蓝山县乔木林碳贮量及固碳价值研究

邓瑞山， 舒 巍， 吴云峰， 扶巧梅 (蓝山县林业局， 湖南 蓝山 425800)

蓝山县乔木林碳贮量及固碳价值研究

邓瑞山， 舒 巍， 吴云峰， 扶巧梅
(蓝山县林业局， 湖南 蓝山 425800)

以蓝山县十二五森林资源调查成果为数据依据，对蓝山县不同类型乔木林碳贮量及固碳价值进行了研究。结果表明：蓝山县乔木林的总碳贮量为169.37×104t，固碳价值为203 244万元。杉木的碳贮量最大，占乔木林总碳贮量的67.58%。阔叶林的碳密度普遍大于针叶林的碳密度。幼龄林碳贮量最大，不同龄组碳密度符合近、成、过熟林大于中、幼龄林的规律。人工林的碳贮量占绝对优势，天然林的碳密度大于人工林。

乔木林； 碳贮量； 碳密度； 固碳价值

森林是陆地生态系统最大的碳储库，森林植被的碳储量约占全球植被的77%，在全球碳循环过程中起着重要作用。森林通过自身光合作用吸收温室气体CO2，并将其转化成能量储存在植被中，从而抑制大气中CO2浓度的上升，减缓温室效应[1-2]。森林的固碳机制，固碳能力、分布规律等研究是森林碳汇研究的热点和重要方向[3]。

我国从70年代末80年代初开始研究植被生物量，对我国不同的森林类型的生物量进行估算[4-5]。90年代中期后，结合全国森林资源清查，对全国或省区尺度的森林碳库储量、碳密度和碳汇功能及其变化规律进行了大量的研究[6-8]。本文以蓝山县十二五森林资源调查成果为数据依据，对全县森林的乔木林碳储量及其固碳价值进行研究，以期为本县森林资源的科学管理、生态效益评价、生态经济价值预算等方面提供基础依据。

1 研究区概况

蓝山县位于湖南省南部边陲，南岭山脉中段北侧，县境地处东经111°54′15″—112°2′08″，北纬25°01′02″—25°37′08″，属中亚热带季风湿润气候区，年均气温17.7 ℃，年均降水量1530 mm。地貌以山地为主，东、南、西三面环山，北部山势平缓，整个地貌形似畚箕。土地资源丰富，土壤质地较好，有机质平均含量为6.34%。境内有花岗岩、板页岩、石灰岩、钙质紫色砂岩、砂页岩等多种成土母岩。复杂的地貌和优越的自然条件，形成丰富的生物资源，已查明的树种资源有乔、灌木86科、210属、583种[9-10]。

蓝山县是湖南省重要的林区大县。全县土地总面积180704 hm2，林业用地143442.1 hm2，占总面积的79.38%，其中有林地93650.7 hm2，活立木总蓄积量为4918462 m3，森林覆盖率为70.48%。乔木林地面积76899.7 hm2，占有林地总面积的82.11%。

2 研究方法

2.1数据来源

以蓝山县2013年十二五森林资源调查成果为基础测算数据，成果中的数据提供了全县各优势树种、各龄组面积和蓄积，以及天然林和人工林的面积与蓄积等分布状况。根据成果资料，乔木林按优势树种分为：杉木、马尾松、国外松、桉树、速生阔叶树、中生阔叶树、慢生阔叶树。

2.2生物量计算

目前，常用的林分生物量的估算方法主要有平均生物量法、平均换算因子法和转换因子连续函数法。本文选择生物量转换因子连续函数法对蓄积量与生物量进行换算，具体采用方精云等建立的生物量 — 蓄积量方程[11]。计算公式如下：

B=aVi+b

Bi=B×Si

不同优势树种的蓄积量和生物量转换参数[11-12]见表1。

2.3碳贮量和碳密度计算

森林碳贮量是基于生物量换算因子连续函数法估算生物量，再乘以转换比率(干物质碳的体积质量)计算得到[13]。本文中乔木林碳贮量仅指乔木层的生物量，不包括乔木林中的灌木层、草本层、枯枝落叶层以及林地土壤层的碳贮量。在较多的研究中，转换比率基本都取值为0.5[2，14]，考虑到蓝山县主要以中幼龄林为主，结合当地实际情况，本文采用转换比率为0.47。

