通遼市森林、草原、沙地、濕地碳匯產業規劃研究

劉佳駿　董鎖成　王　喆，3　程　昊，3　趙敏燕，3，4　鄭　吉，3　李　宇

(1.中國科學院地理科學與資源研究所，北京　1000101；

2.中國社會科學院工業經濟研究所，北京　100836；

3.中國科學院大學，北京　100190；4西南林業大學，昆明　650224)

通遼市森林、草原、沙地、濕地碳匯產業規劃研究

劉佳駿1，2董鎖成1王喆1，3程昊1，3趙敏燕1，3，4鄭吉1，3李宇1

(1.中國科學院地理科學與資源研究所，北京1000101；

2.中國社會科學院工業經濟研究所，北京100836；

3.中國科學院大學，北京100190；4西南林業大學，昆明650224)

【摘要】全球和區域碳匯是全球變化研究和生態學研究的核心內容之一。為應對氣候變化，世界各國各組織都在積極行動。本研究深入剖析了通遼市的植物資源、宜林區域及發展碳匯工程的基礎條件，提出碳匯產業的發展思路及原則，確定碳匯產業的建設目標、碳匯工程的技術路線及技術指標，最后對發展的綜合效益進行評價，制定產業發展的保障措施，進而形成完整的碳匯產業發展規劃思路，為生態脆弱的欠發達民族地區的碳匯產業發展提供借鑒。

【關鍵詞】生物多樣性保護；碳匯產業；規劃；通遼市

中圖分類號：X21

文獻標識碼：碼：A

文章編號：號：1673-288X(2015)03-0027-06

Abstract：Global and regional carbon sink is the core matter of researches on global change and ecology. Every country and organization takes positive action to face climate change. This paper takes carbon sink industry of Tongliao as entry point to deeply analyzed plants resources，suitable forest zones and basic conditions for developing carbon sink project of Tongliao through analysis of basic current situation and problems of the case study area. Then，development ideas and principles of carbon sink industry were presented. Construction goals，technical routes and index were confirmed. Finally，we evaluated comprehensive benefits and made out safeguard measures for industry development and then developed entire idea for the plan of carbon sink industry，which can provide reference for underdeveloped ethnic areas with fragile ecology.

Keywords：biodiversity protection；carbon sink industrial；planning；Tongliao

作者簡介：李世峰，副教授，碩士生導師，主要從事現代農業研究

通訊作者：董鎖成，首席研究員，博士生導師，主要從事區域生態經濟與可持續發展研究

“碳匯工程”是指利用森林、草原、濕地的儲碳功能，通過宜林荒山、荒地、退耕還林地造林、草原、濕地保護、建設，吸收和固定大氣中的二氧化碳活動。“碳匯產業”是包括碳匯工程和碳匯交易活動。全球和區域碳匯已成為全球變化研究和生態學研究的核心內容之一。西方主要發達國家對本國生態系統的碳匯進行了較全面的估算，Pacala等[1]發現，在1980年代美國本土的陸地生態系統吸收了其工業CO2排放量的30%～50%。歐洲大陸吸收了其工業源CO227%～12%[2]。 中國學者對某些植被和土壤類型的區域碳匯進行了估算，在植被方面，劉國華等[3]、Fang等[4]，Piao 等[5]評估了中國森林植被和中國草地的生物量碳匯；在土壤方面，Pan等[6]分析了中國水稻土的碳匯和固碳潛力；黃耀和孫文娟[7]分析了中國耕作土壤有機碳儲量的變化。

