不同時期貴州馬尾松林碳儲量及固碳經濟價值的變化

丁 波， 羅 輝

(1.貴州師范學院， 貴州 貴陽 550018； 2.貴州省林業科技推廣總站， 貴州 貴陽 550001)

森林是陸地生態系統中最大的碳庫，對全球氣候調節具有重要作用。森林質量的好壞直接影響生態系統功能的發揮，其面積和蓄積量變化受多種因素的相互制約。馬尾松(Pinusmassoniana)是我國常用的造林樹種，其綜合利用率高，具有速生、豐產、適應性強及耐貧瘠等特點[1]。貴州省2015年第四次森林資源二類調查結果顯示，馬尾松林面積160.18×104hm2，蓄積量153.71×106m3，分別占全省森林面積和蓄積量的23.98%和29.45%，在全省森林生態系統中發揮了重要作用。森林資源和碳儲量在不同空間與時間均會發生變化。近年來，諸多學者從省級層面對福建[2]、廣西[3]、湖南[4]和安徽[5]等省(區)碳儲量動態變化及特征進行研究，同時對一些森林資源豐富的地區及縣級森林碳儲量[6-7]及資源變化[8]進行分析。目前，未見馬尾松林碳儲量及固碳經濟價值動態變化的報道。為此，利用2006年和2015年貴州省森林資源二類調查的馬尾松林數據，研究貴州省馬尾松林資源碳儲量及固碳經濟價值的動態變化特征，以期為貴州馬尾松林的可持續經營及其采伐方案的編制提供科學依據。

1 資料與方法

1.1 研究區概況

貴州位于云貴高原斜坡面上，山地和丘陵面積約占92.5%，山高坡陡，縱橫溝壑，垂直落差大，石漠化和水土流失較為嚴重，屬亞熱帶季風氣候，平均海拔1 100 m[9]。平均氣溫最冷月3～6℃，最熱月22～25℃。森林資源豐富，土壤類型多，黃壤多集中于中部和東部，黃棕壤西北部分布較多，西南部為紅壤。由于小氣候特征使其植被類型豐富，分布了大量的針葉林和地帶性闊葉植物，原生性植被多為常綠及落葉闊葉混交林。

1.2 數據來源

馬尾松林的蓄積、面積、林齡和林組劃分數據，來源于2006年和2015年的2次森林資源二類調查。

1.3 方法

1.3.1 馬尾松生物量的估算 植被生物量的計算方法采用材積-生物量估測方法[4]。參照文獻[10]的方法碳含量為0.459 6，利用馬尾松生物量蓄積的換算系數建立植被蓄積量(V)與生物量(B)的關系。

B=0.510 4V+1.045 1

式中，B為馬尾松林分生物量(t/hm2)，V為馬尾松林蓄積量(m3/hm2)。

1.3.2 植被碳密度和碳儲量的估算 喬木、灌木、草本和濕地被物幾個層次考察森林植被的碳儲量組成，數據以喬木層植被蓄積量為主，估算時只計算喬木層的碳密度和碳儲量。即森林植被碳儲量為植被生物量與其含碳率的乘積[3]，植被碳密度為植被碳儲量除以森林面積。

1.3.3 固碳經濟價值的估算 目前，森林固碳效益的計算有人工固定CO2成本法、造林成本法和碳稅標準法等代表性的貨幣轉換參數[11]。由于計算相對復雜，考慮因素較多，研究采用蘭秀等[3,12]的方法計算，即森林植被固碳經濟價值為固碳單價和森林植被碳儲量的乘積，固碳單價純碳的價格為174元/tC。

1.4 數據處理

采用Wps 2010和Origin 8.6對數據進行處理與制圖。

2 結果與分析

2.1 不同時期貴州省馬尾松林的碳密度

從表1可知，2006年和2015年從幼齡林至過熟林馬尾松林碳密度平均分別為17.87 t/hm2和22.27 t/hm2。2006年和2015年其幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林和過熟林的碳密度分別為10.53 t/hm2、16.44 t/hm2、20.14 t/hm2、26.17 t/hm2、16.08 t/hm2和11.12 t/hm2、19.57 t/hm2、25.82 t/hm2、31.75 t/hm2、23.10 t/hm2，2015年較2006年分別提高5.60%、19.04%、28.20%、21.32%和43.66%。2個階段均是成熟林碳密度最大，幼齡林最小。表明，貴州馬尾松林質量正逐年轉好。

表1 不同時期貴州馬尾松林的碳密度Table 1 Carbon density of P. massoniana forest in different periods in Guizhou t/hm2

2.2 貴州不同地區各時期馬尾松林的面積與碳儲量

從表2可知，2006年和2015年貴州貴陽、六盤水和遵義等地馬尾松林的面積與碳儲量的變化。面積：全省合計從2006年的173.12萬hm2降至2015年的160.18萬hm2，減少12.94萬hm2，2015年較2006年平均減少7.47%。在不同地區中，貴陽、遵義、畢節和黔東南有所減少，2015年較2006年分別減少11.75%、17.10%、16.48%和18.05%；其余地區有所增加，其中六盤水和黔西南增加最多，分別增加133.33%和152.94%。碳儲量：從2006年2 554.56萬tC增至2015年3603.56萬tC，增加1 049.00萬tC，年均增長116.56萬tC，2015年較2006年平均增加41.06%。貴陽、遵義和畢節等不同地區均有所增加，其中六盤水和黔西南增加最多，分別增加160.98%和188.80%；安順和黔東南(除貴安新區外)增加相對最少，分別為12.01%和21.79%。