表1 不同优势树种生物量转换参数Tab 1 Biomassofdifferentdominanttreespeciesofcon⁃versionfactorcoefficient优势树种蓄积系数a面积系数b样本数N可信度R杉木0 399922 541560 95马尾松0 51011 0451120 92国外松0 529225 087190 86桉树0 88734 5539200 80速生阔叶树1 14538 5473120 98中生阔叶树0 475430 6034100 87慢生阔叶树0 97885 3764350 93

森林碳密度[15]即单位面积森林的碳贮量，是用森林碳贮量与森林面积之比得出。

2.4固碳经济价值计算

森林固碳经济价值的计算方法主要有：造林成本法、人工固定CO2成本法、碳税率法，但差别较大[16]。本文采用碳税率法计算，具体以最新的国家标准LY/T 1721—2008《森林生态系统服务功能评估规范》中公布的参数为依据，即固碳价格1200元/t[17]。

3 结果与分析

3.1不同优势树种乔木林的碳贮量与碳密度

由表2可知，蓝山县乔木林的总碳贮量为169.37×104t，平均碳密度为22.02 t/hm2。碳贮量最小的是速生阔叶树，杉木的碳贮量最大，占乔木林总碳贮量的67.58%，是碳贮量最小的速生阔叶树的153倍，这是由于蓝山县杉木林的面积比较大。杉木碳密度为22.01 t/hm2，高于湖南省2010年杉木碳密度[18]12.05 t/hm2，高于永州市2010年杉木碳密度[18]16.58 t/hm2。在不同优势树种的乔木林中，阔叶林的碳密度普遍大于针叶林的碳密度，其中碳密度最大的是中生阔叶树29.87 t/hm2，碳密度最小的是马尾松11.54 t/hm2。

3.2不同优势树种乔木林各龄组的碳贮量与碳密度

森林的固碳能力与森林的年龄结构组成密切相关[15]。由表3可以看出，由于年龄结构的差异，同一优势树种不同龄组乔木林的碳贮量和碳密度都有差别。碳贮量方面，杉木、国外松的碳贮量由高到低为幼龄林>中龄林>近熟林>成熟林>过熟林，马尾松的碳贮量由高到低为中龄林>幼龄林>成熟林>近熟林>过熟林，桉树的碳贮量由高到低为中龄林>成熟林>幼龄林>近熟林>过熟林，速生阔叶树的碳贮量由高到低为幼龄林>近熟林>中龄林>过熟林>成熟林，中生阔叶树的碳贮量由高到低为成熟林>中龄林>过熟林>幼龄林>近熟林，慢生阔叶树的碳贮量由高到低为近熟林>中龄林>成熟林>幼龄林>过熟林；碳密度方面，杉木、马尾松的碳密度由大到小为近熟林>成熟林>过熟林>中龄林>幼龄林，国外松、桉树的碳密度由大到小为近熟林>过熟林>成熟林>中龄林>幼龄林，阔叶树的碳密度由大到小为过熟林>成熟林>近熟林>中龄林>幼龄林。碳密度最大的是速生阔叶树的成熟林，为58.81 t/hm2，碳密度最小的是马尾松和桉树的幼龄林，为5.84 t/hm2。

表2 不同优势树种乔木林的碳贮量与碳密度Tab 2 Thecarbonstorageandcarbondensityofdifferentdominanttreespeciesofhighwood优势树种面积(hm2)碳贮量(×104t)碳密度(t/hm2)杉木51993 6114 4622 01马尾松8611 19 9411 54国外松2347 25 2922 53桉树1441 53 5724 79速生阔叶树313 40 7523 85中生阔叶树4055 612 1229 87慢生阔叶树8137 323 2428 56合计76899 7169 3722 02

在乔木林各龄组中，幼龄林碳贮量最大，为46.07×104t，占全部乔木林碳贮量的33.50%，说明蓝山县的乔木林趋于年轻化，具有很大的碳汇潜力有待于挖掘和发挥。在同一龄组中，不同优势树种乔木林的碳贮量和碳密度都不相同。在幼龄林中，碳密度最大的是国外松，碳贮量最大的是杉木，其碳贮量占全部幼龄林碳贮量的81.22%，占总乔木林碳贮量的27.20%，主要是由于杉木幼龄林分布面积较大。在中龄林中，碳密度最大的是桉树组。在近龄林中，慢生阔叶树的碳密度最大。而在成熟林和过熟林中，碳密度最大的都是速生阔叶树。说明在乔木林中，由于优势树种、龄组结构、森林面积与蓄积量的不同，它们的碳汇能力有很大区别。

