建造碳匯林 打造低碳交通環(huán)境

李海明 王卓琦 張英海

1 概述

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國機動車保有量一直保持較快增長速度。截至2010年3月，全國機動車保有量約1.92億輛。與之同步發(fā)展的高速公路截至2009年年底通車總里程達6.5萬km。

據(jù)統(tǒng)計汽車、輪船、飛機等交通工具所使用燃料釋放氣體是目前造成全球變暖的主要原因之一，在過去10年中全球CO2排放量增加了13%，而源自交通工具的碳排放增長率高達25%，預計在未來的25年，全球交通源CO2排放將增加57%，根據(jù)目前汽車的增長情況，其CO2排放增加將占80%，因此通過高速公路綠化建造碳匯林，從而打造低碳交通環(huán)境是我們這代交通人必須履行的職責。

2 發(fā)展低碳交通的必要性

發(fā)展低碳交通，減少溫室氣體排放，主要有使用零排放汽車、碳捕獲與碳封存和森林固碳減排三種方式。其中，碳捕獲與碳封存，技術(shù)難度大，成本高，推廣非常困難。使用零排放新能源汽車是最為直接有效的減排方式，但是根據(jù)目前中國經(jīng)濟發(fā)展階段來看，由于受制于能源結(jié)構(gòu)、資金技術(shù)等，會遇到許多困難和挑戰(zhàn)。另外非常重要的是，汽車工業(yè)減排影響經(jīng)濟發(fā)展，需要付出高昂的經(jīng)濟成本和社會發(fā)展代價。

森林能吸收并貯存CO2，是陸地生態(tài)系統(tǒng)最經(jīng)濟的吸碳器。森林植物通過光合作用吸收CO2，放出O2，把大氣中的CO2吸收固定在植被和土壤中，從而降低大氣中CO2濃度，這個過程稱為森林碳匯。

研究表明:林木每生長1 m3，就能夠吸收1.83 t CO2，放出1.62 t O2，森林吸碳能力顯著，又十分經(jīng)濟。森林面積巨大，是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳貯藏庫，維持著全球植被碳庫的86%和土壤碳庫的73%，據(jù)估算，全球陸地生態(tài)系統(tǒng)中約貯存2.48萬億t碳，其中1.15萬億t貯存在森林生態(tài)系統(tǒng)中。因此，在減緩與適應全球氣候變化中，森林具有十分重要和不可替代的作用。

國際社會高度重視森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯作用及其貢獻，《京都議定書》正式生效，明確提出造林再造林所產(chǎn)生的碳匯可用于抵消發(fā)達國家所承諾的部分溫室氣體減排指標，從而使森林所吸存的CO2成為一種可交易的產(chǎn)品，促進森林生態(tài)服務產(chǎn)品的價值化和林業(yè)發(fā)展機制的創(chuàng)新。

3 建設碳匯林的意義

發(fā)展森林碳匯，提高森林生態(tài)系統(tǒng)整體固碳功能，減緩減排壓力，已經(jīng)成為我國應對氣候變化的重要內(nèi)容和戰(zhàn)略選擇，也是我國實施節(jié)能減排，發(fā)展低碳經(jīng)濟的重要內(nèi)容。

通過植樹造林，尤其是實施碳匯造林，擴大森林面積，是提高森林碳匯能力的一條最基礎和有效的途徑。浙江省水熱條件優(yōu)良，森林植被自然更新能力良好，森林資源基礎豐富，相應的適宜碳匯造林的山上無林地資源比較少，因此結(jié)合平原綠化、森林城鎮(zhèn)，森林村莊建設，積極利用一些非林地資源進行碳匯造林，增加森林面積，改善人居環(huán)境，提高碳匯功能，必將成為森林浙江和碳匯林業(yè)建設的重要內(nèi)容。

近年來，浙江省交通建設取得巨大成就，高速公路、高速鐵路快速發(fā)展，為浙江省社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了重要基礎保障。嘉興市地處浙江省交通要道，路網(wǎng)縱橫，境內(nèi)已形成了多個大型樞紐互通。

樞紐互通區(qū)公路用地的綠化已成為交通綠化和嘉興平原綠化的重要工作內(nèi)容，也是發(fā)展城市森林的重要土地資源。在樞紐互通綠化中，引入森林碳匯和林業(yè)碳匯的先進理念，按照碳匯林的要求實施碳匯造林，提高綠化造林和撫育管理水平，大力增強固碳釋氧和其他生態(tài)功能，對于碳匯造林來說，本身就是一個創(chuàng)舉。

對于提高平原綠化水平，促進城市森林建設，打造低碳交通環(huán)境具有重大意義。同時，在樞紐互通區(qū)實施碳匯造林工作，也可以充分展示交通領(lǐng)域和交通部門在應對氣候變化中的積極態(tài)度和良好的社會責任形象，提高交通部門的公眾影響力。

