黑龙江省重点生态公益林区域碳储量分析

黑龙江省重点生态公益林区域碳储量分析

杨琪1，邸冰2

(1.云南省林业调查规划院,云南 昆明 650051;2.黑龙江省林业监测规划院，黑龙江 哈尔滨 150080)

摘要以黑龙江省市县林区重点生态公益林为基础数据，对黑龙江省森林碳储量及碳汇能力进行了研究分析，得出黑龙江省市县林区各林分类型碳储量汇总表。

关键词重点生态公益林；碳储量；碳汇能力

收稿日期：2015-08-24

作者简介：杨琪(1981-)，女，云南昆明人，大学，工程师，现从事林业调查研究.

中图分类号：S718.5

1分析的目的及意义

碳汇是指从空气中清除二氧化碳的过程、活动、机制。森林碳汇主要是指植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中，从而减少该气体在大气中的浓度。20世纪80年代以来，全球气候变暖问题日趋引起国际社会的广泛关注。过去50年的增温更为突出，主要是人类大量燃烧化石原料，以及具有贮碳功能的森林被毁坏，导致大气层中二氧化碳等温室气体含量大幅度增加。由于我国工业化的迅速发展，温室气体排放增多，对环境产生影响。长期以来，由于人们对森林的全面作用重视不够，片面追求经济效益最大化，在森林资源开发利用过程中忽视了森林的生态和社会效益及森林自身的再生能力，导致森林面积不断减少，甚至有些地区森林已经消失。人类赖以生存的生态环境日益恶化，自然灾害频繁发生，严重影响了社会经济的持续、稳定和协调发展。森林的破坏造成的损失已远远超过了砍伐森林所获得的经济利益。森林的急剧减少、生态环境日趋恶化越来越引起人们的关注，也是森林生态学家面临的巨大挑战。2005年《京都议定书》正式生效，以法律形式要求控制二氧化碳的排放，形成了林业碳汇的问题。森林碳汇应对气候变化，已上升为国家低碳发展战略。为确切评估森林的综合效益和价值，以期采取科学的保护和利用对策，有必要对森林资源价值的量化指标进行测定，主要是对森林生态系统的碳储量及其碳汇能力的测定。据第七次中国森林资源清查资料显示，中国森林植被的总碳贮量和碳密度分布很不均衡，东北和西南各省的碳贮量和碳密度较大。中国森林碳密度低于世界平均水平，但中国森林以中、幼龄林为主，占80%以上，表明中国森林植被具有巨大的碳汇能力，对全球碳循环具有重要作用。

2黑龙江省市县林区森林资源情况

黑龙江省林业主要包括：地方林业(市县林区)、龙江森工集团、大兴安岭集团公司和各行业林业，经营总面积3 175万hm2，占全省土地总面积的60.5%。其中，地方林业经营总面积814万hm2，占全省林业经营总面积3 175万hm2的25.6%。现辖13个市(地)林业局、71个县(市、区)林业局、386处国有林场(站)、84处国有苗圃、949个乡镇林业工作站以及915个机械加工、林药、科研、教育等独立核算的企事业单位。

黑龙江省市县林分分布于除大兴安岭林区和黑龙江省森工林区以外的全省山地、丘陵和平原，森林主要分布于黑龙江省东部、北部和南部的低山丘陵地区，平原地区分布较少。林区地势起伏不大，15°以内缓坡占到80%以上。森林大多属于由温带湿润针阔叶混交林退化形成的阔叶混交林和阔叶树种纯林，针叶林、针叶混交林和阔叶混交林极少。表现为垂直分布比较规律，垂直层次相对简单，林分大多为乔灌草三层结构，林内灌木、草本的种类和数量呈由南向北、从东到西逐渐递减的态势。主要林分类型有软阔叶混交林、柞树林、白桦林、山杨林、黑桦林、硬阔叶混交林、珍贵阔叶混交林、落叶松林、云杉林、樟子松林、针叶混交林和针阔混交林等。

3基础数据来源

3.1在黑龙江省7个区域12个典型森林生态系统81块固定样地中采集486株不同树种的解析木、生物量及乔木层各器官(包括干、枝、叶、根)、灌木、草本、枯枝落叶、半分解层及土壤样品，测定、分析、研究了不同年龄不同森林类型各部分各器官含碳率。

3.22006~2007年黑龙江省林业监测规划院在全省市县林区的重点生态公益林区域内布设了15 858块固定样地。用于对重点生态公益林的监测，每年这些样地都分批更新。本文研究分析利用这15 858块固定样地，通过ArcGIS9.3制作黑龙江省重点生态公益林固定样地分布图；并根据各固定样地的乔木碳储量和生态系统碳储量，以反距离加权插值法(IDW)分别计算出黑龙江省重点生态公益林乔木碳储量和生态系统碳储量值，并分别对乔木碳储量分布及生态系统碳储量分布的林分类型分析。得出全省各市县林区重点生态公益林碳储量分布结果。

