場楊、樺、柞重點公益林的固碳量與生物量成正比，以樹干、樹根、樹枝、樹葉的順序由高到低排列。重點公益林的生物固碳量（簡稱生物碳）為38.89t·hm－2，平均固碳量為1.065t·hm－2·a－1。

4.2 虎山林場楊、樺、柞重點公益林土壤固碳量（簡稱土壤碳）為87.51t·hm－2，其中土壤碳主要集中在A層，占土壤總固碳量的83.02%；枯枝落葉層占土壤總固碳量的9.69%；B層占土壤總固碳量的7.29%。

4.3 虎山林場楊、樺、柞重點公益林碳總量為126.40t·hm－2（生 物 碳 ＋ 土 壤 碳）。 生 物 碳 為38.89t·hm－2，占碳總量的30.77%；土壤碳為87.51t·hm－2，占碳總量的69.23%，土壤碳高于生物碳。

[1]李怒云.林業(yè)碳匯計量[M].北京：中國林業(yè)出版社，2009：33－34