黑龍江省重點生態公益林區域碳儲量分析

黑龍江省重點生態公益林區域碳儲量分析

楊琪1，邸冰2

(1.云南省林業調查規劃院,云南 昆明 650051;2.黑龍江省林業監測規劃院，黑龍江 哈爾濱 150080)

摘要以黑龍江省市縣林區重點生態公益林為基礎數據，對黑龍江省森林碳儲量及碳匯能力進行了研究分析，得出黑龍江省市縣林區各林分類型碳儲量匯總表。

關鍵詞重點生態公益林；碳儲量；碳匯能力

收稿日期：2015-08-24

作者簡介：楊琪(1981-)，女，云南昆明人，大學，工程師，現從事林業調查研究.

中圖分類號：S718.5

1分析的目的及意義

碳匯是指從空氣中清除二氧化碳的過程、活動、機制。森林碳匯主要是指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。20世紀80年代以來，全球氣候變暖問題日趨引起國際社會的廣泛關注。過去50年的增溫更為突出，主要是人類大量燃燒化石原料，以及具有貯碳功能的森林被毀壞，導致大氣層中二氧化碳等溫室氣體含量大幅度增加。由于我國工業化的迅速發展，溫室氣體排放增多，對環境產生影響。長期以來，由于人們對森林的全面作用重視不夠，片面追求經濟效益最大化，在森林資源開發利用過程中忽視了森林的生態和社會效益及森林自身的再生能力，導致森林面積不斷減少，甚至有些地區森林已經消失。人類賴以生存的生態環境日益惡化，自然災害頻繁發生，嚴重影響了社會經濟的持續、穩定和協調發展。森林的破壞造成的損失已遠遠超過了砍伐森林所獲得的經濟利益。森林的急劇減少、生態環境日趨惡化越來越引起人們的關注，也是森林生態學家面臨的巨大挑戰。2005年《京都議定書》正式生效，以法律形式要求控制二氧化碳的排放，形成了林業碳匯的問題。森林碳匯應對氣候變化，已上升為國家低碳發展戰略。為確切評估森林的綜合效益和價值，以期采取科學的保護和利用對策，有必要對森林資源價值的量化指標進行測定，主要是對森林生態系統的碳儲量及其碳匯能力的測定。據第七次中國森林資源清查資料顯示，中國森林植被的總碳貯量和碳密度分布很不均衡，東北和西南各省的碳貯量和碳密度較大。中國森林碳密度低于世界平均水平，但中國森林以中、幼齡林為主，占80%以上，表明中國森林植被具有巨大的碳匯能力，對全球碳循環具有重要作用。

2黑龍江省市縣林區森林資源情況

黑龍江省林業主要包括：地方林業(市縣林區)、龍江森工集團、大興安嶺集團公司和各行業林業，經營總面積3 175萬hm2，占全省土地總面積的60.5%。其中，地方林業經營總面積814萬hm2，占全省林業經營總面積3 175萬hm2的25.6%?，F轄13個市(地)林業局、71個縣(市、區)林業局、386處國有林場(站)、84處國有苗圃、949個鄉鎮林業工作站以及915個機械加工、林藥、科研、教育等獨立核算的企事業單位。

黑龍江省市縣林分分布于除大興安嶺林區和黑龍江省森工林區以外的全省山地、丘陵和平原，森林主要分布于黑龍江省東部、北部和南部的低山丘陵地區，平原地區分布較少。林區地勢起伏不大，15°以內緩坡占到80%以上。森林大多屬于由溫帶濕潤針闊葉混交林退化形成的闊葉混交林和闊葉樹種純林，針葉林、針葉混交林和闊葉混交林極少。表現為垂直分布比較規律，垂直層次相對簡單，林分大多為喬灌草三層結構，林內灌木、草本的種類和數量呈由南向北、從東到西逐漸遞減的態勢。主要林分類型有軟闊葉混交林、柞樹林、白樺林、山楊林、黑樺林、硬闊葉混交林、珍貴闊葉混交林、落葉松林、云杉林、樟子松林、針葉混交林和針闊混交林等。

3基礎數據來源

3.1在黑龍江省7個區域12個典型森林生態系統81塊固定樣地中采集486株不同樹種的解析木、生物量及喬木層各器官(包括干、枝、葉、根)、灌木、草本、枯枝落葉、半分解層及土壤樣品，測定、分析、研究了不同年齡不同森林類型各部分各器官含碳率。

3.22006~2007年黑龍江省林業監測規劃院在全省市縣林區的重點生態公益林區域內布設了15 858塊固定樣地。用于對重點生態公益林的監測，每年這些樣地都分批更新。本文研究分析利用這15 858塊固定樣地，通過ArcGIS9.3制作黑龍江省重點生態公益林固定樣地分布圖；并根據各固定樣地的喬木碳儲量和生態系統碳儲量，以反距離加權插值法(IDW)分別計算出黑龍江省重點生態公益林喬木碳儲量和生態系統碳儲量值，并分別對喬木碳儲量分布及生態系統碳儲量分布的林分類型分析。得出全省各市縣林區重點生態公益林碳儲量分布結果。

