2006—2017年遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧服務(wù)功能價值動態(tài)變化研究

李雪峰

摘要文章通過對遼寧省2006-2017年間六次森林生態(tài)系統(tǒng)及典型優(yōu)勢樹種組固碳釋氧服務(wù)功能價值做動態(tài)變化分析，掌握森林植被固碳釋氧的動態(tài)變化特征和規(guī)律，為改善森林經(jīng)營管理措施，提升固碳潛力提供參考。

關(guān)鍵詞森林生態(tài)系統(tǒng);固碳釋氧;動態(tài)變化;遼寧省

中圖分類號：S718.56文獻標(biāo)識碼：Adoi：10.13601/j.issn.1005-5215.2022.03.020

森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，通過光合作用固定大氣中的二氧化碳并釋放氧氣，在應(yīng)對氣候變化過程中起到了重要的作用[1]。近年來，隨著遼寧省森林資源的不斷變化，其森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和價值也在發(fā)生變化，2006—2017年期間遼寧省已做了6次森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估，本文旨在通過對遼寧森林生態(tài)固碳釋氧方面的評估結(jié)果進行動態(tài)變化分析，來探索遼寧森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧服務(wù)功能的生態(tài)效益時空特征及驅(qū)動力分析。

1研究區(qū)概況及研究方法

1.1研究區(qū)概況

遼寧省地處我國東北地區(qū)南部，位于118°53′—125°46′ E，38°43′—43°26′ N。屬于中緯度地區(qū)，北接內(nèi)蒙古高原，南臨海洋，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)[2]。主要氣候特點是雨熱同季、日照豐富、寒冷期長、春秋季短、東部地區(qū)雨量充沛、西部地區(qū)干旱少雨[3]。土壤分布主要是2個地帶性土壤分布區(qū)，即東部的棕壤區(qū)和西部的褐土區(qū)[4]。遼寧省位于長白、華北、蒙古3個植物區(qū)系交匯地帶，植物區(qū)系具有過渡性、混雜性和不穩(wěn)定性。植被類型主要包括針闊混交林和落葉林類型、暖溫性松櫟林及櫟林類型、溫帶暖溫帶半濕潤農(nóng)業(yè)植被類型、沿河濱海植被和沙地植被類型[5，6]。遼寧省主要優(yōu)勢樹種有408種，分布63科137屬，其中喬木樹種有250多種。

1.2研究方法

1.2.1數(shù)據(jù)來源

遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧服務(wù)功能評估分為物質(zhì)量和價值量兩大部分[7]。物質(zhì)量評估所需數(shù)據(jù)來源于遼寧省森林生態(tài)連清數(shù)據(jù)集和遼寧省森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)集;價值量評估所需數(shù)據(jù)除以上2個來源外，還包括社會公共數(shù)據(jù)集。

1.2.2評估方法

依據(jù)國家林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》里的具體評估指標(biāo)體系、計算公式，對 2006、2008、2010、2011、2014和2017 年遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)的固碳釋氧功能進行了物質(zhì)量與價值量評估，分析數(shù)據(jù)變化情況。參數(shù)主要來源于遼寧省內(nèi)森林生態(tài)站和周邊輔助觀測站點積累的長期定位連續(xù)觀測研究數(shù)據(jù)集。

2結(jié)果與分析

2.1森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧服務(wù)功能與價值量評估動態(tài)變化分析

森林是陸地上最大的儲碳庫和最經(jīng)濟的吸碳器[8]。森林固碳釋氧功能的評估包括固碳量、釋氧量兩部分[9]。2006—2017年遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧服務(wù)功能價值動態(tài)變化分析結(jié)果（表1）表明，森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧服務(wù)功能與價值量均呈遞增趨勢，其中，2006—2017年，遼寧省森林固碳量由2006年的1 196.94萬t增長到 2017年的1 938.55萬t，增長了741.61萬t，增長率為61.96%;釋氧量由2006年2 659.78萬t增長到2017年的4 440.79萬t，增長了1 781.01萬t，增長率為66.96%;固碳釋氧價值由2006年的409.58億元增長到 2017年的823.85 億元，增長了414.27億元，增長率為 101.15%。

2.2不同優(yōu)勢樹種組固碳釋氧服務(wù)功能與價值量評估動態(tài)變化分析

森林生態(tài)固碳釋氧服務(wù)功能評估根據(jù)樹木的生態(tài)學(xué)和生物學(xué)特性，將遼寧省組成林分的樹種劃分為11個樹種組。其中主要優(yōu)勢樹種組按面積排序前三位的是柞樹組、油松組、落葉松組，按蓄積量排序前三位的依次是柞樹組、落葉松組、油松組。本文選取柞樹組、落葉松組、油松組、刺槐組、楊樹組和灌木林組6種典型樹種組做不同優(yōu)勢樹種組森林生態(tài)固碳釋氧服務(wù)功能動態(tài)變化對比分析。

