秭归县退耕还林固碳释氧效益分析

谭本旺 崔鸿侠 潘磊 马德举 王晓荣

摘要：本文对秭归县退耕还林工程主要造林树种及其造林面积进行了统计分析，并对全县退耕还林工程固碳释氧效益进行了测算，结果表明：秭归县退耕还林中经济林面积最大，其次是阔叶林，针叶林面积最小。工程造林面积超过1 000 hm2的树种是依次是核桃、刺槐、柑桔、板栗、紫穗槐和茶叶。秭归县退耕还林工程年固碳量为64 7807 t，年释氧量为110 468.7 t，为全县生态环境和固碳减排发挥了巨大作用。

关键词：退耕还林；固碳释氧；秭归县

中图分类号：S718.56文献标识码：A文章编号：1004-3020（2014）03-0006-03

Analysis on Carbon Fixation and Oxygen Release Benefit of

Returning Farmland to Forest in Zigui County

Tan Benwang（1）Cui Hongxia（2）Pan Lei（2）Ma Deju（1）Wang Xiaorong（2）

（1.Zigui County Forestry BureauYichang443600； 2. Hubei Academy of ForestryWuhan430075）

Abstract： The main planting tree species and area of returning farmland to forest were analyzed in Zigui County， and the carbon fixation and oxygen release benefit was counted. The results showed the area of non-timber product forest was maximum， and that of broadleaf forest was secondly， and that of coniferous forest was minimum. The tree species which area was more than 1 000 hm2 were in the following order： Juglans regia， Robinia pseudoacacia， Citrus reticulate， Castanea mollissima， Amorpha fruticosa， Camellia sinensis. The carbon fixation amount and the oxygen release amount of returning farmland to forest in Zigui County were 64 7801 t·a-1 and 110 4687 t·a-1， respectively. The project of returning farmland to forest plays an important role for ecological environment and fixing carbon and reducing discharge of the whole county.

Key words：returning farmland to forest； carbon fixation and oxygen release； Zigui County

森林作为陆地生态系统的主体，通过植被、土壤动物和微生物固定二氧化碳，并释放氧气＼[1-2＼]。随着大气中的CO2浓度不断增加，导致大气温室效应逐渐增强，全球气候变暖，人类社会正面临着生态安全的威胁。森林不仅可以消减温室气体，而且对缓解全球温室效应，以及对全球气候变化和碳平衡都具有重要作用＼[3＼]。

退耕还林是我国实施的一项最大的林业生态建设工程，从保护和改善生态环境出发，将易造成水土流失的坡耕地有计划，有步骤地停止耕种，按照适地适树的原则，因地制宜的植树造林，恢复森林植被。秭归县是湖北省实施退耕还林的第一批试点县，迄今为止全县共完成坡耕地退耕还林149万hm2，荒山荒地造林088万hm2。开展退耕还林工程生态效益监测评价，必将对提升退耕还林工程建设和管理水平提供有力的支撑和保障。关于秭归县退耕还林工程的生态效益监测与评价主要集中在水源涵养和水土保持等方面＼[4-5＼]，对退耕还林固碳释氧效益方面的研究很少。本研究对秭归县不同年度及不同树种退耕还林面积进行统计分析，并比较几种典型退耕还林模式固碳释氧效益，为秭归县退耕还林建设提供技术参数，也可为评估退耕还林工程生态价值提供依据。

1研究区概况

研究地区位于三峡库区秭归县，地处湖北省西部、长江西陵峡畔，位于三峡工程坝上库首。地跨东经110°0′～110°18′，北纬30°38′～31°11′，总面积2 427 km2。境内地形起伏，层峦叠嶂，西南地势高，东北低。秭归县平均海拔800 m，海拔最高为2 057 m，最低海拔只有400 m。秭归县地处中纬度，四季分明，雨量充沛，光照充足，气候温和，属明显的亚热带大陆性季风气候。全县多年平均温度179 ℃，1月最冷，7月最热，极端最低气温-89 ℃，极端最高气温42 ℃。全县年平均降水量1 0068 mm，年均日照时数1 6196 h，空气相对湿度72%。全县坡耕地退耕还林面积149万hm2，工程主要造林树种有柑桔Citrus reticulate、核桃Juglans regia、刺槐Robinia pseudoacacia、板栗Castanea mollissioma 、茶叶、落叶松、木瓜Chaenomeles sinensis、紫穗槐Amorpha fruticosa、杜仲Eucommia ulmoides、李等近50种。

2研究方法

以中华人民共和国林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》为标准＼[6＼]，计算退耕还林的固碳量和释氧量，见公式（1），（2）。

U碳=163R碳AB年+AF土壤 （1）

式中：

U碳—退耕还林工程年固碳总量（t·a1）；

A—林分面积（hm2）；

R碳—CO2中碳的含量，值为2727%；

B年—林分净生产力[t·（hm2·a）-1]；

F土壤—单位面积土壤年固碳量[t·（hm2·a）-1]。

U氧=119 AB年（2）

式中：

U氧—为退耕还林工程年释氧总量（t·a1）；

A为—林分面积（hm2）；

B年为—林分净生产力[t·（hm2·a）-1]。

3结果与分析

3.1不同树种退耕还林面积

秭归县自2000年实施退耕还林工程以来，共完成退耕还林14 8667 hm2，工程造林采用了柑桔、核桃、刺槐、板栗、茶叶、落叶松、木瓜、紫穗槐、杜仲、李等近50个树种，不同树种退耕还林面积如图1所示。造林面积超过1 000 hm2的树种是核桃、刺槐、柑桔、板栗、紫穗槐和茶叶，这6个树种造林面积占全县退耕还林总面积的787%，其中核桃面积最大，有2 4563 hm2，占165%；其次是刺槐有2 3007 hm2，占155%；柑桔有2 0511 hm2，占138%；板栗有1 8535 hm2，占125%；紫穗槐有1 7963 hm2，茶叶有1 2475 hm2，占84%。将不同造林树种分为经济林、阔叶林和针叶林3大类，经济林造林面积最大，占全县退耕还林总面积的526%，主要造林树种为核桃、柑桔、板栗和茶叶；其次为阔叶林，占全县退耕还林总面积的430%，主要造林树种为刺槐、紫穗槐、香椿和银杏；针叶林栽植面积最小，占全县退耕还林总面积的44%，主要造林树种为落叶松、杉木、柏木和马尾松，除落叶松造林面积为4384 hm2外，另外3个针叶树种造林面积均不到1000 hm2。

