乡村旅游地碳汇资源的构成、特征与碳汇价值研究＊

丁雨莲

（安徽农业大学经济管理学院，安徽合肥230036）



乡村旅游地碳汇资源的构成、特征与碳汇价值研究＊

丁雨莲

（安徽农业大学经济管理学院，安徽合肥230036）

摘 要：乡村旅游地位于广阔的乡村地区，蕴藏着十分丰富的碳汇资源。通过文献分析法与实地调查法，研究乡村旅游地碳汇机理问题。乡村旅游地自然系统与陆地生态系统具有较强的耦合关系，乡村旅游地碳汇资源是乡村系统中能够清除、吸收、贮存大气CO2的陆地生态区域，包括农田耕地系统、乡村林地系统、乡村湿地系统与乡村草地系统，具有类型多样、数量丰富、品质有异、动态变化等特征。乡村旅游地自然系统中的绿色植被从大气中获取CO2，经由光合作用形成有机物质，部分通过植物凋落分解转化成为土壤碳，其碳汇价值由既密切联系又有区别的碳吸收价值与碳储存价值组成。定量地估算乡村旅游地碳汇水平以及基于碳源／碳汇估算的乡村旅游地碳中和实现路径等问题值得进一步研究。

关键词：碳汇；构成；特征；价值；乡村旅游地

人类进入工业文明以来，碳基能源的消耗使大气中的CO2含量不断升高；另一方面，森林、草地等植被的破坏也使陆地生态系统固碳能力在不断削弱［1］1。全球气候变化已经成为人类面临的严峻的环境问题。因消耗化石燃料和排放温室气体，旅游业也是气候变化的原因之一［2］1187。据世界旅游组织（UNWTO）测算：2005年，世界旅游发展中的CO2排放量达到13亿吨，占人类活动所有CO2排放量的4.9%；人为因素对全球气候变暖贡献率上，旅游部门占5%～14%。如果维持旅游业现有的发展方式，到2035年，整个旅游部门对全球气候暖化的贡献率将会增加188%［3］169。减少旅游业碳排放，采取减排与增汇等补偿措施来抵消旅游业碳排放，以期实现可持续旅游的发展已经成为共识。

乡村旅游地位于广阔的乡村地区，拥有优美的自然景色、恬静的田园风光、绿色的农副产品与质朴的农耕文化。乡村旅游地空间环境中蕴藏着丰富的碳汇资源，乡村农业景观与乡村旅游环境具有清除、吸收、固定大气中的CO2等生态服务功能。研究乡村旅游地碳汇资源及碳汇价值等问题具有重要的意义。理论上，明确乡村旅游地碳汇资源的重要性，厘清碳汇资源体系、特征与基本碳汇过程，为乡村旅游地碳循环与碳中和研究奠定基础。实践上，探明乡村旅游地碳汇相关机理问题，以期为低碳／碳中和乡村旅游地的规划与建设提供借鉴。抛砖引玉，期待学界专家更多研究。

一、乡村旅游地碳汇资源的构成

（一）乡村旅游地系统与陆地生态系统的耦合关系

大气、海洋与陆地生态系统是人工源CO2的三个容纳汇，其中以陆地生态系统最为复杂。陆地生态系统占地球表面总面积的1／3，是地球重要的碳库，对降低大气温室气体浓度，减缓全球气候变暖具有十分重要的特殊作用。研究表明：人类活动消耗能源所释放的CO2有1／3被固定在陆地生态系统中［1］1。按生境特点和植物群落生长类型，陆地生态系统可分为森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统、湿地生态系统以及受人工干预的农田生态系统，它们均为地球碳库，具有碳储存功能。

乡村旅游地系统与陆地生态系统是紧密关联的。乡村旅游地系统由乡村自然生态系统与乡村文化生态系统组成。乡村旅游地自然生态系统要素有：大气、水系、地貌、土壤及生物等。其中除大气外，其他要素皆属于陆地生态系统要素。因此，乡村旅游地自然生态系统与陆地生态系统具有较强的耦合关系。除荒漠生态系统外（戈壁、沙漠），乡村旅游地系统基本涵盖陆地生态系统的构成部分。乡村旅游地自然空间网络实际上表现为陆地生态系统中的农田、林地、草地、湿地及各有机物种生存于其上的各类碎化栖息地。