為應對氣候變化，我國承諾到2020年，單位GDP的碳排放強度比2005年下降40%～45%，有關部門正在將這個約束性指標分解到各地區、各行業。根據測算，要完成這個指標，能源彈性系數須下降到0.6，比較發達國家以往經驗，處在快速工業化、城市化發展階段的國家是難以達到這個目標的。王燦等通過情景模擬的方法推算出如果中國實施強制減排40%，會導致GDP的損失率為3.9%[8-15]。《京都議定書》為國際碳匯交易和造林再造林項目的發展提供了國際法的保障。世界銀行啟動了生物碳基金，它允許項目申請者分階段對項目進行準備和申報，以降低風險。這有利于發展中國家實施造林再造林項目。2009年11月國家林業局發布了《應對氣候變化林業行動計劃》，確定了基本原則、階段性目標。其基本原則：一是堅持林業發展目標和國家應對氣候變化戰略相結合；二是堅持擴大森林面積和提高森林質量相結合；三是堅持增加碳匯和控制排放相結合；四是堅持政府主導和社會參與相結合；五是堅持減緩與適應相結合。其階段性目標：到2020年，年均造林育林面積500萬公頃以上，全國森林覆蓋率增加到23%，森林蓄積量達到140億立方米，森林碳匯能力得到進一步提高；到2050年，比2020年凈增森林面積4700萬公頃，森林覆蓋率達到并穩定在26%以上，林業發展重點轉向全面開展森林可持續經營階段，森林碳匯能力保持相對穩定。

1現狀與問題分析

1.1　植物資源豐富，氣候環境相對適宜

通遼市地處森林和草原過渡地帶，原始景觀為疏林草原，植物類型主要由干旱草原類型以及旱生和中旱生多年生植物構成，資源豐富，種類繁多，通遼市草地分布見圖1。

圖1　通遼市草地分布

1.2　未利用地分布集中連片，宜林地廣闊

開發碳匯項目對于土地的要求有如下幾點：項目土地在較長一段時間內為無林地；擬議碳匯林地不具有商業競爭力、存在一定造林技術難度、不具備天然更新能力的土地；適宜樹木生長，相對集中連片，預期能發揮較大的碳匯功能，見圖2。

圖2　通遼市未利用土地分布

通遼市面積5953500公頃，宜林荒山荒地面積802013公頃，占通遼市域面積13.47%。近年來通遼市鹽堿地已大部分開墾為農用低產田，未利用地類型大部分為荒漠和沼澤，且相對集中連片，主要分布在科左中旗、科左后旗、扎魯特旗、奈曼旗和庫倫旗，見圖3。該部分地區適宜樹木生長，有助于促進當地生物多樣性保護、控制水土流失、促進經濟社會發展等多種效益。且近5-10年內尚不能納入國家造林計劃；造林地權屬清晰，具有當地政府部門核發土地使用權證書；當地群眾具有參與項目造林的積極性，具備開展項目活動的組織、勞力和技術保障，預期能發揮較大的碳匯功能。

圖3　通遼市荒漠分布

1.3　發展碳匯工程經濟效益

據研究，森林每生長1立方米木材約可吸收1.83噸二氧化碳，草地每年每公頃可固碳1.3噸。工業減排1噸二氧化碳成本為631元左右，而且技術復雜，推廣難度大。核能、風能和生物質燃料等各種技術的減排成本為442-631元左右，而減少毀林排放成本低于126元，造林和再造林的成本僅為32-95元。因此，大力植樹造林，發展林業，既可以擴大森林面積，增加林業碳匯能力，為通遼市發展低碳經濟，減輕排放壓力做貢獻，碳匯工程是成本低、效益好的有效減排途徑。

2發展思路與原則

2.1　發展思路

圍繞建設生態文明，生物多樣性資源開發和保護并舉，共建和諧通遼的總體要求，營造碳匯林與退耕還林還草結合，增加森林儲量，加大綠化，改善生態環境，減少開發對資源保護的負面效應，促進全市經濟社會又好又快發展。以國家鼓勵發展生物質能源為契機，利用通遼當地優越的自然地理條件和豐富的林地資源，建設生物質能源林示范基地，滿足社會對清潔、可靠、經濟、安全的能源需求，從而更好地落實通遼市節能減排的責任，在應對全球氣候變化中充分發揮通遼市林業的重要作用。同時，收縮農牧業生產活動與搬遷轉移農牧民并進，轉變農牧業生產經營方式與發展二、三產業并舉，努力實現農牧民增收與生態恢復互利雙贏。

2.2　發展原則

(1)因地制宜，生態優先，適地適樹，速生豐產，優質高效：大力調整生產力布局，分別不同類型區，收縮生態脆弱地區農牧業生產活動，加大搬遷轉移農牧民，轉變經濟發展方式力度，促進生態恢復。