4黑龙江省重点公益林碳储量汇总

以81块固定样地中采集的486株不同树种的解析木、生物量及乔木层各器官、灌木、草本、枯枝落叶、半分解层及土壤样品的不同年龄不同森林类型各部分各器官含碳率及黑龙江省15 858块重点公益林样地为基础数据，计算全省各森林类型按龄组单位面积生物量和单位面积碳储量。

根据2010年黑龙江省市县林区重点公益林统计表，“有林地按起源、优势树种面积蓄积统计表”，统计各林分类型〔或优势树种(组)〕、各龄组林分面积，相应乘以它们的碳密度，汇总后可得黑龙江省各县市各林分类型的森林碳储量。全省市县林区森林各林分类型碳储量汇总表(见表1)。

表1　黑龙江省市县林区各林分类型碳储量汇总表

由表1数据分析可知，黑龙江省森林生态系统碳储量为 1.410 8 ×108t，其中乔木层、下木层、土壤层分别占总碳储量的27.14%、1.52%和71.34%，各层碳储量大小排序为：土壤层(1.006 4 ×108t)> 乔木层(3.829 7×107t)> 下木层(2.134 5×106t )。不同林分类型乔木层、下木层、土壤层和生态系统碳储量范围分别在5.833 6×104～1.837 0×107t、2.825×103～9.562 1×105t、2.173 6×105～4.579 3×107t、2.869 9×105～6.511 8×107t。

5重点公益林碳储量综述

作为中国气候变化最显著、植被对气候变化响应的最敏感地带，黑龙江省森林面积和蓄积量在全国和区域碳平衡中起至关重要的作用。本文以黑龙江省市县林区为研究对象，系统开展重点生态公益林碳储量及碳汇能力调查，基于在各县市生态公益林区12个林型下81块固定样地中486株样木实测的树干解析、枝解析、生物量数据，建立各树种相容性生物量模型，按林分类型分区域分龄组测定森林生态系统中乔木层各器官，林下层各部分以及土壤含碳率，结合黑龙江省2006、2007年重点生态公益林监测样地数据，估算了黑龙江省各林分类型组成部分生物量及碳储量密度；并根据黑龙江省重点生态公益林各树种面积统计数据估算了黑龙江省各森林生态系统的碳储量，并用GIS软件对其空间分布特征进行绘图分析。黑龙江省森林生态系统碳储量为 1.410 8 ×108t，其中乔木层、下木层、土壤层分别占总碳储量的 27.15%、1.51%和71.34%。黑龙江省森林生态系统平均碳密度为180.173 7 thm-2，其中乔木层、下木层、土壤层分别为 24.89%、1.32%和73.79%。各层碳密度大小顺序为： 土壤层(132.956 8 thm-2) > 乔木层(44.835 5 thm-2)> 下木层(2.381 5 thm-2)。下木层碳密度大小顺序为:半分解物(0.779 2 thm-2) > 枯叶(0.699 8 thm-2)> 枯枝(0.695 0 thm-2)> 草本层(0.137 4 thm-2)>灌木层(0.074 4 thm-2)。

乔木林是黑龙江省最主要的森林植被碳库，其中天然林碳储量占乔木林总碳储量的88.1%；阔叶林碳储量占乔木林总碳储量的85.26%。不同龄组碳储量以中熟林和近熟林为主，各龄组分别占乔木林总碳储量9.15%、38.15%、25.32%和6.21%。

各林分类型各层次碳储量有明显的差异，主要是森林面积的差异造成的。面积大的森林类型，碳储量就大。如软阔混交林，其面积占到全省森林面积的44.66%，故其乔木层碳储量也最大，占乔木层总碳储量的47.97%。其次分别为柞树林，白桦林和人工落叶松林，分别占乔木层总碳储量的19.52%，6.82%，6.79%。

6理论意义

森林资源碳储量及碳汇能力分析是评价生态公益林经营成效的重要指标之一。将其纳入我省国家重点生态公益林生态效益监测体系，通过对各森林植被类型碳汇能力的调查，建立森林生态系统固碳功能和碳储量的数学模型，从而科学计算和评价我省国家重点生态公益林的固碳量和固碳功能，提高社会对国家重点生态公益林作用的认识。将为我省开展森林碳汇及其经济、贸易活动以及政府生态建设决策打下坚实基础。