4黑龍江省重點公益林碳儲量匯總

以81塊固定樣地中采集的486株不同樹種的解析木、生物量及喬木層各器官、灌木、草本、枯枝落葉、半分解層及土壤樣品的不同年齡不同森林類型各部分各器官含碳率及黑龍江省15 858塊重點公益林樣地為基礎數據，計算全省各森林類型按齡組單位面積生物量和單位面積碳儲量。

根據2010年黑龍江省市縣林區重點公益林統計表，“有林地按起源、優勢樹種面積蓄積統計表”，統計各林分類型〔或優勢樹種(組)〕、各齡組林分面積，相應乘以它們的碳密度，匯總后可得黑龍江省各縣市各林分類型的森林碳儲量。全省市縣林區森林各林分類型碳儲量匯總表(見表1)。

表1　黑龍江省市縣林區各林分類型碳儲量匯總表

由表1數據分析可知，黑龍江省森林生態系統碳儲量為 1.410 8 ×108t，其中喬木層、下木層、土壤層分別占總碳儲量的27.14%、1.52%和71.34%，各層碳儲量大小排序為：土壤層(1.006 4 ×108t)> 喬木層(3.829 7×107t)> 下木層(2.134 5×106t )。不同林分類型喬木層、下木層、土壤層和生態系統碳儲量范圍分別在5.833 6×104～1.837 0×107t、2.825×103～9.562 1×105t、2.173 6×105～4.579 3×107t、2.869 9×105～6.511 8×107t。

5重點公益林碳儲量綜述

作為中國氣候變化最顯著、植被對氣候變化響應的最敏感地帶，黑龍江省森林面積和蓄積量在全國和區域碳平衡中起至關重要的作用。本文以黑龍江省市縣林區為研究對象，系統開展重點生態公益林碳儲量及碳匯能力調查，基于在各縣市生態公益林區12個林型下81塊固定樣地中486株樣木實測的樹干解析、枝解析、生物量數據，建立各樹種相容性生物量模型，按林分類型分區域分齡組測定森林生態系統中喬木層各器官，林下層各部分以及土壤含碳率，結合黑龍江省2006、2007年重點生態公益林監測樣地數據，估算了黑龍江省各林分類型組成部分生物量及碳儲量密度；并根據黑龍江省重點生態公益林各樹種面積統計數據估算了黑龍江省各森林生態系統的碳儲量，并用GIS軟件對其空間分布特征進行繪圖分析。黑龍江省森林生態系統碳儲量為 1.410 8 ×108t，其中喬木層、下木層、土壤層分別占總碳儲量的 27.15%、1.51%和71.34%。黑龍江省森林生態系統平均碳密度為180.173 7 thm-2，其中喬木層、下木層、土壤層分別為 24.89%、1.32%和73.79%。各層碳密度大小順序為： 土壤層(132.956 8 thm-2) > 喬木層(44.835 5 thm-2)> 下木層(2.381 5 thm-2)。下木層碳密度大小順序為:半分解物(0.779 2 thm-2) > 枯葉(0.699 8 thm-2)> 枯枝(0.695 0 thm-2)> 草本層(0.137 4 thm-2)>灌木層(0.074 4 thm-2)。

喬木林是黑龍江省最主要的森林植被碳庫，其中天然林碳儲量占喬木林總碳儲量的88.1%；闊葉林碳儲量占喬木林總碳儲量的85.26%。不同齡組碳儲量以中熟林和近熟林為主，各齡組分別占喬木林總碳儲量9.15%、38.15%、25.32%和6.21%。

各林分類型各層次碳儲量有明顯的差異，主要是森林面積的差異造成的。面積大的森林類型，碳儲量就大。如軟闊混交林，其面積占到全省森林面積的44.66%，故其喬木層碳儲量也最大，占喬木層總碳儲量的47.97%。其次分別為柞樹林，白樺林和人工落葉松林，分別占喬木層總碳儲量的19.52%，6.82%，6.79%。

6理論意義

森林資源碳儲量及碳匯能力分析是評價生態公益林經營成效的重要指標之一。將其納入我省國家重點生態公益林生態效益監測體系，通過對各森林植被類型碳匯能力的調查，建立森林生態系統固碳功能和碳儲量的數學模型，從而科學計算和評價我省國家重點生態公益林的固碳量和固碳功能，提高社會對國家重點生態公益林作用的認識。將為我省開展森林碳匯及其經濟、貿易活動以及政府生態建設決策打下堅實基礎。