西藏人工乔木林碳储量空间分布特征

张 蓓，刘金山，林 慧，彭泰来，陆 翔

(国家林业和草原局中南调查规划设计院，长沙 410014)

在生态建设为背景的发展战略下，我国林业启动了一系列重点生态工程，在保护天然林的同时，大力发展人工林资源[1]。由于多年来大规模的植树造林，我国人工林面积已位居世界首位[2-3]，从而贡献了大部分的森林碳汇[4-5]。据《西藏自治区第二次森林资源规划设计调查成果报告》显示，与第一次全区森林资源规划设计调查相比，西藏人工林资源面积增长了217.24%。根据以前的研究[6]，使用IPCC材积源生物量模型法，西藏人工乔木林碳储量为1 135 812 Mg，平均碳密度为13.1 Mg/ hm2；同时研究了影响林分碳密度的树种和龄组等林分因素，表明碳密度随龄组的增加而增加、各龄组碳密度差别较大。受特殊自然地理条件和气候条件的影响，西藏人工林分布与生长状况有着显著的地域性差别，分析乔木林碳储量在地理位置、海拔、坡位、坡向和坡度上的空间分布特征，掌握乔木林储碳量高值区域，对于造林地的选择具有参考意义。

1 数据与方法

基础数据为2012—2013年西藏自治区森林资源规划设计调查数据，使用IPCC(2006)推荐的方法，进行人工林生物量、碳储量及碳密度估算。计量参数采用《中华人民共和国气候变化第二次国家信息通报》“土地利用变化与林业温室气体清单”(2013)和《碳汇造林项目方法学》提供的相关参数。

2 人工林空间分布特征

2.1 地理位置

人工林主要分布在88.0°―93.9°E和28.0°―29.9°N之间。29.0°―29.9°N和28.0°―28.9°N，分别分布着人工林面积的73.32%和13.42%(图1)；雅鲁藏布江与拉萨河交汇处的三角地带是人工林的传统种植区和核心分布区，地处29.0°―29.9°N和90°―91.9°E之间，分布了人工林面积的38.86%，地处该区域的城关区、曲水县、贡嘎县、扎囊县人工林面积占国土面积的比例均超过2%，其中贡嘎县更高达3.64%。

图1 不同经纬度人工林分布面积注：每个数值点表示相应经度或纬度区间(1°)的中值，下同

碳密度在各区域表现出明显的不均衡(图2)。随着纬度的升高，碳密度呈降低趋势。在26.0°―29.9°N碳密度较高，平均碳密度均高于11 Mg/hm2；纬度>30.0°后，碳密度锐减至4 Mg/hm2以下。碳密度随经度的变化规律呈中间高、两端低的“∧”形， 89.5―96.5°E是碳密度的高值区。

图2 不同经纬度人工林碳密度

人工林碳储量主要分布在29.0°―29.9°N和90°―94.9°E之间，占总碳储量的72.55%；其中在东经90.0°―90.9°E，91.0°―91.9°E和94.0°―94.9°E之间人工林碳储量分别占18.6%，38.91%和10.28%。综合分析，雅鲁藏布江中下游、察隅河流域的林芝市及喜马拉雅山南坡中段高山峡谷区具有较高的碳密度。

2.2 海拔

人工林主要分布于海拔2500～4499 m之间，占95.14%(表1)。其中3500～3999 m之间是人工林的主要分布区，占全部人工林的63.56%。碳储量最大值在海拔3500～3999 m之间，为688 487Mg，占60.62%。就碳密度来看，0 ～ 2499 m区间内碳密度较大；海拔达到2000 m后随着海拔升高，碳密度逐渐降低。需要指出的是，海拔在1500～1999 m之间时碳密度较低，平均碳密度只有3.9Mg/hm2，该海拔区间内油桐面积占77.01%，平均林龄为6.6 a，截至调查时较短的生长年龄影响了蓄积和碳密度的累积。

表1 不同海拔区间人工林碳密度和碳储量海拔区间/m面积/hm2碳储量/Mg碳密度/(Mg/hm2)0～49910762207020.5500～9997002520136.01000～14993501236235.31500～1999135153013.92000～24996292327037.02500～299952169650318.53000～34991245521079916.93500～39995523668848712.54000～44999778513185.24500～49991195004.2合计 86909113581213.1

2.3 坡度、坡位、坡向

不同坡度人工林分布规律(表2)：①随着坡度增加，人工林面积减少，其中63.36%的人工林分布在0°～5°之间，16.85%的人工林分布在6°～15°之间；②随着坡度增加，碳储量逐渐减少，其中人工林在0°～5°和6°～15°分别储存了66.07%、17.95%的生物质碳；③就碳密度来看，人工林碳密度在0°～5°和6°～15°间要大于16°～25°和26°～35°，而在46°以上要大于36°～45°。

表2 不同坡度人工林碳储量和碳密度坡度级面积/hm2碳储量/Mg碳密度/(Mg/hm2)平坡5506775047713.6缓坡1464020383413.9斜坡83558811310.5陡坡69397709811.1急坡1445112337.8险坡464505710.9