(2)集中連片，規模治理，流域推進，封山禁牧，造管并舉：碳匯林建設要突出重點，規模治理。按照生態功能區劃，突出以封禁保護、禁牧舍飼、搬遷轉移等工程為重點，規模建設、集中連片、特點突出的生態功能碳匯林示范區，以區域生態好轉帶動整體生態改善，構建通遼市生態屏障。通過政策引導，政府推動，積極爭取和落實國家、自治區惠農惠牧政策，結合實際建立和完善圍封禁牧、搬遷轉移政策保障體系，創新農牧民生產生活保障機制，加大組織發動和引導力度，確保農牧民生活水平大幅度提升。

(3)城鄉統籌，收縮轉移，集約經營，富民強市，改善生態：打破城鄉界限，統籌城鄉人口、生產力空間，重點向城鎮和二、三產業搬遷轉移農牧民，促使人口向城鎮集中、耕地和草牧場向規模化集約經營集中，真正實現減少農牧民、富裕農牧民，從根本上改善生態環境。

3建設目標

3.1　近期目標

到2020年，完成通遼市被國家林業局和自治區林業廳列入歐洲投資銀行優惠貸款碳匯造林項目規劃的造林面積為14.8萬畝，其中楊樹造林占80%、榆樹造林占10%、松樹造林占10%，項目建設在科爾沁區2.05萬畝、科左中旗4.22萬畝、科左后旗4.32萬畝、扎魯特旗4.21萬畝。在此基礎上新增碳匯林建設面積30萬畝，其中楊樹造林占80%、榆樹造林占10%、松樹造林占10%，項目建設在奈曼旗20萬畝，庫倫旗10萬畝，分五年完成。綠色生態空間不斷擴大，生態與環境得到明顯改善；區內生態危機區、敏感區、嚴重退化區的生態與環境退化得到遏制和改善。通過聯合國氣候變化框架公約清潔發展機制下實現造林、再造林項目注冊。

3.2　中遠期目標

到2030年，形成造林運行機制和項目管理方式，項目建設體現高標準規劃、高起點設計，集中連片，規模治理，建立具有重要影響的碳匯林示范區，實現碳匯效應。依據通遼市未利用土地分布和多年平均降水量，確定未來通遼市碳匯林示范區，適宜造林區域如下圖4所示。

圖4　通遼市適宜碳匯工程造林地分布示意圖

4碳匯工程技術路線與技術指標

4.1　技術路線

第一，確定基線情景及基線碳儲量變化量。(基線碳儲量變化量估計：可以保守地假定土壤有機碳、枯落物和粗木質殘體三個碳庫中的碳儲量變化量為零，而只考慮項目造林地上現有散生木生長引起的活生物量碳庫中碳儲量的變化。

第二，項目碳儲量變化量的估算。本次規劃采用生物量法估算森林固碳量。

第三，增加的排放量估算。項目建設中施用含氮肥料，根據項目設計中各樹種在項目運行期中各年施肥種類、含氮率、單位面積施用量、面積等計算項目擬施用的肥料種類及其施用量。項目建設與維護中燃油機械忽略。

第四，泄露估算。泄露：焚燒和火災等引起的物理過程碳排放；為水蝕、風蝕和滲漏等引起的地質過程碳泄漏；食物采集、采伐和放牧等人為過程的碳泄漏，其三者之和為生態系統總碳泄漏。泄露總量小，監測困難，可以忽略。

由于造林對土壤、枯死木和枯落物碳貯量的影響相對較小(陳先剛，張一平等，2008)，且缺乏估計這些碳庫變化的相關參數，本研究只關注林木生物質碳貯量。各林分類型林木生物質碳貯量采用下式計算：

式中：CSi為第i目標年各林分類型林木生物質碳貯量(MgC)；Ajk為營第k年造的j林分類型的面積(hm2)；Vijk為第k年營造的j林分類型到第i目標年時的林分蓄積量(m3·hm-2)；Dj為j林分類型的木材干質量密度(Mg·m-3)；Fbej為林分類型的生物量擴展因子(樹干生物量轉換到全林生物量的轉換系數)；Fcj為j林分類型的碳含量(Mgc·Mg-1) 。