（二）乡村旅游地碳汇资源体系

基于此，构建乡村旅游地碳汇资源体系（见图1）。乡村旅游地碳汇资源是指乡村旅游地系统中能够清除与吸收大气CO2的陆地生态系统要素或区域，主要包括农田耕地系统、乡村林地系统、乡村湿地系统与乡村草地系统。

图1 乡村旅游地碳汇资源系统

乡村旅游地农田耕地系统可分为传统农业生产系统与现代农业生产系统。传统农业主要依靠人力、畜力和当地自然资源，生产天然的农业作物与再现质朴的农耕文化，以恬静和谐的田园风光吸引旅游客源市场。现代农业以广泛应用现代科学技术为主要标志，具有农业科技孵化与推广和观光休闲、商务考察、科技交流等旅游服务功能。农业科技型乡村旅游地已经成为中国乡村旅游地的重要形式之一［4］63。乡村田园型旅游地与农业科技型旅游地的土地利用／覆盖方式差别较大，两者碳储存能力有异，不能等同视之。

乡村林地系统分为乡村天然林地系统与乡村人工林地系统，前者分为乔木林地、灌木林地，后者分为乔木林地、灌木林地与苗圃地。天然林生态系统具有较强的保护性组分碳，比人工林生产力和固碳能力要强。方精云等研究表明：1994—1998年间，中国天然林碳密度48.75mg C／hm2，人工林碳密度31.11mg C／hm2［5］968。此外，不同龄级（成熟林与幼龄林）的树种生物生产量也不同，因此植被碳储存水平也不同。

湿地是地球上珍贵的自然资源，是人类最重要的生存环境之一。根据《湿地公约》，湿地是指天然或人工、常年或季节性、蓄有静止或流动的淡水、半咸水或咸水沼泽地、泥炭地或水域，包括低潮时水深不超过6m的海域。基于湿地生态系统的分类，乡村旅游地湿地系统可分为自然湿地与人工湿地，前者包括沼泽湿地、湖泊湿地、河流湿地，后者包括人工水库、乡村池塘，统称为库塘湿地。研究表明：湖泊湿地固碳速率差异很大，介于3.48～123.39gC m-2·a-1之间，泥炭沼泽湿地的固碳速率为24.80gC m-2·a-1，红树林沼泽湿地的固碳速率为444.27gC m-2·a-1，人工库塘湿地的固碳速率为C 400g m-2a-1［6］465。

图1还表明，乡村旅游地系统各碳汇资源均由植被与土壤组成。绿色植被是地球温室气体重要的储藏库和吸收源。据估计，全球植被碳贮量约为550×109t，主要由森林、热带灌丛、温带草原、荒漠和半荒漠、湿地与农田生物区的植被碳组成［7］65。土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库，在碳平衡中具有重要的作用。据估计，全球土壤若按1m土层计，土壤有机碳储量约为1.55× 1012t，占陆地生态系统碳储量（2.1×1012tC）的3／4［8］311。全面认识乡村旅游地碳汇资源的构成对乡村旅游地碳储存的估算具有重要的指导意义。

二、乡村旅游地碳汇资源的特征

（一）乡村旅游地碳汇资源富集度高

乡村旅游地系统涵盖着陆地生态系统的大部分子系统，因此乡村旅游地碳汇资源类型较为丰富，主要有农田耕地碳汇、乡村林地碳汇、乡村草地碳汇及乡村湿地碳汇。需要指出的是，不同类型碳汇资源并非均等地分布于某一具体乡村旅游地，往往是呈现某一类型占据主导、兼具其他的特征。如江西婺源油菜花田以乡村农田耕地碳汇资源为主；皖南古村落宏村以乡村林地与湿地碳汇资源为主；北京密云薰衣草庄园以乡村草地碳汇资源为主；广东佛山七星村的桑基鱼塘、北京蟹岛以乡村湿地碳汇资源为主。

