任继勤,夏景阳,郑惠潆,孙茂龙,李 媛
(1.北京化工大学经济管理学院,北京100029;2.哈尔滨市第一二二中学,哈尔滨150001;3.黑龙江省委党校,哈尔滨150080)
近年来,全球气候变暖引起了国际社会的广泛关注,发展低碳经济随之被提出并越来越受到人们的重视。森林作为陆地上最大的生态系统,对环境有着直接的影响,是碳循环的重要组成部分[1]。森林碳汇指的是森林生态系统吸收大气中的CO2并将其固定在植被或土壤中,从而减少大气中CO2浓度的过程、活动或机制,一般用它来描述森林等吸收并储存CO2的多少,或者吸收并储存CO2的能力。
我国森林面积广阔,在CDM机制下发展以碳汇为目的的森林经营,对经济发展及环境保护都具有积极的意义[2]。在低碳经济的背景下,应依靠森林的碳汇功能,大力发展碳汇林业,为林业不断发展带来新契机。中国各地方相继推出了自己的森林碳汇项目,其中主要有碳汇造林项目和森林经营碳汇项目两种。本文对已经公示的碳汇项目进行了比较分析和研究,结合森林生长的影响因素为提高森林碳汇量提供建议。
碳汇造林是指在确定了基线的土地上,以增加碳汇为主要目的,对造林及其林木(分)生长过程实施碳汇计量和监测而开展的造林活动。其计算方法主要是基于《碳汇造林项目方法学》[3]。此方法学适用于温室气体自愿减排交易体系下以增加碳汇为主要目的碳汇造林项目活动(无竹林)的碳汇计量与监测。
其主要计算方法有两个:
(1)生物量方程法:根据测树因子(x1,x2,x3…)可以是胸径、树高、年龄等转化为地上生物量的回归方程f(x1,x2,x3)。之后再与株数 N、面积A和树种的地下生物量与地上生物量之比R相乘,求出生物量B。
(2)生物量扩展因子法:通过林木的胸径DBH和(或)树高H,查材积表或运用材积公式转化成林木树干材积V;利用基本木材密度D和生物量扩展因子BEF将林木树干材积转化为林木地上生物量;再利用地下生物量/地上生物量的比值R将地上生物量转化为林木生物量。
森林经营碳汇是指通过森林经营的方式来提高森林固碳能力,从而得到更多的额外的碳量用来交易的过程。其碳量的计算是基于《森林经营碳汇项目方法学》[4]。计算方法主要有以下4种。
(1)生物量方程法:预测基线情景下,计入期内不同年份t各碳层各树种的林分平均胸径DBH和平均树高H,利用生物量方程法计算林木生物量。
(2)蓄积-生物量相关方程法:预测基线情景下,计入期内不同年份t各碳层的林分平均单位面积蓄积量V,利用蓄积量—生物量相关方程法计算林木生物量。
(3)材积法:根据平均胸径DBH、或平均树高H与平均胸径DBH转化为平均单株材积,并计算出单位面积蓄积量V,再采用蓄积-生物量相关方程法估算基线林木生物量。
(4)缺省值法:根据各碳层单位面积蓄积量年均生长量的缺省值,计算基线林分平均单位面积蓄积量(V),然后采用方法1的公式计算生物质碳储量的变化。
已经公示的碳汇造林项目[5]造林面积、碳汇量见表 1[5]。
表1 各地区造林碳汇项目基本信息Tab.1 Basic information of afforestation carbon sequestration projects in various regions
这些项目的年单位面积碳汇量有多有少,主要原因是因为树种的组成和树木生长的环境不同。如年单位面积碳汇量最大的广东长隆碳汇造林项目和单位面积碳汇量最小内蒙古红花尔基碳汇造林项目,广东长隆的造林树种多样,其主要有木荷、枫香和香樟等。树种结构组成也多样,从而刺激树种的生长。并且其地处中低纬度南亚热带季风气候区,夏长冬短,雨量充沛,年平均降雨量1 500 mm,日照时间长,光能充足,气候温暖,无霜期长,气候适宜树木生长。而内蒙古红花尔基的造林树种是樟子松,树种单一。其气候属于中温带大陆性季风气候,风大雨少,气候干燥严寒,昼夜温差大,夏季短促炎热,不利于树木的生长。因此,在造林项目开展上,应考虑多方面的因素进行植树造林,不仅要实现资源利用最大化,还应关注树木的生长环境适应性,以求得最大的碳汇效益[6]。