表2 貴州不同地區各時期馬尾松林的面積及碳儲量Table 2 Carbon storage and area of P. massoniana forest in different periods in Guizhou

2.3 貴州不同地區馬尾松林碳儲量的空間分布

從圖1可知，2006年貴州不同地區馬尾松林碳儲量分配比例存在明顯差異，貴陽、遵義、銅仁、黔東

南和黔南州碳儲量共計占95.05%，2015年該地區共計占94.95%；2006年和2015年，均以黔東南占比最高，分別為27.30%和23.57%，2015年較2006年降低3.73%；遵義其次，分別為23.41%和22.54%，2015年較2006年降低0.87%；六盤水最低，分別為0.11%和0.21%，2015年較2006年升高90.91%。

2.4 貴州馬尾松林固碳經濟價值的變化情況

從表3看出，不同時期貴州馬尾松林固碳經濟價值發生明顯變化，總固碳經濟價值從2006年的44.45億元增至2015年的62.70億元，提高41.06%。幼齡林至過熟林固碳經濟價值呈先增大后減小的變化，但出現的拐點不一致。2006年：中齡林最高，為20.36億元；幼齡林其次，為13.23億元；過熟林最低，為0.11億元。2015年：成熟林最高，為25.65億元；中齡林其次，為18.40億元；過熟林最低，為1.21億元。幼齡林和中齡林固碳經濟價值2015年較2006年分別降低65.08%和9.63%；近熟林、成熟林和過熟林固碳經濟價值2015年分別為2006年的2.95倍、6.22倍和11.00倍。表明，貴州馬尾松林固碳能力逐漸隨著時間推移而提高，森林質量向良好方向發展。

表3 貴州不同時期馬尾松林固碳經濟價值Table 3 Economic value of carbon sequestration of P. massoniana forest in different periods in Guizhou 億元

3 結論與討論

森林是動態的碳庫，受面積和質量的影響較大。研究結果表明，貴州馬尾松林面積從2006年的173.12萬hm2降至2015年的160.18 萬hm2，減少12.94 萬hm2，但平均碳密度從2006年的17.87 t/hm2增至2015年的22.27 t/hm2，提高4.4 t/hm2，兩次二類調查數據估算碳密度以成熟林最高，分別為26.17 t/hm2和31.75 t/hm2。碳儲量從2006年的2 554.56萬tC增至2015年的3 603.56萬tC，增加1 049.00萬tC，年均增長116.56萬tC。表明，貴州馬尾松林森林質量逐步提高，得益于貴州省實施的中幼林撫育項目，項目實施使林分環境得到改善，林分質量得到提高，馬尾松林的碳密度提高和碳儲量增加。

研究得出的馬尾松林碳密度低于同期四川(26.10 t/hm2[13])和浙江(27.00 t/hm2[14])，但高于湖南(12.36 t/hm2[4])、安徽(19.84 t/hm2[5])和云南(19.84 t/hm2[15])；碳儲量高于同期浙江(1 600.00萬tC[14])、湖南(2 196.00萬tC[3])、云南(2 611.00萬tC[15])、湖北(1 956.00萬tC)、四川(1 599.00萬tC[12])及安徽(695.00 萬tC[5])。表明，貴州省馬尾松林在碳貯存方面發揮了重要作用，但由于貴州馬尾松林碳密度還有提高空間，還需進一步開展森林撫育和經營，促進馬尾松林的健康可持續生長。

2006-2015年，貴州不同地區馬尾松林碳儲量均成增加趨勢，平均提高41.06%。其中六盤水和黔西南增加最多，分別增加160.98%和188.80%。2006年貴陽、遵義、銅仁、黔東南和黔南州碳儲量占95.05%，2015年該地區同樣占94.95%。2006年和2015年2次二類調查顯示，碳儲量均以黔東南占比最高，分別占27.30%和23.57%，2015年較2006年降低3.73%；遵義其次，分別占23.41%和22.54%，2015年較2006年降低0.87%。六盤水最低，分別為0.11%和0.21%，2015年較2006年升高90.91%。馬尾松林碳儲量分布不均，主要受林地利用方式[16]、種植習慣、土壤適應性、產業結構調整和發展模式等因素的影響。

研究結果表明，2006-2015年，貴州馬尾松林固碳經濟價值呈增長趨勢，主要原因是中幼林面積減少，近熟林和成熟林面積增大，森林撫育及森林質量提高所致。總固碳經濟價值從2006年的44.45億元增至2015年的62.70億元，是同期四川省馬尾松林固碳經濟價值27.82億元[12]的2.25倍，顯著高于河南2008年馬尾松固碳價值4.0億元[17]。不同林齡階段，2006年以中齡林最高(20.36億元)，2015年以成熟林最高(25.65億元)。過熟林最低，2006年和2015年分別為0.11億元和1.21億元。主要原因是面積少和林分殘缺所致。幼齡林和中齡林固碳經濟價值2015年較2006年分別降低65.08%和9.63%；近熟林、成熟林和過熟林固碳經濟價值2015年分別為2006年的2.95倍、6.22倍和11.00倍。表明，貴州馬尾松林固碳能力逐漸隨著時間推移而提高，森林質量向良好方向發展。