乡村旅游地的旅游吸引物要素是具有乡村性的乡村景观和乡村文化（见图2）［9］159。乡村景观包括田园景观、生态环境、乡村聚落环境，它们既具有旅游美学价值又兼有自然生态碳汇价值，是乡村旅游地的碳汇资源旅游或碳汇旅游环境。前者是指既为乡村旅游地的核心吸引物要素，又具有碳汇生态服务功能。后者是指不构成乡村旅游地的核心吸引物要素，而是乡村旅游地中具有碳汇生态功能的环境要素，是乡村旅游地不可缺少的部分。同时，乡村文化中包含着深刻的乡村环境观、朴素的乡村生活观、和谐的乡村审美观［10］313，它们强调环境安全性与可持续性，崇尚简单的生活方式、没有过多的欲望，遵循自然和谐美原则，追求田园丹青与宁静致远。可见，人地和谐相处的乡村价值观引导着社区居民与游客们节约资源、尊重环境，对于减少碳源与保护碳汇是一种无形的力量。因此，本文认为乡村旅游地碳汇资源具有遍在性的特点，若不论乡村文化隐性资源，优美的乡村田园风光、自然的乡村生态环境中亦蕴藏着数量丰富的碳汇资源，对清除与固定大气中的CO2具有贡献。

图2 乡村旅游地吸引物要素与碳汇资源契合关系

（二）乡村旅游地碳汇资源品质不均

环境科学研究表明，陆地生态系统碳库的碳储存与碳积累功能有强有弱，品质不均。森林生态系统是陆地生态系统中最大的碳库，森林碳库的碳积累与碳储量对缓解气候变化能够起到重要的作用［5］967。《京都议定书》中将植树造林、退耕还林列为重要的固碳手段。据估算，森林植被碳储存占陆地生态系统植被碳库的60%，森林土壤碳储存占45%［11］162。湿地是陆地上巨大的有机碳储库，湿地植被和土壤碳储量丰富、碳密度高，占陆地生态系统碳储存总量的12%～24%［6］463。农田生态系统与人类关系最为密切，全球农田是巨大的碳库，占全球陆地生态系统碳储量的10%以上。草地生态系统是分布面积最广的陆地生态系统之一，在全球陆地碳循环中起着积极的作用，草地碳库占陆地生态系统碳储量的1／3以上［7］69。

乡村旅游地碳汇资源与陆地生态系统碳汇具有天然耦合性，因此不同类型碳汇，即乡村林地、耕地、湿地、草地的碳汇生态服务功能上也是品质不一。

（三）乡村旅游地碳汇资源固碳能力呈动态变化

陆地生态系统碳库的碳贮量是在不断发生着变化的。影响陆地生态系统碳汇形成的机制可分为两大类：生理代谢机制与干扰恢复机制［1］10。

生理代谢机制是指影响光合、呼吸、生长以及腐烂分解速率的自然生态机制，包括大气CO2浓度增加、氮沉降作用、气候变化、污染等。以“大气CO2浓度增加”与“气候变化”为例进行阐释。在目前的大气CO2浓度下C3植物的光合作用并未达到饱和。因此，CO2浓度的增加可以提高光合作用的水分利用，能够延长植被生长期，从而增加C3与C4的净初级生产量（NPP）。气候变化（包括温度、湿度和辐射变化）通过影响碳的输入（光合作用）和输出（呼吸作用）来影响陆地碳汇形成。伴随着温度升高有机氮等营养元素矿化速率加快，能引起植物有效营养的吸收和净初级生产量（NPP）的增加。然而也有研究表明：陆地生态系统在温暖年份往往表现为碳源，而在冷凉年份表现为碳汇，因为随着温度升高，火灾和呼吸释放的CO2要远远高于净初级生产量（NPP）的增加。降雨和湿度的增加是引起植物生长加速的最重要因素之一，降雨增加可引起植物生长量增加14%。