已经公示的森林经营碳汇项目有以下6个,其经营方式和基本信息见表2[7]。
表2 森林经营碳汇项目的基本信息Tab.2 Basic information of forest management and carbon sequestration projects
经营方式不同,将带来的不同的树木生长结果。从表2中看出,抚育伐是指为了保证森林健康快速生长和加强森林防护及其他有益的效应而进行的适当的采伐。因抚育伐阶段的树种年龄都偏大,故其固碳能力较弱,其单位面积碳汇量在这4种抚育方法中是最低的。
森林抚育是指从造林起到成熟龄以前的森林培育过程中,为保证幼林成活,促进林木生长,改善林木组成及提高森林生产率所采取的各项措施。在这六个项目中,森林抚育的面积一共有326 273 hm2,比其他的面积都要多,但其单位面积碳汇量不大,原因是由于森林抚育是在森林原有的基础上进行,很难在很大程度上改善树木的生长环境,对树木的生长影响有限。
冠下造林是指为了伐前更新,或改善森林结构与功能进而提高其质量,或培育需要在林冠遮阴条件下才能正常发育的树种而在已有林分中进行造林的过程。冠下造林的碳汇量是比较高的,并且这种方法可以在已有林地进行,可以很大程度的利用空间和资源,也可以很好地改善树林的森林结构,加速树木的生长,所以各地方都会在冠下造林这一块投入较多以便有一个较高的碳汇投入性价比。
补植补造往往是各个碳汇项目中单位面积碳汇量最大的一个部分。其原因主要是因为补植补造的树苗成长环境好,人工培育更加彻底,树木生长速度更快。另外树苗从幼龄到成熟一直在进行固碳活动,故其固碳周期相比于其他方式的树林更长,所以在同等面积下,补植补造的总固碳量一般是最大的。在这六个项目中,补植补造的面积相对于其他三种经营方式来说都比较少,这是由于林区荒地较少,没有大面积的空白区域来进行补植补造。
随着经济的发展,全世界越来越重视环境的保护,而温室气体作为环境保护中的重中之重威胁着人类的生活。在环境保护上,植树造林一直以来都是最有力的手段之一,它可以控制水土流失,防风固沙,还可以清除空气污染,降低温室气体的总量[8]。
在碳汇造林项目中要依据环境来选择造林树种,既要考虑到树木的抗污、防毒、净化空气的特殊功能,又要考虑到树种是否适应土壤性质。并且,为了保证更大的碳汇经济效益,应选择生长更快的树种。
碳汇经营项目主要以森林经营为主,在经营过程中应合理利用当地环境,因地制宜,合理规划土地面积,资源最大化。根据树种组成,环境因素来选择合适的抚育方式。在补植补造和冠下造林上应适当加大投入,但不可盲目进行,应合理控制树林种植的密度,科学种植,保证树林结构健康的前提下进行。
国际碳汇事业发展迅猛,我国开展森林碳汇相对较晚,但发展势头较好。我国政府启动的全球碳汇项目,对开展造林再造林碳汇项目及其相关工作给予了充分重视和积极支持。碳汇项目的发展,不仅发挥了当地森林资源优势,且对当地林业和经济的发展有积极的促进作用。
[1]黄 彦.低碳经济时代下的森林碳汇问题研究[J].西北林学院学报,2012,27(3):260-268.
[2]张 颖,吴丽莉,等.森林碳汇研究与碳汇经济[J].中国人口·资源与环境,2010(S1):288-291.
[3]国家林业局.碳汇造林项目方法学[R].国家林业局,2013:1-20.
[4]国家林业局.森林经营碳汇项目方法学[R].国家林业局,2014:1-22.
[5] 中国志愿减排信息交易平台[EB/OL].http://cdm.ccchina.gov.cn/zyblist.aspx?clmId=164.
[6]任继勤,汪亚运,王得印.国外生物质能源政策措施及其效果分析[J].世界林业研究,2014,27(2):89-92.
[7] 中国志愿减排信息交易平台[EB/OL].http://cdm.ccchina.gov.cn/ccer.aspx..
[8]任继勤,梁 策,白 叶.北京市终端能源消费与GDP和大气环境的关联分析[J].北方交通大学学报(社会科学版),2015,14(1):45-51.