理查德生長曲線標準式：

Y=A[1-exp(-kx)]B

式中，Y表示樹木的蓄積量(m3/hm2)，X表示樹齡，A、B、K是擬合參數。利用內蒙古森林資源連續清查資料中人工林分樹(林)種的相關數據進行擬合或者查閱相關文獻。

4.2　技術指標

4.2.1林種、樹種選擇

該項目林種確定為生態林，堅持因地制宜，適地適樹原則，優先選擇速生豐產、生物量大、固碳能力強的適生樹種。主生樹種選擇楊樹，松樹，榆樹，伴生樹種選擇沙棘、檸條。

4.2.2造林密度和樹種配置

造林初植密度設計為：純林55～80株/畝，混交林220株/畝。楊樹、榆樹選擇純林模式，油松、側柏、樟子松、云杉、刺槐均與沙棘混交造林，混交比例1∶1。造林樹種配置及栽植模式根據造林地的立地類型，按照相關技術要求進行科學規劃。

4.2.3　整地方式

整地宜在造林前3個月或上年秋季進行。以不破壞原生態植被為前提，荒地造林采用魚鱗坑和帶狀整地，四旁樹、行道樹、平臺地采用穴狀整地。魚鱗坑整地一般為50厘米×40厘米×30厘米，帶狀整地沿等高線進行，帶寬依造林株行距而定，一般為80～100厘米，深度為30～50厘米，帶長根據地形確定，但不宜超過10米。穴狀整地規格應不小于50厘米×50厘米。禁止采用全墾整地。

表1　主要樹種生長參數

4.2.4造林時間

造林在每年春、秋兩季進行，翌年對保存率低的地塊繼續補植，栽植嚴格按照《造林技術規程》進行人工植苗造林。

4.2.5苗木規格

造林所用苗木：云杉為7年生苗，苗高30厘米以上；樟子松、側柏為3年生以上容器苗，苗高40厘米以上，地徑0.5厘米以上；楊樹、榆樹、刺槐為2年生Ⅰ級苗木，地徑1.2厘米以上；沙棘為1年生，苗高30厘米以上，地徑0.3厘米以上。要求苗木生長健壯，根系完整，無病蟲害。

4.2.6管護撫育措施

碳匯林管護撫育年限初定為20年。造林后，在項目區主要路口設立醒目標志牌，注明“通遼市碳匯林建設工程”項目名稱、建設單位、面積及時間等內容，設置專職管護人員，簽定承包管護合同，落實管護責任。人為活動頻繁地段設置圍欄，實行封山育林，嚴禁一切不利于林木生長的人畜活動，并加強護林防火和病蟲害防治工作。

栽植后的三年內，每年進行2-3次人工除草。及時檢查成活率，發現死苗應及時用同齡苗木補植。幼齡階段根據幼林生長情況進行抽樣檢查，制定撫育方案，及時撫育管理，要求每年撫育管理一次。

5效益評價

由碳匯工程技術路線計算近、中期碳匯林碳儲量，如圖5-7和表2、3所示。到2030年通遼市碳匯林示范區工程累計碳儲量將達到49.74萬噸。

表2　典型年份通遼市碳匯林碳儲量

圖5　通遼市碳匯工程近期造林碳儲量

圖6　通遼市碳匯工程中期造林碳儲量

圖7　通遼市碳匯工程近、中期造林碳儲量合計

5.1　生態效益

到2030年通遼市碳匯林示范區工程吸收二氧化碳累計182.39萬噸，釋放氧氣132.65萬噸，固碳減排，對緩解氣候變暖，優化環境，減少災害天氣具有十分重要的意義。

5.2　社會效益

44.8萬畝碳匯林項目的實施需苗木11700萬株，增加農民苗木收入37514萬元；可提供季節性勞動就業25.5萬人，實現勞務收入15647萬元，對于帶動種苗產業發展，保障城鄉勞動力就業，增加農民收入，促進經濟社會又好又快發展將產生積極的推進作用。