干扰恢复机制主要是指陆地生态系统的土地利用／覆盖变化（LUCC）与管理。土地利用／覆盖变化（LUCC）是除了工业化之外，人类对自然生态系统的最大影响因素［12］189。土地利用／覆盖变化会致使陆地生态系统碳库的变化，使其既可能成为碳汇，也可能成为碳源。土地利用／覆盖变化分变换型（conversions）和渐变型（modifications）两种［13］93。变换型是指一个生态系统类型完全被另一个物理环境或植被功能型不同的生态系统替代。如森林生态系统向草地生态系统的转换。渐变型是指生态系统过程、群落结构、种群动态产生明显影响，但不发生物理环境或植被功能型的极端变化。如天然林向人工管理林的转变、传统粗放农业向现代集约农业的转变等。土地利用／覆盖形式由一种类型转变为另一种类型往往伴随着大量的碳交换。如当林地转化为草地时，大部分的地上生物量碳将以CO2的形式释放到大气中，树木根系的分解也会释放大量CO2。由于森林地上和地下生物量在大多数情况下都高于草地的相应部分，因此，森林转化为草地的过程是大气CO2的净释放源。湿地生态系统遭到破坏或转化为其他土地利用／覆盖类型，将会释放大量的碳。在湿地逐渐旱化的过程中，尽管植被生物量碳可能增加，但会造成更多的土壤碳释放。如沼泽湿地转化为农田后会导致5～23倍的CO2-C释放到大气中［6］466。通常情况下，旱地向湿地的转化与湿地向旱地的转化过程是恰恰相反的。

据此，整理乡村旅游地碳汇资源的“汇”的影响机制（见图3），分为自然机制与人为机制。自然机制包括气候变化、CO2浓度增加、污染等影响乡村旅游地碳汇功能的任何生态机制。人为干预机制主要是指乡村旅游地土地利用／覆盖形式的变化、干扰或管理。退化的乡村生态系统的恢复或土地利用的有效管理可以蓄积、维持和增大系统碳汇功能。

图3 乡村旅游地碳汇资源碳储存影响机制

三、乡村旅游地系统碳循环与碳汇资源价值

（一）乡村旅游地系统碳循环过程

自然生态系统碳循环是指碳元素在大气、植物、土壤所构成的地球表层系统中进行迁移和转化的生物地球化学过程。自然界碳循环的基本过程是大气中的CO2被陆地和海洋中的植物吸收，又通过生物或地质过程及人类活动，以CO2的形式返回大气中。

图4为乡村旅游地系统碳循环基本过程。乡村旅游地系统绿色植物从空气中获得CO2，经过光合作用转化为葡萄糖，综合成为植物体的碳化合物，将空气中的CO2转化为生物质而固定下来，成为植物碳；植物枯死后形成的凋落物，经过腐殖化作用形成腐殖质储存在土壤中，成为土壤碳，完成乡村旅游地生态系统碳储存过程。另一方面，绿色植物的呼吸作用把摄入体内的一部分碳转化为CO2释放入大气；土壤呼吸（包括土壤生物呼吸和植物根系及菌根呼吸）产生CO2释放入大气；土壤有机质经微生物分解产生CO2，在厌氧环境下产生CH4也释放到大气中，形成乡村旅游地生态系统自然碳排放过程。可见，乡村旅游地生态系统碳循环是一个复杂的过程，碳的储存和排放是生物、土壤和人类活动各系统间相互作用的结果。

图4 乡村旅游地自然系统碳循环基本模式

在不受人为干扰的情况下，人们普遍认为整个生态系统CO2的光合固定作用、植物呼吸作用和土壤有机质分解释放的CO2大致是平衡的［14］38。然而，人为的干扰机制使得温室气体源／汇的变化打破了这种平衡态。乡村旅游是人类利用乡村资源的方式之一。围绕着游客造访发生的能源消耗与旅游废弃物是乡村旅游地人为的碳源；而为了推动乡村旅游的发展，乡村土地利用的有效管理、退化生态系统的恢复又可以蓄积、维持和增大植被及土壤碳，增加了乡村旅游地的碳汇。（二）乡村旅游地碳汇资源的价值

基于乡村旅游地系统碳循环过程的分析可见，乡村旅游地碳汇资源的生态服务价值主要为碳吸收（积累）与碳储存两个方面，体现在乡村旅游地系统碳库的积累速率与贮存量，基本碳库包括植被（活体、残体）和土壤。

