鄱阳湖生态经济区农田植被碳储量与碳密度分析

李甜甜

鄱阳湖生态经济区农田植被碳储量与碳密度分析

李甜甜

（江西财经大学 统计学院，江西 南昌330013）

采用参数估算法对2001～2013年鄱阳湖生态经济区农田生态系统的植被碳储量与碳密度进行测算。结果显示：该区农田植被碳储量与碳密度均呈现上升趋势；农田碳储量与碳密度的变化受农作物种植结构、产量及总播种面积的影响。由此可见，植被碳储量的变化对生态系统的固碳能力具有重要的影响，农田植被碳储量与碳密度在一定程度上的提高，具有碳汇作用。研究农田生态系统碳储量、碳密度对控制温室效应具有重要的参考意义。

鄱阳湖生态经济区；农作物；碳储量；碳密度

温室效应的根本原因，在于大气中温室气体浓度的逐渐增加。由此产生的问题是全球气候升温、人类生活环境受到威胁、社会经济可持续发展受到阻碍等。这一系列问题受到了各国政府及科学家的共同关注。因为人类活动的过度干预，使得大气中CO2的浓度增加。陆地生态系统是全球生态系统的重要组成部分，而农田生态系统在陆地生态系统中的作用不可小觑，它所具有的固碳能力与大气中CO2浓度降低以及全球变暖趋势的减缓密不可分，它既是重要的碳源，也是重要的碳汇。植被的碳储量变化对陆地生态系统甚至整个生态系统的固碳具有十分重要的影响。

有关碳储量的研究，其主要集中在森林生态系统和草地生态系统，而有关农田生态系统碳储量与碳密度的研究相比而言较少。以四川省盐亭县为例，罗怀良对近55年川中丘陵地区的农田生态系统植被进行碳储量动态研究。结果显示，该区农田碳储量与碳密度，在一定程度上都有所提高，这说明其具有一定的碳汇作用，但其碳储量与碳密度很不稳定。谷家川等人对皖江城市带农作物碳储量进行动态变化研究，结果表明农田植被的碳储量与碳密度在一定程度上有所提高，具有显著的碳汇效应。金姝兰、杨芳英两人对江西省农作物碳储量进行估算和分析，结果表明该区碳储量与碳密度呈现出东西高，南北低的趋势。卢春霞等对我国农田生态系统碳蓄积及其变化特征进行研究，发现我国农田碳储量处于持续增长中。分析农田植被碳储量与碳密度的变化情况，对发展鄱阳湖生态经济区的低碳农业、健康农业、生态农业以及促进鄱阳湖生态经济区农业的可持续发展具有重要的现实和理论意义。

1　材料与方法

（1）研究区域及数据来源。以鄱阳湖生态经济区为研究区域，选择该区9个市的稻谷、小麦、玉米、大豆等9种主要农作物进行分析研究。数据来源于2002～2014年的《江西省统计年鉴》。从中得到2001～2013年的南昌、景德镇、九江、新余、鹰潭、吉安、宜春、抚州、上饶9个市的农作物耕地面积、主要农作物产量以及各农作物的播种面积，其中以稻谷、小麦等9种农作物作为重点研究对象。经整理加总求和后得到该区的农作物耕地面积、各主要农作物产量和播种面积。文中农田植被经济系数、含碳率和果实含水率的数据来源于前人的研究成果。

（2）计算方法。主要采用参数估算法来得出农田植被碳储量与碳密度，即将农作物的生物量运用转换系数换算出碳储量和碳密度。碳储量与碳密度的计算模型为：

其中，i为第i种农作物；C（%）为单位生物量的含碳率；Q（t）为农作物产量；f（%）为农作物收获部分含水量；E为农作物的经济系数；n为农作物的种类数；s（t）为碳储量；s（t）为研究区域总碳储量；A（ha）为区域农作物耕地面积；Di（t/ha）为区域中第i种农作物平均碳密度；D（t/ha）为区域农作物平均碳密度。

利用有关农作物的含碳率、收获部分含水量和经济系数来计算碳储量和碳密度。9种农作物的参数如表1所示。

表1鄱阳湖生态经济区主要农作物估算相关参数

（3）统计分析方法。采用描述性统计分析、相关性分析，对2001～2013年农田生态系统农作物的播种面积、种植结构和农田植被碳储量、碳密度做相关性分析。

2　结果与分析

（1）鄱阳湖生态经济区农田生态系统植被碳储量与碳密度动态变化分析。2001～2013年，该区农田植被碳储量和碳密度总体均呈现上升趋势。由表2可知，碳储量从2001年的120.85*105（t）下降到2003年的105.90*105（t），从2003年开始又逐渐上升到2013年的186.83*105（t），与2001年相比增加了65.98*105（t）。碳密度从2001年的2.67（t/ha）到2013年的3.91（t/ha），期间有所波动，但基本处于上升趋势，与2001年相比，增加了1.24（t/ha）。总体来说，稻谷、玉米、薯类、油菜籽和棉花的碳储量呈上升趋势，小麦、甘蔗的碳储量呈下降趋势，而大豆和花生的碳储量处于波动状态，没有明显的趋势。

