腾冲北海湿地生态系统碳储存功能及价值评估初探

曾昭朝,赵祥华,夏冬青

(云南省环境科学研究院,云南昆明650034)

腾冲北海湿地生态系统碳储存功能及价值评估初探

曾昭朝,赵祥华,夏冬青

(云南省环境科学研究院,云南昆明650034)

在对自然湿地生态系统碳储存功能分析的基础上,以腾冲北海湿地保护工程的实施为据,依据林业碳汇及湖泊湿地碳汇相关理论和方法,对腾冲北海湿地碳储存价值进行估算,得出腾冲北海湿地每年总固碳量为41957.75 t/a,折合人民币413.19万元/a。由此得出腾冲北海湿地生态系统具有极高的保护价值。

碳汇;价值;估算;腾冲北海

1 北海湿地概况

腾冲北海湿地位于云南省保山市腾冲县城东北部北海乡境内,北纬25°06′2″～25°08′38″,东经90°30′30″～98°34′50″,距县城15km,为大盈江的源头活水之一,是中国西南高原唯一的火山堰塞湖,具有火山堰塞湖沼泽湿地和高原湖泊蔓延沼泽化的典型特征,是我国西部唯一有“浮毯型”沼泽草甸植被景观的天然湿地,是1994年12月10日国家环保总局首批公布的33处国家重点保护湿地之一。被列为省级自然保护区,保护区总面积1629hm2,核心区面积384.5hm2,占整个保护区总面积的23.6%;缓冲区面积236.4hm2,占整个保护区总面积的14.5%。;实验区面积1008.1hm2,占整个保护区总面积的61.6%。北海湿地有着独特的植被类型,极高的生物多样性价值、旅游观光价值和重要的生态功能。然而,在长期以来对湿地的错误认识和大规模的经济活动中,人们对北海湿地资源重开发轻保护,特别是20世纪70年代围海造田、分配草排、深挖中沟放水,严重干扰湿地自然生态过程,致使北海湿地出现了面积萎缩、沿岸带生态结构破坏、资源蕴藏量减少、生态系统退化、沼泽化进程加快等一系列生态环境问题,北海湿地的生态功能已在逐步丧失。

2 湿地生态系统与碳汇

碳汇是指从大气中清除CO2的过程、活动或机制,是自然界中碳的寄存体吸收并储存二氧化碳的能力。湿地是一种比较活跃的生态系统类型,它是地球三大生态系统中唯一的四圈(大气圈、岩石圈、生物圈和水圈)共存之地,是全球最大的碳库,在全球碳循环中起着重要作用。研究表明,湿地中的碳主要储存在泥碳、富含有机质的土壤和植物体内。湿地植物通过光合作用固定大气中的CO2,又通过分解和呼吸作用以CO2和CH4的形式排放到大气中,发挥“碳汇”和“碳源”两方面的作用。湿地由于水分过于饱和的厌氧特性,积累了大量的无机碳和有机碳。湿地中的微生物活动相对较弱,植物残体分解释放二氧化碳的过程十分缓慢,因此形成了富含有机质的湿地土壤和泥炭层,促使湿地中碳和营养物质积累,起到了汇集或固定碳的作用。通过查阅相关文献得知,湿地的储碳能力取决于湿地类型、面积、植被、土壤厚度、地下水位、营养物质、pH值等因素,不同类型的湿地生态系统其固碳能力是不同的。但是湿地碳的固定与释放受气候条件及人类活动的影响,如果湿地遭到破坏,例如,大肆地围湖造田,排干湿地或者温度持续升高,降雨减少,会导致湿地土壤水分减少,土壤中微生物活力增强,沼泽失去碳积累的能力,加速泥炭或草根层的有机质分解,增加大气二氧化碳的净释放量,使湿地成为温室气体的释放源,即“汇源”。如果气候稳定且没有人类干扰,那么湿地生态系统相对于其他生态系统能够更长期地储存碳。因此,保护湿地,就能发挥湿地的“碳汇”作用,减少碳排放,维持气候稳定;反之,破坏湿地,源源不断地向大气圈释放CO2和NH4等温室气体,湿地就成为恶劣的“碳源”。目前,湿地与碳汇越来越成为生态领域专家学者和生态环境保护者关心的问题,在2009年末的哥本哈根全球气候大会上,我国递交了一份《湿地碳汇功能》报告,报告总结分析了全球数十个被研究的湿地资料,其中包括上海的崇明岛。报告显示,全球的自然湿地约占全球陆地面积的6.4%,但其碳汇功能竟与占全球面积七成的海洋相当。这与众多的调查研究结论一致,即在陆地上各种生态系统中,湿地生态系统单位面积的碳储量是最高的。

3 腾冲北海湿地碳储存价值估算

湿地生态系统具有很高的固碳能力,但对此项功能价值的研究尚缺乏,目前研究尤其注重植物固碳价值。本文基于腾冲北海湿地保护工程可行性研究报告对恢复北海湿地生态系统服务功能实施的各项工程措施,采用林业碳汇常用的计算方法对实施保护工程后的北海湿地碳储存价值进行初略的估算,由于人为干扰因素过于复杂,基础数据难以收集,故价值估算不考虑碳的泄漏。

通过腾冲北海湿地保护工程的实施,北海湿地在实施面山生物保护工程后,湿地保护区将恢复1190.89hm2林地,其中面山1106.6hm2,滨岸带林地84.29hm2;通过退耕退田还湿等工程,提升水面后,北海湿地的面积将达到209.58hm2。考虑到林业碳汇计算方法仅针对林业造林与再造林项目,因此,对北海湿地生态系统的碳储存价值估算分为乔灌植物以及湿地植物两个部分。

