山西林業(yè)碳匯計(jì)量方法研究

郭曉燕

（山西省林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 山西 太原 030009）

在過(guò)去的20多年中，我國(guó)在森林碳循環(huán)與碳儲(chǔ)量上開(kāi)展了一些研究，但現(xiàn)有成果與滿足我國(guó)森林碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)需求和國(guó)際氣候談判對(duì)林業(yè)碳匯數(shù)據(jù)的要求相距甚遠(yuǎn)。我國(guó)森林到底有多少碳儲(chǔ)量，過(guò)去幾十年變化如何，未來(lái)潛力有多大，主要分布與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)怎樣，以及土地利用、土地利用變化和林業(yè)生產(chǎn)中減少毀林、防止森林退化、開(kāi)展森林經(jīng)營(yíng)減少的碳排放和增加的碳儲(chǔ)量等問(wèn)題，都需要林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)工作提供全面、系統(tǒng)、準(zhǔn)確、權(quán)威的數(shù)據(jù)。如何科學(xué)合理計(jì)量與監(jiān)測(cè)我國(guó)林業(yè)碳匯及其動(dòng)態(tài)變化，已成為我國(guó)應(yīng)對(duì)全球氣候變化工作的迫切需要。山西省森林類型多樣，南北差異顯著，林業(yè)資源調(diào)查數(shù)據(jù)基礎(chǔ)好、有遙感影像數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展林業(yè)碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè)體系建設(shè)試點(diǎn)工作，形成全面開(kāi)展體系建設(shè)工作的技術(shù)路線，是應(yīng)對(duì)氣候變化的迫切需要。

1 數(shù)據(jù)要求

具有生物量相關(guān)因子（地類、林種、起源、樹(shù)種組成、優(yōu)勢(shì)樹(shù)種、下木植被、年齡、齡組、小班面積、小班活立木蓄積）的森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)。

2 碳匯計(jì)量對(duì)象

森林碳匯計(jì)量是對(duì)其地上生物量（包括喬木層、灌木層、草本層）、地下生物量、枯落物、枯死木和土壤有機(jī)碳五個(gè)碳庫(kù)進(jìn)行估算。

3 分區(qū)的確定

為了更科學(xué)、合理、精確地估算山西森林碳儲(chǔ)量，參照國(guó)家二級(jí)區(qū)劃，采取分區(qū)估算的方法計(jì)算。山西省共涉及五個(gè)生態(tài)區(qū)：

Ⅷ.02:錫林郭勒高原防護(hù)林區(qū)；

Ⅲ.01:燕山長(zhǎng)城沿線防護(hù)林區(qū);

Ⅲ.04:晉陜黃土高原防護(hù)經(jīng)濟(jì)林區(qū);

Ⅲ.05:汾渭谷地防護(hù)經(jīng)濟(jì)林區(qū);

Ⅲ.06:太行山伏牛山防護(hù)林區(qū)。

4 編碼匹配

將山西森林資源二類調(diào)查中喬木樹(shù)種種類、土壤種類、土層厚度進(jìn)行編碼匹配，納入國(guó)家統(tǒng)一編碼，以求得各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）生物量參數(shù)、含碳率、土壤有機(jī)質(zhì)含量（%）、土壤容重（g/cm3）、土層厚度等。

5 碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè)估算方法

利用森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)，先確定估算面積（公頃），然后分別計(jì)量各類型的生物量，再乘以含碳率估算碳儲(chǔ)量。

5.1 地上生物量

5.1.1 喬木層

量子點(diǎn)電視以高色域表現(xiàn)、壽命長(zhǎng)、顯色效果強(qiáng)為特征。據(jù)國(guó)家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心副總經(jīng)理劉志剛公布的權(quán)威檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，在NTSC標(biāo)準(zhǔn)下，普通LED電視的色域只有72%、第一代高色域電視只有82%、第二代高色域電視約96%，而量子點(diǎn)電視色域覆蓋率卻高達(dá)110%。在使用壽命方面，量子點(diǎn)電視采用無(wú)機(jī)材料，穩(wěn)定性強(qiáng)。

5.1.1.1 有林地中的喬木林（地類為純林、混交林）

①有蓄積的小班生物量計(jì)算方法：采取優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）生物量擴(kuò)展因子參數(shù)法。

根據(jù)各區(qū)各樹(shù)種的分布情況、生長(zhǎng)狀況，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)確定山西各區(qū)各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）的a、b參數(shù)。

生物量計(jì)算公式：生物量＝a×小班蓄積＋b

小班碳含量＝生物量×各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）的含碳率（CF）×小班面積

②無(wú)蓄積小班，生物量計(jì)算按灌木對(duì)待，為19.76。

小班碳含量＝19.76×各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）的含碳率（CF）×小班面積。

①有蓄積的小班，采用生物量擴(kuò)展系數(shù)（BEF）法，即林分單位面積優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）的生物量與單位面積優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）蓄積量的比值。生物量計(jì)算公式：生物量＝喬層BEF×小班蓄積×1.3；

小班碳含量＝生物量×各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種（組）的含碳率（CF）×小班面積