表3 不同优势树种乔木林各龄组的碳贮量与碳密度Tab 3 Thecarbonstorageandcarbondensityofdifferentdominanttreespeciesofhighwoodofdifferentagegroups优势树种幼龄林中龄林近龄林成熟林过熟林碳贮量(×104t)碳密度(t/hm2)碳贮量(×104t)碳密度(t/hm2)碳贮量(×104t)碳密度(t/hm2)碳贮量(×104t)碳密度(t/hm2)碳贮量(×104t)碳密度(t/hm2)杉木46 0715 0428 6826 5721 4539 4015 2935 952 9634 41马尾松2 395 843 5113 491 9321 452 0320 850 0819 88国外松3 6020 761 2826 180 3035 270 0927 350 0131 90桉树0 295 842 6533 930 0841 740 5340 250 0241 36速生阔叶树0 2716 570 1823 290 2136 550 0149 770 0958 81中生阔叶树2 0216 442 5128 670 9834 604 1236 092 4847 27慢生阔叶树2 088 648 2730 1010 3443 302 4742 830 0842 83合计56 7213 9147 0825 6435 2938 4624 5434 505 7238 97

3.3乔木天然林与人工林的碳贮量与碳密度

乔木林按起源可分为天然林和人工林，由于各个林分类型的物种组成、年龄结构以及环境因子等不同，其碳贮量和碳密度也存在着很大的差异[15]。由表4可以看出，蓝山县乔木人工林的面积明显大于天然林的面积，人工林的碳贮量也远远大于天然林的碳贮量，这表明蓝山县乔木人工林所发挥的作用越来越大，将成为一个巨大的碳库；从碳密度上来看，天然林的平均碳密度大于人工林的平均碳密度，两种林的碳密度都符合过熟林>近熟林>成熟林>中龄林>幼龄林的规律，尤其以天然林中的过熟林碳密度最大，达到了46.69 t/hm2。

3.4不同优势树种乔木林固碳经济价值

在乔木林中，不同的优势树种碳贮量不同产生的固碳经济价值也不同。由表5可知，蓝山县乔木林的固碳经济总价值为203244万元。其中杉木的固碳经济价值最高，占总价值的67.58%，其次是慢生阔叶树，这两种树种的乔木林固碳经济价值占全县总价值的81.30%。这说明在蓝山县的乔木林中，杉木和慢生阔叶树的固碳经济价值占主导地位。

表4 乔木林天然林与人工林的碳贮量与碳密度Tab 4 Thecarbonstorageandcarbondensityofnaturalforestandartificialforestofhighwood龄组天然林人工林面积(hm2)碳贮量(×104t)碳密度(t/hm2)面积(hm2)碳贮量(×104t)碳密度(t/hm2)幼龄林4049 94 2410 4736730 5052 5014 29中龄林3999 310 8127 0214362 5036 2725 25近龄林2942 611 7940 076234 8023 5137 70成熟林1645 85 5133 515466 0019 0234 80过熟林160 30 7546 691308 004 9738 03合计12797 9033 1025 8664101 80136 2721 26

表5 不同优势树种乔木林固碳经济价值Tab 5 Thecarbonsequestrationeconomicvalueofdiffer⁃entdominanttreespeciesofhighwood树种(组)碳贮量(×104t)固碳价值(万元)杉木114 46137352马尾松9 9411928国外松5 296348桉树3 574284速生阔叶树0 75900中生阔叶树12 1214544慢生阔叶树23 2427888合计169 37203244

4 结论与讨论

(1) 蓝山县总碳贮量为169.37×104t，杉木的碳贮量最大，占乔木林总碳贮量的67.58%，是碳贮量最小的速生阔叶树的153倍，这说明蓝山县乔木林的树种结构分布不均匀，也体现出蓝山县杉木的固碳能力在乔木林中占据着主导性作用。全县乔木林的平均碳密度为22.02 t/hm2，阔叶林的碳密度普遍大于针叶林的碳密度。

(2) 同一优势树种不同龄组乔木林的碳贮量和碳密度各有差异，从碳贮量来看，针叶树的碳贮量符合中、幼龄林大于近、成、过熟林的规律，阔叶树的碳贮量没有规律；从碳密度来看，各龄组乔木林的碳密度都符合近、成、过熟林大于中、幼龄林的规律。

(3) 在乔木林各龄组中，幼龄林碳贮量最大，占全部乔木林碳贮量的33.50%，说明蓝山县的乔木林趋于年轻化，具有很大的碳汇潜力有待于挖掘和发挥。

(4) 蓝山县乔木人工林的碳贮量占绝对优势，主要是由于人工林的面积远远大于天然林的面积。天然林的平均碳密度大于人工林的平均碳密度，两种林的碳密度都符合过熟林>近熟林>成熟林>中龄林>幼龄林的规律。