表1为陆地生态系统中不同土地覆盖形式下植被与土壤积累速率及其影响下的碳库年变化。在陆地生态系统中，土壤和植被碳库的贮量是在不断变化的。活体植被碳库年净变化表现为植被光合作用过程中CO2的积累速率与凋落残体植被碳贮存量的变化（①—②）。植物残体碳库的贮量净变化由残体形成量和分解量决定（②—④）。土壤有机碳库积累量又由残体分解量决定，减少过程由土壤呼吸量决定，净变化由残体输入和呼吸排放量决定（⑥—⑦）。最终，生态系统碳库年净变化则有活体植被碳库年净变化、残体植被碳库年净变化与土壤有机碳库年净变化决定的（③+ ⑤+⑧）。在上述过程汇中，重要环节是植被活体碳的年积累速率和土壤碳贮量的净变化。因为，植被活体生产过程直接把大气中的CO2吸收，土壤有机碳贮量的净变化反映土壤中碳增加和排放的强弱。

表1显示，活体植被碳库的年净变化方面，天然次生林系统为-0.10～0.73tC／hm2·a，农田和草地分别为0.58tC／hm2·a和-0.28tC／hm2·a，人工林生态系统为3.12～3.15tC／hm2·a；残体植被碳库的年净变化方面，天然次生林系统为6.05～5.77tC／hm2·a，农田和草地分别为0.92tC／hm2·a和1.56tC／hm2·a，人工林生态系统为2.57～3.38tC／hm2·a；土壤有机碳库的年净变化方面，天然次生林生态系统为0.21 ～0.35tC／hm2·a，农田和草地分别为-0.44tC／hm2·a和-0.69tC／hm2·a，人工林在0.09～0.11tC／hm2·a，表明天然次生林与人工林系统土壤是汇，而农田和草地生态系统土壤是源。最后，生态系统碳库整体水平的年净变化方面，天然次生林生态系统为6.16～7.75tC／hm2· a，农田与草地分别为1.06tC／hm2·a和0.59t C／hm2·a，人工林生态系统为5.78～6.64tC／hm2·a，均为不同强弱程度的汇［7］70。

综上，乡村旅游地系统碳汇资源价值表现为既有区别又密切联系的两个方面：碳吸收价值与碳储存价值。乡村旅游地系统中的碳汇资源将大气中的CO2吸收并固定成有机物，这一过程给人类带来的利益称为碳吸收价值。乡村旅游地系统中的碳汇资源将碳吸收过程中固定的碳以有机物形式储存或蓄积在生态系统中，这一过程给人类带来的利益称为碳储存价值。大多数情况下，生态系统碳吸收与碳储存价值并未加以区分。但两者内涵有所不同。碳吸收价值形成的来源是将大气中的CO2固定成非温室气体形式的碳这一过程产生的；碳储存价值产生的过程在于以有机物的形式存在某个空间，其价值的本质是碳库贮存价值。实际上，两者又密切联系，因碳库积累速率影响碳库贮存水平。

表1 陆地生态系统不同土地覆盖形式下植被及土壤积累速率与碳库年变化（t C／hm2·a）

四、结论与讨论

旅游业碳基能源消耗的碳排放对全球气候变暖负有责任已经成为共识，而另一方面，旅游业系统中也蕴藏着巨大的碳汇资源，十分值得探讨。基于对乡村旅游地系统碳汇资源的研究，得出以下几点认识。第一，乡村旅游地位于广阔的乡村地区，乡村农业景观及乡村自然环境具有美学观赏与生态服务双重价值，乡村旅游地系统中蕴藏着十分丰富的碳汇资源，碳汇潜力巨大。第二，乡村旅游地自然生态系统与陆地生态系统具有较大的耦合关系，基于陆地生境特点和植物群落类型，乡村旅游地系统碳汇资源主要有农田耕地生态系统、乡村林地生态系统、乡村湿地生态系统与乡村草地生态系统，它们均包含植被碳库与土壤碳库两个部分，具有数量丰富、类型多样、品质有异、动态变化等特征。第三，乡村旅游地碳汇资源生态服务价值由既有区别又紧密联系的碳吸收价值与碳储存价值两部分组成。乡村旅游地系统绿色植物从空气汇总获取CO2，经由光合作用形成植物碳；植物残体经由腐殖化作用分解贮存在土壤中，形成乡村旅游地系统碳汇资源价值。

