虎山林场重点生态公益林碳汇计量研究

刘显忠，李峰，车树海，王力刚，王韡烨

（1.黑龙江省肇源县林业局，黑龙江 大庆 166500；2.黑龙江省森林与环境科学研究院，黑龙江 齐齐哈尔 161005）

为保障生态和国土安全，近年来，国家先后开展了天然林保护、退耕还林等六大林业重点工程。与此同时，在全国实施了重点公益林保护工程，把生态区位极为重要或生态状况极为脆弱，对国土生态安全、生物多样性保护和经济社会可持续发展具有重要作用的重点防护林和特种用途林划为国家重点公益林。黑龙江省从2001年开始实行了国家重点生态林保护工程，至今已取得了显著的经济、社会和生态效益。对重点公益林生态服务功能评估越来越受到重视，对涵养水源、保育土壤等方面的评估方法比较成熟，报道较多，对固碳释氧功能的报道较少。因此开展对重点生态公益林碳汇功能进行计量研究，以期为生态公益林碳汇功能评估提供科学的计量方法，为生态公益林碳汇交易提供科学依据。

1 试验地区概况

重点公益林碳汇计量试验区域选择在林口县虎山林场。虎山林场位于林口县城东北部，距林口县城50km，地理位置130°24′20″—130°40′10″E，45°29′50″—45°30′40″N。植被属长白山植物区系。主要是以山杨、白桦、黑桦、蒙古栎、椴树等为主的天然阔叶林。虎山林场区划生态公益林总面积12 137 hm2，占林业用地的70.3%。其中区划界定重点公益林面积5 498hm2，占林业用地的31.8%；区划界定一般公益林面积6 639hm2，占林业用地总面积的30.5%。

2 研究方法

生物量法是以森林生物量数据为基础的碳计量方法。

（1）活的生物量（生物碳）包括地上生物量和地下生物量；

（2）非活生物量包括枯死木和枯落物；

（3）土壤有机碳。

所以生物量法计量固碳量，每个林分类型包括5个碳库：地上生物量（干、枝、叶）、地下生物量（根）、枯死木、枯落物、土壤[1]。

2.1 林木碳汇计量

碳汇计量林分选择虎山林场天然次生林为重点生态公益林，主要树种为蒙古栎、山杨、白桦及黑桦。在林分内选取2块标准地，标准地一般长度为40 m，宽度为25m。在标准地内分别树种进行每木检尺，实测每株树木的胸径，求出每种树木的平均胸径。按照平均胸径在标准地内每种树木选取1株标准木，对标准木做树干解析，同时测定标准木的树干、树枝、树叶、树根的生物量。现场实测树干和树枝的生物量，树叶的生物量通过现场选取3个标准枝（大、中、小），摘下标准枝上所有叶片，称质量，然后根据3个标准枝树叶的质量，估算全树叶片的鲜质量。树根的生物量采用现场人工挖取全树根称质量方法。同时取得树木干、枝、叶、根的样品，并分别称取鲜质量，样品带回。

2.2 枯枝落叶及土壤固碳计量

在每1块标准地内，选取0.5m×0.5m的样方3个，分为枯枝落叶层、腐殖质层、A层和B层。

枯枝落叶层生物量：收取样方内全部枯枝落叶，现场称质量，同时取样并称质量；

腐殖质层、A层和B层，分别挖取样方内各层土壤并称重，同时取样称质量。

2.3 样品干质量测定

在实验室内，对所有的树木、草本植物及土壤样品进行烘干。树叶及草本植物烘干温度控制在80℃，树干、树枝、树根及土壤烘干温度控制在105℃，所有样品烘干至衡质量后再计算干质量。

总干质量（生物量）＝样品干质量／样品鲜质量×总鲜质量

土壤总干质量＝样品干质量／样品湿质量×土壤总湿质量

2.4 生物量与固碳量转换计算

蒙古栎、山杨、白桦、黑桦的干、枝、叶、根的平均含碳率采取湿烧法测定，蒙古栎的含碳率为49.19%、山杨含碳率为50.19%、白桦的含碳率为49.84%、黑桦的含碳率为49.84%。每个树种的生物量与相应的含碳率的乘积即为该树种的固碳量。

蒙古栎、山杨、白桦、黑桦天然次生林枯枝落叶层及土壤的含碳率采取湿烧法测定，枯枝落叶层为51.56%，土壤A层为8.12%、B层为5.19%。每层的生物量与相应的含碳率的乘积即为该层的固碳量。

3 研究结果与分析

3.1 重点公益林生物量及固碳量计量

3.1.1 虎山林场重点公益林树木生物量、固碳量及空间分布见表1。

表1 虎山林场重点公益林树木生物量、固碳量及空间分布

表1中每个树种各器官的生物量与其相应的含碳率之积即为每个树种各器官固碳量，各器官分别合计得到每个树种的生物量及固碳量，每个树种生物量及固碳量合计得到天然林总的生物量及固碳量。由表1可知，固碳量与生物量成正比，以树干、树根、树枝、树叶的顺序由高到低排列。虎山林场重点生态公益林每公顷的生物固碳量（简称生物碳）为38.89t，平均每年每公顷的固碳量为1.065t。

3.1.2 虎山林场重点公益林土壤固碳量计量

虎山林场重点公益林土壤固碳量及空间分布见表2。

表2 虎山林场重点公益林枯枝落叶和土壤固碳量及空间分布

由表2可知，虎山林重点生态公益林土壤固碳量（简称土壤碳）为87.51t·hm－2，其中土壤碳主要集中在A层（A20cm，B3cm），占土壤总固碳量的83.02%；枯枝落叶层6cm，较厚，占土壤总固碳量的9.69%；B层3cm厚，较瘠薄，占土壤总固碳量的7.29%。

虎山林场重点生态公益林碳总量为126.40t·hm－2（生物碳＋土壤碳）。生物碳为38.89t·hm2，占碳总量的30.77%；土壤碳为87.51t·hm－2，占碳总量的69.23%，土壤碳高与生物碳。

4 结论

4.1 虎山林场杨、桦、柞重点公益林的固碳量与生物量成正比，以树干、树根、树枝、树叶的顺序由高到低排列。重点公益林的生物固碳量（简称生物碳）为38.89t·hm－2，平均固碳量为1.065t·hm－2·a－1。

4.2 虎山林场杨、桦、柞重点公益林土壤固碳量（简称土壤碳）为87.51t·hm－2，其中土壤碳主要集中在A层，占土壤总固碳量的83.02%；枯枝落叶层占土壤总固碳量的9.69%；B层占土壤总固碳量的7.29%。

4.3 虎山林场杨、桦、柞重点公益林碳总量为126.40t·hm－2（生 物 碳 ＋ 土 壤 碳）。 生 物 碳 为38.89t·hm－2，占碳总量的30.77%；土壤碳为87.51t·hm－2，占碳总量的69.23%，土壤碳高于生物碳。

[1]李怒云.林业碳汇计量[M].北京：中国林业出版社，2009：33－34