表2　2001～2013年鄱阳湖生态经济区农田生态系统植被碳储量与碳密度动态变化

表3是2001～2013年鄱阳湖生态经济区农田种植结构与播种面积的动态变化表。由表3可知，农作物种植结构和总播种面积均发生了波动性的变化。稻谷的播种面积比例从2001年的50.81%上升到2013年的65.33%，可见稻谷是鄱阳湖生态经济区最主要的农作物。棉花的播种比例从2001年的1.55%上升到2013年的1.80%，小麦、薯类、甘蔗的播种比例分别从2001年的0.80%、2.70%和0.47%下降到2013年的0.24%、2.47%和0.30%，而其他农作物的播种比例都有所波动，呈现时高时低的现象。鄱阳湖生态经济区农作物总播种面积时高时低，但总体来说，总播种面积变化不大，平均总播种面积为4.50*106（t）。

表3　2001～2013年鄱阳湖生态经济区农田种植结构与播种面积的动态变化

（2）鄱阳湖生态经济区碳储量和碳密度的影响因素分析。计算农作物种植结构、总播种面积与农田碳储量与碳密度的Pearson相关系数（如表4所示），其中稻谷、小麦、玉米、大豆、甘蔗以及总播种面积与碳储量相关关系显著，花生、棉花与碳储量的相关关系比较显著，而薯类、油菜籽与农田植被碳储量相关关系不显著。稻谷、小麦、甘蔗和总播种面积与碳密度相关关系显著，玉米、大豆、花生和棉花与碳密度相关关系比较显著，而薯类、油菜籽与碳密度没有显著的相关关系。由此可见，2001～2013年鄱阳湖生态经济区农作物种植结构与播种面积的动态变化是引起农田生态系统中碳储量与碳密度变化的主要因素。

表4　农作物种植结构、总播种面积与农田碳储量、碳密度的Pearson相关系数

P≤0.01表示“显著”，0.01＜P≤0.05表示“比较显著”，P＞0.05表示“不显著”。

（3）鄱阳湖生态经济区农田生态系统植被碳密度分析。表5是鄱阳湖生态经济区不同农作物的平均碳密度的分布结果，由表可知，稻谷的平均碳密度最高，为2.891（t/ha），其次是油菜籽、棉花，分别为0.167（t/ha）、0.095（t/ha），而小麦的平均碳密度最低，为0.006（t/ha）。可见，农作物平均碳密度的大小与农作物产量和播种面积的大小有关，稻谷的播种面积大，产量高，其平均碳密度大；小麦的播种面积小，

产量少，其平均碳密度小。

表5　鄱阳湖生态经济区农作物平均碳密度（t/ha）

3　结论与建议

对2001～2013年的鄱阳湖生态经济区农田植被碳储量与碳密度运用参数估算法进行测算。经测算发现，总体上，农田植被碳储量与碳密度均呈现上升趋势，农田植被碳储量从2001年的120.85*105（t）逐渐上升到2013年的186.83*105（t），年均增长4.2%。农田植被碳密度从2001年的2.67（t/ha）上升到2013年的3.91（t/ha），年均增长3.6%。稻谷是该区种植面积最大且主要的农作物，由于农田碳储量与碳密度与农作物种植结构、产量和总播种面积有着密切的联系，而稻谷的碳储量与碳密度最大，因此稻谷的种植对该区农田碳储量与碳密度有着重要的影响。农田碳储量的上升在一定程度上提高了生态系统的固碳能力，碳储量与碳密度的增加在一定程度上加强了碳汇作用。

目前，我国有关农田生态系统植被碳储量与碳密度的研究相对较少，说明所获取的估算参数并不充分且具有一定的误差，核算的结果也存在一定的不确定因素，这需要对其开展更加深入细致的研究，进一步完善农田植被碳储量的估算参数和有关测算模型，从而为提高农田植被碳储量，减少环境中碳排放量提供理论指导，支持农业生产的可持续发展。农田植被碳储量与碳密度具有一定的碳源、碳汇及固碳的作用。

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Analysis of Carbon Storage and Carbon Density of Crops in the Poyang Lake Ecological Economic Zone

LI Tian-tian
（Institute of Statistics,Jiangxi University of Finance and Economics，Nanchang，Jiangxi 330013，China）

This research adopts parametric eva1uation method to ca1cu1ate the carbon storage and carbon density of crops in Poyang 1ake eco1ogica1 economic zone in 2001～2013.Resu1ts are as fo11owing：the carbon storage and carbon density of farm1and vegetation in the area showed a trend of rising；the change of farm1and carbon storage and carbon density are affected by crop p1anting construction，output and p1anting area.Thus，the change of the vegetation carbon storage has an important inf1uence on ecosystem carbon sequestration abi1ity，farm1andvegetation carbon storage and carbon density increase with a carbon sink to a certain extent.Discussing the farm1and ecosystem carbon storage and carbon density has important reference meaning to contro1 the greenhouse effect.

Poyang Lake eco1ogica1 economic zone；crops；carbon storage；carbon density

F323.22

A

2095-980X（2016）03-0145-02

2015-03-06

李甜甜（1990-），女，江苏大丰人，硕士研究生，主要研究方向：经济、环境统计。