不同坡位人工林分布规律(表3)：①人工林面积由大到小分布情况为，平地>下坡>山谷>中坡>上坡>全坡>脊部，平地、下坡和山谷分布了人工林面积的90.04%，这与水源的分布有着密切关系；②碳储量与人工林面积的分布规律基本一致；③就碳密度来看，平地碳密度最高，山谷和全坡碳密度最低。

表3 不同坡位人工林碳储量和碳密度坡位面积/hm2碳储量/Mg碳密度/(Mg/hm2)脊部1214011.4上坡12271623513.2中坡69208328712.0下坡1890723350912.4山谷157011516349.7平地4364764849314.9全坡49525145.1

不同坡向人工林分布规律(表4)：①各个坡向中，无坡向分布了人工林面积的63.37%，其它坡向分布面积较为均匀；②就碳密度来看，东南坡>西坡>无坡向>西南坡>东坡>南坡>北坡>东北坡、西北坡，东南坡的碳密度最大，达16.2 Mg/hm2，而东北坡的碳密度最小，仅为7.8 Mg/hm2。

表4 不同坡向人工林碳储量和碳密度坡向面积/hm2碳储量/Mg碳密度/(Mg/hm2)北4098396719.7东北3675285207.8东50505561811.0东南41976783216.2南63686544210.3西南36774485612.2西31694995815.8西北1599125087.8无坡向5507777140714.0

3 分流域碳储量

不同流域人工林碳密度和碳储量见表5。就不同流域人工乔木林碳储量而言，雅鲁藏布江>澜沧江>金沙江>怒江>藏西诸河；就不同流域人工乔木林碳密度而言，澜沧江>雅鲁藏布江>金沙江>藏西诸河>怒江。雅鲁藏布江与澜沧江人工林种植面积与碳密度较高，怒江与藏西诸河碳密度较低。不同流域人工林树种种植结构不同，且不同流域、不同树种间碳密度相差较大，反映了区域自然条件的影响和林分生长蓄积碳能力的差异。

表5 不同流域人工林碳密度和碳储量流域面积/hm2碳储量/Mg碳密度/(Mg/hm2)平均林龄/a雅鲁藏布江75031103823913.812.9澜沧江46337262015.79.5怒江4618974831.86.2金沙江1992124876.38.7藏西诸河106549834.77.9合计86909113581213.112.5

雅鲁藏布江发源于阿里地区普兰县境内的杰马央宗冰川，是世界海拔最高、水能资源最丰富的河流之一，也是西藏主要的国际河流之一。该流域是人工乔木林的主要分布区，分布了86.3%的人工乔木林，碳储量占人工乔木林碳储量的91.4%,流域内人工林树种多达20种，但以杨树、柳树类为主，分别占流域人工林面积的49.1%和31.9%。杨树类按照碳密度从大到小分别为：藏川杨>银白杨>北京杨>新疆杨；柳树类按照碳密度从大到小分别为：左旋柳>垂柳>旱柳>乌柳(细叶红柳)>竹柳。平均碳密度大于15 Mg/hm2的树种包括左旋柳、垂柳、藏川杨、银白杨、旱柳、桦木、高山松和阔叶混。

澜沧江流域针叶林、阔叶林面积相当，主要树种为云杉、旱柳、藏川杨和核桃；所占比例分别为47.2%，20.8%，16.8%和11%。核桃树平均林龄为32.5 a，碳密度高达104.5 Mg/hm2；藏川杨、旱柳的林龄为7 a，碳密度较低；云杉的林龄为8 a，碳密度最低；阔叶林的碳密度要高于针叶林，从碳蓄积的角度来看，该流域适宜发展阔叶林。

怒江流域主要种植树种为云杉、油桐、藏川杨、旱柳、榆树、大果圆柏；所占比例分别为24.2%，21.0%，19.7%，14.4%，8.0%和5.7%。各树种平均林龄在5～7 a之间，碳密度在0.6～3.1 Mg/hm2之间，林木生长和碳密度累积速度很慢。

金沙江流域针叶林、阔叶林面积相当，主要种植树种为云杉、藏川杨、桦木和榆树；所占比例分别为43.2%，21%，14.7%和11.2%。林龄以中幼龄林为主，平均林龄在7～10 a之间。各阔叶树种平均碳密度为藏川杨>榆树>桦木；云杉等针叶林的平均碳密度最低，仅为2.9 Mg/hm2，表明该流域适宜种植阔叶树。

藏西诸河流域气候干旱、寒冷，人工林主要为杨树、柳树，主要分布树种为新疆杨、班公柳、竹柳；所占比例分别为35.6%，27.9%和19.2%。各树种平均林龄和碳密度均较低。

4 小结

受特殊的自然地理条件和气候条件的影响，西藏人工林分布与生长状况、碳密度、碳储量有着显著的地域性差别。雅鲁藏布江流域是人工乔木林的主要分布区，分布了86.3%的人工乔木林，碳储量占人工乔木林碳储量的91.4%；随着纬度的升高，碳密度呈降低趋势，在北纬26.0°～29.9°碳密度较高；随着经度的增加，碳密度先增加后降低。总体来看，雅鲁藏布江中下游、察隅河流域的林芝市及喜马拉雅山南坡中段高山峡谷区具有较高的碳密度。