基于森林資源數據的鳳城市森林不同齡組碳儲量研究

楊青川

摘 要 為研究鳳城市森林的碳儲量，通過森林生物量—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和碳儲密度進行分析。結果表明：鳳城市森林碳儲量最大的樹種是柞樹，不同林齡碳儲量由大到小依次為中齡林、幼齡林、成熟林、近熟林和過熟林;碳儲密度由大到小依次為近熟林、中齡林、過熟林、成熟林和幼齡林。

關鍵詞 優勢樹種;林齡組;碳儲量;碳密度;鳳城

中圖分類號：S718.55 ? ? ? 文獻標識碼：A ? doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2021.02.016

Abstract In order to study the carbon storage of forest in Fengcheng City，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.Result shows that the tree species with the largest carbon storage was oak，and the descending order of carbon storage at different ages is middle-aged forest > young forest > mature forest > near mature forest > over mature forest. The descending order of carbon storage density is near mature forest > middle aged forest > over mature forest > mature forest > young forest.

Key words dominant species;forest age group;carbon storage;carbon density;Fengcheng City

二氧化碳是使全球氣候變暖的主要因素之一。隨著氣候變化的加劇，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變暖中承擔著重要作用[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]。有的對灌木林的碳儲量及驅動因素進行了分析[4]。

鳳城地區自然資源豐富，在遼寧省內位居前列。本文研究鳳城市各優勢樹種不同林齡的碳含量和碳儲密度，對掌握遼寧省東部山區的碳匯功能有重要的意義。

1 自然概況

鳳城市位于123°32′—124°32′ E、40°02′—41°06′ N。生態分區屬于遼東山區，地貌屬遼東山地丘陵區。氣候類型為中溫帶濕潤大陸性季風氣候，春夏秋冬季節分明。水系有鴨綠江、渾河、太子河和大洋河，水資源豐富。

2 研究方法

2.1 數據來源

本文數據來源于2015年鳳城市森林資源變更數據。涵蓋域內所有森林林班、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和不同齡組的數據用于生物量和碳儲量估算。

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。

本文采用可以在較大尺度上應用的生物量-蓄積量模型法，估算鳳城地區喬木林和疏林的生物量。具體如下式，即：

B=aV+b

式中：B代表林木生物量（t）;V代表林木蓄積量（m3）;a、b是回歸方程的參數。

采用已經公布的各個優勢樹種的最優生物量-蓄積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一個區間范圍內，即0.45～0.50。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。由于本文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》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為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

經過計算，鳳城市天然林各優勢樹種不同齡組的碳儲量見表2。天然林中柞樹碳儲量為5 250 773.04 t，占94.20%;其次為胡桃楸194 517.70 t;油松73 881.79 t。柞樹成熟林碳儲量為1 563 789.67 t，在各優勢樹種的各個齡組中碳儲量大，說明柞樹成熟林對鳳城地區的天然林碳儲量貢獻最大。不同齡組碳儲量由大到小依次為成熟林、幼齡林、近熟林和過熟林。

從碳密度計算結果（表3）看，天然林不同齡組碳儲密度中，成熟林最大，幼齡林最小，其由大到小依次為成熟林、近熟林、過熟林、中齡林和幼齡林。

3.2 鳳城市人工林各優勢樹種不同齡組碳儲量

經過計算，鳳城市人工林各優勢樹種不同齡組的碳儲量見表4。人工林中落葉松碳儲量為2 991 886.37 t，占85.27%;其次為紅松191 874.32 t。其中落葉松中齡林碳儲量為1 301 070.21 t，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鳳城地區的人工林碳儲量貢獻最大。不同齡組碳儲量由大到小依次為中齡林、幼齡林、近熟林、成熟林和過熟林。

人工林碳儲密度計算結果見表5。人工林不同齡組碳儲密度中，中齡林最大，幼齡林最小，其由大到小依次為過熟林、中齡林、近熟林、成熟林和幼齡林。

3.3 鳳城市森林不同齡組碳儲量估算

通過對鳳城市天然和人工林生物量和碳儲量的估算，得出全市各優勢樹種不同齡組的碳儲量和碳儲密度，結果見表6。碳儲量最大的齡組為中齡林（3 131 082.61 t），最少的是過熟林（391 197.90 t），其由大到小依次為中齡林、幼齡林、成熟林、近熟林和過熟林。碳儲密度最大的是近熟林（43.13 t??hm-2），由大到小依次為近熟林、中齡林、過熟林、成熟林和幼齡林。

4 結論

通過計算，柞樹在鳳城地區各優勢樹種中碳儲量居首位，遠遠高于其他樹種，各林齡組中碳儲量最多是中齡林。因此在森林經營管理中，柞樹的經營管理會很大程度影響該地區的碳儲量。分析結果表明，鳳城市人工林的碳儲密度普遍高于天然林。人工林森林質量較高，除幼齡林外其他齡組的碳密度均高于全國平均水平的44.91 t??hm-2[7]。但是整體看，與世界平均水平差距甚遠。碳儲密度的變化趨勢是隨年齡增長而增長，這與國內大部分研究結果一致。

參考文獻：

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[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

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