寬甸縣森林不同齡組碳儲量研究

楊青川

摘 要：為研究寬甸縣森林不同齡組的碳儲量，通過生物量-蓄積量回歸模型，對森林資源變更數據按優勢樹種和不同林齡組的碳儲量、碳儲密度進行了分析。結果表明，碳儲量最大的樹種是柞樹;不同林齡碳儲量從大到小的排序依次為中齡林>近熟林>幼齡林>成熟林>過熟林;碳儲密度從大到小的排序依次為過熟林>成熟林>近熟林>中齡林>幼齡林。

關鍵詞：優勢樹種;林齡組;碳儲量

中圖分類號 S718.5文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）08-0069-03

Abstract： In order to study the carbon storage of different age groups in Kuandian County， the biomass volume regression model was used to analyze the carbon storage and carbon storage density of forest resource change data according to dominant tree species and different age groups. The results showed that the tree species with the largest carbon storage was oak， and the order of carbon storage at different ages was middle age forest>near mature forest>young forest>mature forest>over mature forest. The order of carbon storage density was over mature forest>mature forest>near mature forest>middle aged forest>young forest.

Key words： Dominant species; Forest age group; Carbon storage

二氧化碳是全球氣候變暖的罪魁禍首之一。近年來，隨著氣候的加劇變化，如何固定和減少排放二氧化碳逐漸成為研究熱點。森林通過光合作用，在陸地生態系統中吸收二氧化碳的能力最強，在固定二氧化碳和減緩全球氣候變化中承擔著重要作用[1]。因此，對森林碳儲量和碳儲密度的研究就顯得尤為重要，國內學者對此做了大量研究。有學者基于森林資源連續清查數據，采用生物量和蓄積量的統計學關系的轉換函數，結合含碳系數，對省級尺度區域的生物量和碳儲量進行估算[2-3];韓耀杰對灌木林的碳儲量及驅動因素進行了分析[4]。寬甸地區自然資源豐富，在遼寧省內位居前列。本研究對寬甸縣各優勢樹種不同林齡的碳含量和碳儲密度進行了分析，以掌握遼寧省東部山區的碳匯功能，為該地區的碳儲量估算提供理論依據。

1 試驗地概況

寬甸縣地理位置處于長白山脈與千山山脈中間的過渡地帶，屬于遼東斷塊山地丘陵區。地貌多為山地和丘陵，平均海拔400m。森林資源豐富，山、水、田構成大體為“九山半水半分田”。氣候屬于溫帶季風大陸性氣候，氣候以降雨雪量大、四季分明為主要特點，南北高低氣候差異大，山地立體氣候明顯。

2 試驗方法

2.1 數據來源 本研究數據來源于2015年寬甸縣森林資源變更數據，涵蓋縣內所有森林林班小班，是完整的森林資源數據，可以全面完整地反映區域內的森林資源情況。從中提取各優勢樹種不同齡組的數據用于生物量和碳儲量的估算。

2.2 優勢樹種生物量估算 獲取森林植被生物量的方法有通過直接收獲樣地內植被，測定生物量的收獲法，有通過測樹因子或者蓄積量建立生物量模型的模型模擬法以及通過測定二氧化碳濃度變化估算生物量的微氣象學法。本研究采用可以在較大尺度上應用的蓄積量-生物量模型法，估算寬甸地區喬木林和疏林的生物量。計算公式如下：

采用已公布的各個優勢樹種的最優蓄積量-生物量回歸方程估算生物量，具體方程見表1。其中的方程參數是各優勢樹種全國平均參數。個別沒有方程和參數的樹種，采用相似樹種值代替。經濟林未劃分齡組，不參與計算。

2.3 優勢樹種碳儲量估算 關于含碳量的測定，有的學者用元素分析儀測算[5]，有的用化學方法測定[6]，得出的結果各優勢樹種的含碳率大多在1個區間范圍內，即0.45～0.5。目前在大面積分析上，國內學者大多采用生物量與含碳率的乘積計算碳儲量。由于本研究對象包括不同樹種和不同齡組，含碳率有差異，不能采用統一數值估算。因此，采用業內認可的《造林項目碳匯計量監測指南》以及已經公布的樹種的含碳率進行碳儲量估算。目前還沒有確切參數的樹種采用含碳率0.5計算[3]，碳儲密度為碳儲量值與面積的比值。