图1秭归县不同树种退耕还林面积

3.2不同年度退耕还林面积

秭归县2004年退耕还林面积最大，为5 3333 hm2，其中核桃栽植面积最大，为1 6476 hm2；退耕还林面积其次的年份为2000年，本年度主要造林树种为柑桔、刺槐和茶叶等；退耕还林任务最少年份为2006年，仅为2000 hm2。秭归县不同年度退耕还林面积如图2所示。

图2秭归县不同年度退耕还林面积

3.3固碳释氧效益

将秭归县退耕还林类型分为经济林、阔叶林和针叶林3大类，选择各类型中造林面积最大的树种作为监测模式，其中经济林模式选择核桃和柑桔，阔叶林模式选择刺槐，针叶林模式选择落叶松，对这4种监测模式选择立地条件相近、年龄相同的林分设置样地，并进行调查取样与测定分析，结果见表1。从表中可知，刺槐和落叶松林分净生产力较高，而柑桔林分净生产力很低；刺槐林土壤年固碳能力强于其它3种林分，核桃、柑桔和落叶松土壤年固碳量差别不明显。

表1不同模式固碳释氧指标监测结果

模式核桃柑桔刺槐落叶松

林分净生产力

/t·（hm2·a）-1635284802852土壤年固碳量

/t·（hm2·a）-1103137206147

根据公式（1）（2），计算出4种监测模式的年固碳量分别为核桃9 4631 t；柑桔5 3993 t；刺槐12 9412 t；落叶松2 3047 t。刺槐林年固碳量最大，这既与刺槐林分净生产力和土壤固碳能力有关，同时还受林分面积的影响。4种监测模式的年释氧量分别为核桃18 5160 t；柑桔6 9319 t；刺槐21 9574 t；落叶松4448 t。

根据秭归县退耕还林中经济林、阔叶林和针叶林的总面积，计算得出全县退耕还林年固碳量为64 7807 t，其中经济林年固碳量为25 3578 t；阔叶林为35 9741 t；针叶林为3 4488 t。全县退耕还林年释氧量为110 4687 t，其中经济林年释氧量为42 7800 t；阔叶林为61 0375 t；针叶林为6 6512 t。

4结论与讨论

秭归县退耕还林工程主要造林树种是核桃、刺槐、柑桔、板栗、紫穗槐和茶叶等，这6个树种造林面积占全县退耕还林总面积的787%，其中核桃2 4563 hm2，占165%；刺槐2 3007 hm2，占155%；柑桔2 0511 hm2，占138%；板栗1 8535 hm2，占125%；紫穗槐1 7963 hm2，茶叶1 2475 hm2，占84%。将全县退耕还林类型划分为经济林、阔叶林和针叶林3大类，经济林面积最大，占526%；其次为阔叶林，占430%；针叶林最小，占44%。秭归县2004年退耕还林任务最多，其次为2000年，退耕还林任务最少的年份是2006年。

秭归县退耕还林工程年固碳量为64 7807 t，其中经济林年固碳量为25 3578 t；阔叶林为35 9741 t；针叶林为3 4488 t。全县退耕还林年释氧量为110 4687 t，其中经济林年释氧量为42 7800 t；阔叶林为61 0375 t；针叶林为6 6512 t。目前应持续开展退耕还林等生态建设工程，增加森林面积，提高植被固碳释氧能力，实现建设良好生态环境和固碳减排双赢的目标。

森林固碳释氧量受森林面积和单位面积林分固碳释氧能力共同影响。秭归县退耕还林三大类型中，阔叶林单位面积固碳释氧量最大，针叶林其次，经济林最小，因此在秭归县实施退耕还林工程时，栽植阔叶林能更好地发挥工程固碳释氧效益。本研究只针对固碳释氧这一指标进行了分析，在综合评价退耕还林生态效益时，还应考虑水源涵养、水土保持、净化大气环境和生物多样性保护等效益指标，以此来确定秭归县最适宜的退耕还林类型或模式。

参考文献

[1]贾治邦.积极发挥森林在应对气候变化中的重大作用[J].资源与环境，2008，（4）：50-51.

[2]王忠诚，王淮永，华华 等.鹰嘴界自然保护区不同森林类型固碳释氧功能研究[J].中南林业科技大学学报，2013，33（7）：98-102.

[3]王效科，冯宗炜.中国森林生态系统中植物固定大气碳的潜力[J].生态学杂志，2000，19（4）：72-74.

[4]潘磊，史玉虎，熊艳平 等.秭归县退耕还林水源涵养效益计量[J].湖北林业科技，2006，（3）：1-4.

[5]肖文发，黄志霖，唐万鹏 等.长江三峡库区退耕还林工程生态效益监测与评价[M].北京：科学出版社，2012：1-30.

[6]国家林业局.LY/T17211721-2008.中华人民共和国林业行业标准—森林生态系统服务功能评估规范＼[S＼].北京：中国标准出版社，2008.

（责任编辑：郑京津）