2.2.1固碳釋氧功能

不同典型樹種組固碳釋氧量評估結(jié)果如表2所示，均以柞樹組固碳量釋氧量為最大，以灌木林組為最小。柞樹組、落葉松組、油松組和刺槐組固碳量釋氧量總體呈現(xiàn)一直遞增的趨勢，楊樹組和灌木林組呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢。這與柞樹組、落葉松組、油松組和刺槐組分布區(qū)域的氣候條件適宜，群落完整，森林多發(fā)育到中齡林、近熟林階段，森林的生產(chǎn)力強，固碳釋氧功能較強保持一致。

2.2.2固碳釋氧價值量

遼寧省不同典型樹種組固碳釋氧價值量如表3所示，在6次評估中，均以柞樹組最大，以刺槐組為最小。選取的6個典型樹種組中，楊樹組和灌木林組呈現(xiàn)先增加后減少的變化，其他幾個樹種組均是呈現(xiàn)出遞增的變化趨勢。將6次評估的固碳釋氧價值量數(shù)據(jù)，以相鄰評估期作為間隔，得出每兩期評估的固碳釋氧價值量變化。由表3可知，從2006—2017年選取的各樹種組（除灌木林組外）的固碳釋氧價值量均不同程度的增加，以柞樹組增加量最大，刺槐組增加量最小。灌木林組出現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢，同一樹種組固碳釋氧量在有的年份間隔中出現(xiàn)減少的變化，這既與面積變化有關(guān)，又與森林質(zhì)量有關(guān)，同時也可能與間隔年份的降水、溫度因素有關(guān)。如果后一個年份的降水量少，溫度低，植物光合作用就會受到影響，固碳量降低，從而出現(xiàn)減少的變化。

3遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧生態(tài)效益驅(qū)動力分析

遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)不同年份的固碳釋氧服務(wù)功能與價值量呈現(xiàn)出逐步遞增的變化趨勢，這與森林資源的面積大小密切相關(guān)，森林面積是決定生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能強弱的最直接影響因子[10]。而各項政策的支持和各項林業(yè)生態(tài)工程的建設(shè)與實施是遼寧省森林生態(tài)效益的關(guān)鍵驅(qū)動力。隨著人們對森林關(guān)注度的逐漸提高，對生態(tài)效益的日益重視，逐步加大了對林業(yè)的投資和扶持力度，使得森林的面積逐漸增加;同時，對森林的撫育管理措施的逐漸增強，使得森林質(zhì)量逐漸提高，生態(tài)效益逐漸增加[11]。

自然環(huán)境因素也是森林生態(tài)效益時空格局動態(tài)變化的重要驅(qū)動力，通過影響樹木生長代謝過程、森林結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)能量流動與物質(zhì)循環(huán)等方式，進而驅(qū)動森林生態(tài)效益時空格局的演變。遼寧東部山區(qū)以山地和丘陵為主，氣候溫和，雨量充沛，為林木生長提供了良好的生長環(huán)境，而且森林的面積較大，覆蓋率高，森林質(zhì)量相對較高，森林生態(tài)效益顯著。遼西北地區(qū)與科爾沁沙地相鄰，為典型的干旱區(qū)，森林面積較小，樹種單一，森林多為農(nóng)田防護林和防風(fēng)固沙林等人工林。干旱少雨，土地沙化嚴(yán)重，林地生產(chǎn)力不高，單位面積蓄積量和生長量比較低，進而影響了森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮[12]。

4討論

森林具有多種生態(tài)功能，其中主要是吸收二氧化碳、釋放氧氣。森林在自然生長過程中，通過光合作用把吸收的二氧化碳以枝、葉、干等形式固定下來。只要不發(fā)生火災(zāi)、樹木不腐朽分解，樹干儲存的二氧化碳很難再形成碳源。可以說，森林就是一種綠色可自生的碳捕集碳封存復(fù)合系統(tǒng)[13]。培育森林資源，不斷擴大森林面積、提高森林蓄積量，是目前所有碳捕集碳封存途徑中經(jīng)濟投入最少、耗能（額外排放）最低的途徑[14，15]。因此，應(yīng)加大森林管護力度、提高森林面積、盡快修復(fù)森林生態(tài)環(huán)境，以增加遼寧省森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價值[16]。科學(xué)經(jīng)營和利用森林資源，進一步增強森林碳匯能力，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

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