②無(wú)蓄積的小班，不計(jì)算生物量。

5.1.2 灌木層

5.1.2.1 喬木層里有灌木分布的

灌木層生物量換算參數(shù)：采用基于區(qū)域類型單位面積參數(shù)估算方法。選擇分區(qū)域、森林類型、齡組的灌木生物量的單位面積（每公頃）參數(shù)。小班碳含量＝灌木層生物量換算系數(shù)×灌木含碳率0.4672×小班面積

5.1.2.2 地類是灌木林地（包括國(guó)家特別灌木林及普通灌木林）、未成林地、苗圃地、竹林的

小班碳含量＝灌木層生物量換算系數(shù)19.76×灌木含碳率0.4672×小班面積

5.1.2.3 地類是經(jīng)濟(jì)林地的

小班碳含量＝經(jīng)濟(jì)林生物量換算系數(shù)23.7×經(jīng)濟(jì)林含碳率0.47×小班面積

5.2 枯落物

本次計(jì)算只考慮喬層下的枯落物，其他不計(jì)算，利用枯落物生物量換算參數(shù)計(jì)算小班碳含量。小班碳含量＝枯落物生物量換算參數(shù)×不同樹(shù)種（組）枯落物含碳率×小班面積

5.3 地下生物量

地下生物量換算參數(shù)：采用基于區(qū)域類型單位面積地上/地下生物量比值換算參數(shù)估算方法。

小班碳含量＝喬木層生物量（喬層＋灌層）/(地上/地下生物量比值）×含碳率0.45×小班面積

5.4 土壤有機(jī)碳

根據(jù)不同土類有機(jī)質(zhì)含量（%）、土壤容重（g/cm3）、土層厚度計(jì)算土壤有機(jī)碳。

小班碳含量＝0.58×土壤有機(jī)質(zhì)含量×土壤容重×土層厚度×小班面積

估算結(jié)果由上看出，山西省森林喬木林的碳儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他地類，約占總碳量的88.80%。

6 問(wèn)題與建議

6.1 喬木層碳庫(kù)估算方法有待完善

喬木層生物量的計(jì)量采用生物量擴(kuò)展因子（BEF）法，在某種程度上可以反映生物量隨林齡的變化，但單位面積蓄積對(duì)生物量的影響較大，特別是對(duì)b值較大的樹(shù)種，對(duì)較小的使用范圍不太適宜。且由于樣本數(shù)據(jù)的限制和數(shù)據(jù)獲得的困難，尚不能進(jìn)行驗(yàn)證和重復(fù)，因此，該方法還需進(jìn)一步完善。同時(shí)，還需要進(jìn)一步研究更科學(xué)的方法，今后可在IPCC推薦使用的利用木材密度、生物量換算因子和根莖比計(jì)算地上生物量的方法方面進(jìn)行探索和嘗試。

6.2 枯死木估算方法有待補(bǔ)充

由于現(xiàn)有數(shù)據(jù)缺乏枯死木數(shù)據(jù)，也難以確定適合的枯死木碳儲(chǔ)量的估算方法。今后可利用森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)中枯損量等數(shù)據(jù)，補(bǔ)充和完善枯死木碳庫(kù)的計(jì)量方法和參數(shù)，實(shí)現(xiàn)全省五種碳庫(kù)的森林碳匯計(jì)量，滿足IPCC5大碳庫(kù)的計(jì)量要求。

6.3 經(jīng)濟(jì)林、灌木林和竹林估算方法有待改進(jìn)

經(jīng)濟(jì)林、灌木林和竹林目前只是按照單位面積生物量的固定參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，今后可根據(jù)實(shí)際情況，按照不同區(qū)域不同森林類型如按照林區(qū)三級(jí)區(qū)劃進(jìn)行細(xì)分，確定靈活的經(jīng)濟(jì)林和灌木林生物量換算參數(shù)。目前竹林的計(jì)量方法僅局限于南方的毛竹林，北方竹林暫時(shí)按照灌木林的估算方法進(jìn)行計(jì)算，但其計(jì)量方法還需要進(jìn)一步補(bǔ)充完善。

6.4 基于森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量有待探索

森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)包括地面樣地、樣木、統(tǒng)計(jì)表等數(shù)據(jù)，可利用我國(guó)每五年一次的完備豐富的森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)，進(jìn)行森林碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)方法的有益嘗試和探索，重點(diǎn)是在土地利用變化、遙感與生物量監(jiān)測(cè)、驗(yàn)證和完善異速生長(zhǎng)方程等方面開(kāi)展工作，使一類清查數(shù)據(jù)在滿足森林資源清查要求的同時(shí)，更好地服務(wù)森林碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)工作。

7 結(jié)束語(yǔ)

林業(yè)碳匯計(jì)量工作是一項(xiàng)新的探索性工作，山西林業(yè)碳匯計(jì)量工作的開(kāi)展，將為全國(guó)開(kāi)展林業(yè)碳匯計(jì)量工作提供經(jīng)驗(yàn)，為全面推進(jìn)我國(guó)林業(yè)碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè)體系建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。