(5) 采用碳税率法计算得出蓝山县乔木林的固碳经济总价值为203244万元，其中杉木的固碳经济价值最高，其次是慢生阔叶树，这两种树种的乔木林固碳经济价值占了全县总价值的81.30%。这说明在蓝山县的乔木林中，杉木和慢生阔叶树的固碳经济价值占主导地位。

[1] 唐守正，刘世荣．中国天然林保护与可持续经营[J]．中国农业科技导报，2000，3(1)：42-46．

[2] Dixon R K，Brown S，Houghton R A，et al．Carbon Pools and Flux of Global Forest Ecosystems[J]． Science，1994，263：185-190．

[3] 王效科，冯宗炜，欧阳志．中国森林生态系统的植物碳储量和碳密度研究[J]．应用生态学报，2001，12(1)：13-161．

[4] 方精云，刘国华，徐嵩龄．我国森林植被生物量和净生产力[J]．生态学报，1996，16(5)：497-508．

[5] 吴刚，冯宗炜．中国主要五针松群落学特征及其生物量的研究[J]．生态学报，1995，15(3)：260-267．

[6] Fang J，Chen A，Peng C，et al．Changes in forest biomass carbon storage in China between 1949 and 1998[J]．Science，2001，292(5525)：2320-2323．

[7] 马钦彦，陈遐林，王娟，等．华北主要森林类型建群种的含碳率分析[J]．北京林业大学学报，2002，24(5/6)：96-100．

[8] 刘国华，傅伯杰，方精云．中国森林碳动态及其对全球碳平衡的贡献[J]．生态学报，2000，20(5)：733-740．

[9] 扶巧梅，李沅山，舒巍，等．蓝山县空气负氧离子浓度测定[J]．湖南林业科技，2015，42(6)：119-121．

[10] 邝代波，舒巍，邓瑞山，等．湖南省蓝山县生态公益林的区划和保护管理对策[J]．农业问题研究，2014，21(7)：320-321．

[11] 方精云，刘国华，等．中国陆地生态系统的碳库[M]．北京：中国环境科学出版社，1996．

[12] 李海奎，雷渊才．中国森林植被生物量和碳储量评估[M]．北京:中国林业出版社，2010．

[13] 杨传金，杨帆，戴前石，等．区域森林碳储量估算方法概述[J]．中南林业调查规划，2012，31(3)：62-66．

[14] 孟伟．五指山市森林植被碳储量特征与固碳价值研究[D]．长沙:中南林业科技大学，2012．

[15] 黄方，张合平，陈遐林．湖南主要森林类型碳汇功能及其经济价值评价[J]．广西林业科学，2007，36(1):56-60．

[16] 杨隽菊，段成波．腾冲县森林植被固碳量分析[J]．林业调查规划，2015，40(3)：13-19．

[17] 中国森林生态服务功能评估组．中国森林生态服务功能评估[M]. 北京：中国林业出版社，2010．

[18] 李斌，方晰，项文化，等．湖南省杉木林植被碳贮量、碳密度及碳吸存潜力[J]．林业科学，2013，49(3)：25-32．

CarbonstorageandeconomicvalueassessmentofhighwoodinLanshanCounty

DENG Ruishan， SHU Wei， WU Yunfeng， FU Qiaomei

(Forestry Bureau of Lanshan County，Lanshan 425800，China)

A research on carbon storage and economic value assessment of different type highwood is performed according to the Twelfth Five-Year Plan forest management inventory of Lanshan County . The result show that the carbon storage of Lanshan’s highwood total 169.37×104t, the economic benefit of fixation carbon dioxide is 2032.44 million yuan. The biggest carbon storage wasCunninghamialanceolataplantations, accounted for 67.58% of total carbon storage of highwood. The carbon density of broad-leaved fore is greater than that of coniferous forest. The biggest carbon storage is young forest in different age groups, and the carbon density, in accordance with near-mature forest, mature forest and over ripeness forest is greater than half-mature forest and young forest. The carbon storage of planted forest is largest absolute advantage , but the carbon density of natural forest is greater than that of planted forest.

highwood; carbon storage; carbon density; economic value

2016-04-21

S 718.5

A

1003 — 5710(2016)03 — 0083 — 05

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2016. 03. 016

(文字编校：龚玉子)