3 結果與分析

3.1 天然林各優勢樹種不同齡組碳儲量 經計算，寬甸縣天然林各優勢樹種不同齡組的碳儲量見表2。由表2可知，天然林中柞樹碳儲量為7883381.14t，占88.25%，其次為油松382859.75t，胡桃楸271837.86t。其中，柞樹成熟林碳儲量為2176201.07t，在各優勢樹種的各個齡組中碳儲量大，說明柞樹成熟林對寬甸地區的天然林碳儲量貢獻最大。不同齡組從幼齡林到過熟林的碳儲量分別為1863723.34t、1877980.60t、2388250.06t、2471950.37t和330752.55t。碳儲量從多到少的排序依次為成熟林>近熟林>中齡林>幼齡林>過熟林。

從碳密度計算結果來看（表3），天然林不同齡組碳儲密度中，過熟林最大，幼齡林最小，其從大到小的排序依次為過熟林>成熟林>近熟林>中齡林>幼齡林。

3.2 人工林各優勢樹種不同齡組碳儲量 經過計算，寬甸縣人工林各優勢樹種不同齡組的碳儲量見表4。從表4可以看出，人工林中落葉松碳儲量為3069898.58t，占76.93%，其次為雜木353525.05t，刺槐312259.02t。其中，落葉松中齡林碳儲量為1572982.48t，在各優勢樹種的各個齡組中碳儲量大，說明落葉松中齡林對寬甸地區的人工林碳儲量貢獻最大。不同齡組碳儲量從大到小的排序為中齡林>幼齡林>近熟林>成熟林>過熟林。

由表5可知，人工林不同齡組碳儲密度中，中齡林最大，幼齡林最小，其從大到小的排序依次為中齡林>近熟林>成熟林>過熟林>幼齡林。

3.3 森林不同齡組的碳儲量 通過對寬甸縣天然和人工林生物量和碳儲量的估算，得出全縣各優勢樹種不同齡組的碳儲量和碳儲密度，詳見表6。由表6可知，碳儲量最多的齡組為中齡林3681925.66t，最少的是過熟林374008.10t，其從大到小的排序依次為中齡林>近熟林>幼齡林>成熟林>過熟林。碳儲密度最大的是過熟林38.37t/hm2，從大到小的排序依次為過熟林>成熟林>近熟林>中齡林>幼齡林。

4 結論

本研究結果表明，寬甸地區碳儲量最大的是柞樹，各林齡組中最多是中齡林。因此，在森林經營管理中，柞樹的變化會在很大程度上影響該地區的碳儲量。寬甸縣只有天然近熟林的碳密度高于全國平均水平44.91t/hm2[7]，其碳儲密度均遠遠低于世界平均水平，說明森林質量還有很大的提高空間。碳儲密度的變化趨勢是隨年齡增長而增長，這與國內大部分的研究結果一致。

參考文獻

[1]李敏.森林土壤碳儲量研究綜述[J].林業調查規劃，2018，43（4）：21-24.

[2]盧景龍，梁守倫，劉菊.山西省森林植被生物量和碳儲量估算研究[J].中國農學通報，2012，28（31）：51-56.

[3]劉艷，孫向陽，范俊崗，等.遼寧省森林植被碳儲量及其動態變化[J].生態環境學報，2015，24（2）：211-216.

[4]韓耀杰.人工灌木碳儲量核算及驅動因素分析[D].北京：中國農業科學院，2020.

[5]舒洋.大興安嶺落葉松林碳儲量監測及碳層分配特征研究[D].呼和浩特：內蒙古農業大學，2017.

[6]廖國莉，段劼，賈忠奎，等.遼東地區不同林齡長白落葉松人工林生態系統碳儲量分配特征[J].東北林業大學學報，2020，48（11）：8-13.

[7]郭樹平.黑龍江省碳儲量及碳匯潛力分析[J].森林工程，2011，27（3）：9-10. （責編：張宏民）