我国拥有广阔的乡村地区，乡村旅游资源十分丰富，近些年来乡村旅游取得了长足发展。针对乡村旅游地发展中的许多问题，已有大量科学研究，取得了较丰富的研究成果。但同时应该注意到，面对全球气候变化下的乡村旅游地发展中提出的科学问题，仍缺乏系统的、富有成效的科学研究。从全球气候变化的现状及旅游业的响应趋势来看，今后乡村旅游地应加强以下方面的研究：第一，乡村旅游地碳源碳排放机理研究。“碳源”是与“碳汇”相对应的一个概念，指产生大量温室气体排放的过程、活动和机制。乡村旅游地已经成为人们外出旅行的重要空间，因此乡村旅游地的碳源系统边界、碳排放测度范围、碳排放测度方法、碳排放驱动机制、不同尺度（时间、空间）、不同类型（自然生态型、文化遗产型、农业科技型）乡村旅游地碳排放特征、差异、减排与补偿机理等问题有待研究。第二，乡村旅游地碳汇的固碳机理研究。乡村旅游地是旅游地中的一种特殊类型，它拥有良好的自然生态与优美的农业景观，碳汇资源丰富。因此，乡村旅游地的碳汇系统边界、碳存储测度范围、碳清除与碳储存测度方法、碳清除与碳储存驱动机制、不同尺度（时间、空间）、不同类型（自然生态型、文化遗产型、农业科技型）乡村旅游地碳清除与碳储存特征、差异、增汇机理等问题有待研究。第三，乡村旅游地碳中和实现路径研究。碳中和是指排放多少碳就做多少抵消措施，来达到平衡。碳源与碳汇相关机理问题研究的目的在于指导乡村旅游地如何实现碳中和。基于碳源／碳汇研究，构建碳中和乡村旅游地概念模型与评价指标体系、影响机制、不同类型（自然生态型、文化遗产型、农业科技型）、不同要素过程（源／汇）的乡村旅游地碳中和实现路径等问题值得研究。

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Composition，Characteristics and Value of Carbon Sink in Rural Tourist Places

DING Yulian
（School of Economics and Management，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China）

Abstract：Rural tourist places，most located in the vast land of rural areas，are often rich in carbon sink.This paper discusses the issue of carbon sequestration mechanism in these places with the methods of literature analysis and field survey.The results indicate that there is a strong coupling relationship between natural system and terrestrial ecosystem of rural tourist places.Carbon sink is a land ecoregion in rural system capable of cleaning，absorbing and storing CO2.It includes farmland system，rural forest system，rural wetland system and rural grass system，and is characterized by varied types，large number，excellent quality，dynamic change，etc.Green vegetation in natural system of rural tourist places absorbs CO2from the atmosphere，and turns it into organic compounds through photosynthesis，and some of these compounds turn into soil carbon after they fall onto ground and decompose.The value of carbon sink lies in carbon absorption and carbon storage，which are closely related to each other but at meantime in differences.Quantitative evaluation of the value of carbon sink，the carbon-neutral approach according to carbon source／carbon sink estimation and some other issues in rural tourist places are worthy of further study.

Key words：carbon sink；composition；characteristics；value；rural tourist places

作者简介：丁雨莲（1979-），女，安徽合肥人，安徽农业大学经济管理学院副教授，博士。

基金项目：安徽省旅游局青年专家培养项目（AHLYZJ201412：《基于能源消耗的乡村旅游地碳排放测度理论框架与实证研究》）；安徽农业大学第53批稳定和引进人才科研资助项目（WD2015-03：《乡村旅游景区能源消耗的二氧化碳排放估算与减碳对策研究》）

收稿日期：2015-09-01

中图分类号：F592

文献标识码：A

文章编号：1009-2463（2016）01-0027-07