表3　典型年份通遼市碳匯林累計碳儲量

表4　典型年份通遼市碳匯林吸收二氧化碳量

表5　典型年份通遼市碳匯林釋放氧氣量

圖8　通遼市碳匯工程吸收二氧化碳量

圖9　通遼市碳匯工程釋放氧氣量

5.3　經濟效益

根據相關碳匯造林經濟效益評估辦法，以120-135元/t(CO2)、185-225元/t(O2)計算，本規劃依據二者中值，計算通遼市碳匯造林經濟效益值。到2030年，項目區前20年吸收二氧化碳經濟價值為22799.1萬元，釋氧經濟價值為26529.9萬元；項目建成后森林總經濟效益最低可達49328.98萬元，經濟效益顯著。

表6　典型年份通遼市碳匯林經濟效益

圖10　通遼市碳匯工程經濟效益

6保障措施

6.1　大力宣傳，營造輿論氛圍

加大宣傳，營造氛圍，共同攜手，實現目標。各工程實施單位要通過專題講座、業務培訓、散發傳單、張貼標語等形式，讓人們認識實施碳匯造林，緩解氣候變暖，改善環境的重大意義，為固碳減排做出的積極貢獻，吸引更多的企業、個人、社會組織加入到固碳減排活動中來。

6.2　強化工程管理，狠抓造林質量

將碳匯造林工程項目納入林業生態治理整體規劃，造林區域繪入生態管理圖，實行圖示管理，不得與已實施的國家、省、市林業工程重復。造林作業設計聘請有乙級以上資質的設計單位，進行科學編制。嚴格依照設計施工，積極推行專業隊承包造林，大力推廣使用生根粉浸根、地膜覆蓋、保水劑、截桿埋根、容器苗等抗旱造林新技術造林，提高成活率。造林加強撫育管理，及時補植更換死苗、弱苗，確保造林質量。工程檢查驗收實行工程實施單位自查、市級核查制度。

6.3　加強組織領導，明確分工職能，保證資金投入，確保建設成效

通遼市成立以主管市領導的碳匯工程建設領導小組，各縣區、林業總場也要成立相應機構，負責碳匯林示范區工作。各旗、縣(區)政府、林業總場要將工程管理納入重要議事日程，加強組織領導，完善各種管理制度，確保工程順利實施。在工程建設中，嚴格實行項目審批制、工程監理制、工程招投標制和造林質量責任追究制。工程資金管理實行專戶儲存、專款專用，單獨建賬，獨立核算，建立嚴格的檢查和審計制度。工程檔案管理實行專柜存檔，專人管理，完整地反映工程實施的全過程。

6.4　制定法規，嚴格執行項目規程

完善通遼市碳匯林示范區的組織管理、服務體系和規章制度，制定《項目管理辦法》、《項目財務管理辦法》、《項目營造林檢查驗收辦法》、《項目提款報賬辦法》、《項目會計核算辦法》、《項目營造林作業設計規程》、《項目環境保護規程》、《項目造林手冊》、《項目貸款實施合同(參考文本)》等一系列管理辦法和技術規程，嚴格執行項目規程，確保工程順利實施。

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StudyonPlanningofIndustryofCarbonSinkofForests，Grasslands，sandand

wetlandsinTongliaoCity，TheInnerMongoliaAutonomousRegion，China

LIUJiajun1，2DONGSuocheng1WANG Zhe1，3CHENGHao1，3ZHAOMinyan1，3，4ZHENGJi1，3，LIYu1

(1.InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch，ChineseAcademyofSciences，Beijing，China100101；

2.InstituteofIndustrialEconomics，ChineseAcademyofSocialSciences，Beijing，China100836；

3.UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；

4.SouthwestForestryUniversity，Kunming650224，China)

項目資助：國家科技基礎性工作專項(2011FY110400)和通遼市人民政府《通遼市生物多樣性保護與利用總體規劃》項目

引用文獻格式：李世峰等.通遼市種質資源保護與制種產業規劃研究[J].環境與可持續發展，2015，40(3)：33-39.