(1)乔灌植物

乔灌植物的碳汇量计算根据林业碳汇项目碳汇量计算方法进行,涉及到地上生物量、地下生物量、枯落物、粗木质残体和土壤有机碳的计算。在开展林业碳汇项目时,为了综合发挥项目生态效益、社会效益和经济效益,项目尽可能选择在退化土地或者额外性较高的项目地块上的造林活动。在选择方法学时,只要能证明由林业碳汇项目能够引起项目区内枯落物、粗木质残体和土壤有机碳的增加,则不必计算其碳汇量,即综合考虑计算碳汇量的成本有效性、不确定性和保守性。因此,本文只涉及活立物碳储量(地上生物量和地下生物量转换为碳汇量)的计算方法。依据《LULUCF良好方法指南》中提供的国际通用的数据对项目区乔灌植物实际净温室气体清除量进行大体的估算,项目区乔灌植物每年可清除CO241919.33t,根据中国CDM项目管理中心资料,可再生类项目最低价为10欧元/t,按9.8477汇率计算,折合人民币412.81万元,具体计算方法如下:

①根据项目地区的年降雨量、海拔范围、气温状况等信息确定项目区所处的生态区(查表1);

②生态区确定后,先使用人工林地上生物量净增长值(表2)进行查阅,计算出项目区内植被地上生物量值,如果没有对应的生态区,再使用天然林地上生物量净增长值(表3)进行查阅;

③地上生物量值确定后,再根据地上生物量到地下生物量转换参数表(表4)进行查阅,根据转换参数推算出地下生物量的值;

④将地上生物量与地下生物量值相加再乘上项目区乔灌植物面积,即可得出项目区乔灌植物的固碳量,再根据碳与二氧化碳的化学分子式,将固碳量转换为固定二氧化碳的量。

表1 气候带、气候区及生态区

表2 热带及亚热带人工林的地上生物量净增长值

表3 天然林的地上生物量净增长值

根据上述计算步骤,结合保护工程项目区气候气象资料(查表1)可知项目区属于亚热带湿性森林区,地上生物量为8 t d.m./hm2.a(查表2),地上生物量与地下生物量根茎比为0.2(查表3),即地下生物量为1.6 t d.m./hm2.a,总计得出该生态区生物量为9.6 t d.m./hm2.a。

在项目区通过面山生物工程的实施,项目区将恢复1190.89hm2林地,通过上述计算结果,项目区林地固碳量为11432.54 t d.m./a,折合CO2量为41919.33t/a。

表4 地下生物量:地上生物量(R值)

(2)湖泊湿地

目前对于湖泊湿地生态系统的固碳价值评估鲜见报道,而在林业碳汇项目中,没有直接针对湖泊湿地的碳汇计算公式。通过查阅各种文献,发现不同类型的湿地固碳速率和潜力不同,通常情况下湖泊湿地的固碳速率为C 5～72 g/m2.a。本文拟通过固碳速率折算出湖泊湿地的固碳量。

保护工程实施后,通过退耕退田还湿等措施,提升水面后,北海湿地的面积将达到209.58hm2,根据湖泊湿地的固碳速率计算,北海湿地每年固碳量至少为10.48t/a。根据碳转化为二氧化碳分子式,北海湿地固定二氧化碳量为38.42t/a。根据中国CDM项目管理中心资料,可再生类项目最低价为10欧元/t,按9.8477汇率计算,折合人民币3783.49元。

综上所述,不考虑碳泄漏,恢复后的腾冲北海湿地每年总固碳量为41957.75t/a,折合人民币413.19万元/a。

4 结论

在了解了湿地生态系统碳储存功能的基础上,以腾冲北海湿地保护工程可行性研究报告为依据,对腾冲北海湿地碳储存价值进行了初略估算,得出腾冲北海湿地具有巨大的保护价值。在估算方法上,利用林业碳汇项目计算方法以及湖泊湿地固碳速率进行估算,其计算过程是可行的。但若要更精确地评估北海湿地的固碳价值,仍有许多不确定因素存在,如保护工程实施时对湿地的扰动造成碳的泄漏量,没有经过有效指标进行合理估算;开展湿地旅游对湿地生态功能的影响尚不明显,旅游活动造成的碳的泄漏也没有估算;固碳价值受全球碳交易市场以及汇率影响较大,且湿地的碳汇交易市场还没有完全成熟。这些都会导致固碳量和固碳价值有误差。只有随着湿地固碳功能研究的不断深入,各类研究资料的不断累积以及人们对湿地固碳功能的认识不断深入,逐步减少估算的不确定性,才能使湿地固碳价值的估算更加精确。

[1]赵祥华.云南省腾冲北海湿地保护工程可行性研究报告[R].昆明:云南省环境科学研究院,2010.

[2]段晓男,王效科.湿地生态系统固碳现状和潜力[J].生态学报,2008,(2).

Pilot Study on Function and Value of Carbon Storage by Beihai Wetland Ecological System of Tengchong

ZENG Zhao-zhao,ZHAO Xiang-hua,XIA Dong-qing
(Yunnan Institute of Environmental Science,Kunming Yunnan 650034 China)

The value of carbon storage by Beihai wetland ecological system of Tengchong is evaluated based on the related theories and methods of forestry carbon sequestration and lakes and wetland carbon sequestration.The total carbon fixation from Beihai wetland ecological system of Tengchong is calculated as 41957.75t/a,which costs a-bout 413,190,000 RMB each year.It shows the high conservation value of the Beihai wetland.

carbon sequestration;value;evaluation;Beihai wetland of Teng chong

X52

A

1673-9655(2010)03-0046-03

2010-02-23