另外，幫助部門和企業(yè)積累參與碳匯林業(yè)，參與碳匯交易的經(jīng)驗，提早儲備碳匯信用，增強靈活應對氣候變化的能力，為未來發(fā)展創(chuàng)造更加良好的環(huán)境空間。

碳匯造林是一項嶄新的事物，目前實踐和研究基本上是集中在山地造林，研究成果少見報導，而交通領(lǐng)域樞紐互通區(qū)的碳匯造林，在全國來說都是創(chuàng)舉和空白，非常需要進行深入的技術(shù)研究和探索。

通過項目實施和課題研究，在高固碳樹種選用、造林撫育管理、碳匯計量和碳匯監(jiān)測等方面進行探索，總結(jié)積累技術(shù)經(jīng)驗，形成和完善一整套樞紐互通區(qū)碳匯造林和碳匯計量監(jiān)測技術(shù)體系，為提高全省以及全國樞紐互通造林綠化和交通沿線造林綠化質(zhì)量，增強固碳和生態(tài)效能提供良好的技術(shù)支撐。

4 建造高速公路互通區(qū)碳匯林

我們建設的碳匯林是以嘉興地區(qū)正在開展的海鹽樞紐、王江涇互通、觀音橋樞紐等綠化工程項目為背景和依托，擬根據(jù)林學、生態(tài)學、統(tǒng)計學理論，采用指標測試，樣地監(jiān)測，模型模擬，統(tǒng)計分析等方法，在高固碳樹種選擇、造林撫育管理、碳匯計量和碳匯監(jiān)測等方面進行技術(shù)研究，并對碳匯積累和影響因子進行實證分析，不斷完善樞紐互通區(qū)碳匯造林和計量監(jiān)測技術(shù)，最終形成樞紐互通區(qū)碳匯造林和計量技術(shù)指南，提出綠化工程碳匯積累和碳匯平衡效果，為交通綠化工程提供指導，為部門決策提供科學依據(jù)。

碳匯造林其首要目標就是要堅持生態(tài)優(yōu)先，最大程度的積累碳匯。而不同樹種具有不同的適生條件和固碳特征及固碳能力，高固碳能力樹種的篩選和應用是進行碳匯造林，提高森林固碳能力的基礎工作。

針對目前基于個體樹種的碳匯研究相當缺乏，碳匯造林樹種選擇比較盲目等問題，重點選擇嘉興和浙北地區(qū)常見的主要造林樹種，尤其是交通綠化鄉(xiāng)土喬木樹種，研究影響固碳能力的各種指標，通過層次分析法和主成分分析法選取重要指標因子，確定因子權(quán)重，構(gòu)建樹種固碳能力的評價模型。

通過分析測定不同樹種的重要指標，對各種樹種的固碳能力進行量化評價，從而優(yōu)選區(qū)域適生性強、生態(tài)功能顯著、固碳能力優(yōu)良的樹種，作為今后交通綠化碳匯造林的重點推薦樹種。

在碳匯造林實施過程和碳匯造林效果評價中，需要進行碳匯計量和碳匯監(jiān)測，以便為今后的碳匯交易提供可靠的碳匯數(shù)據(jù)。因此，在高固碳能力樹種的篩選基礎上，根據(jù)樣本誤差理論，選取足夠數(shù)量的樣株實測樣株各部分生物量或通過樹干解析方法獲取生長動態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建重點樹種的碳儲量模型和異速碳生長模型，為碳匯項目實施、項目碳儲量計量和準確測算樣地碳儲量奠定堅實基礎。

碳匯造林是指在確定了基線的土地(包括林地)上，以增加碳匯為主要目的，并對造林和林木生長過程實施碳匯計量和監(jiān)測而開展的有特殊要求的造林活動。碳匯造林與普通造林有不同的功能需求，因此在造林各個環(huán)節(jié)和后續(xù)管理上都將體現(xiàn)出不同的技術(shù)特征。

實施造林，通過林木生長能夠增加二氧化碳吸收固持能力，但是在造林過程中，由于整地、施肥、澆水、種植等環(huán)節(jié)又有可能造成溫室氣體排放。

本部分研究將基于增匯和減排兩種角度，針對植被和土壤兩個重要碳庫，對整地、挖穴、種植、施肥、后期管理系列過程展開技術(shù)研究，使得造林綠化工程在一定的計入期內(nèi)，加快植被和土壤碳庫的碳匯積累，減少由于施肥、運輸、土壤擾動導致的碳泄漏和碳排放，找出最合理的碳匯造林技術(shù)模式。

林分內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)與森林固碳能力有著重要關(guān)系，而造林樹種配置、初植密度和后期撫育管理會對空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，因此本部分還要研究合理的森林空間結(jié)構(gòu)調(diào)控措施，使整體林分或森林生態(tài)系統(tǒng)朝有利于增加森林碳匯的方向發(fā)展。

5 互通區(qū)建造碳匯林的技術(shù)要點

通過研究，總結(jié)形成既適合交通綠化工程特點，又適宜浙北地區(qū)氣候、土壤和水文條件，同時滿足碳匯造林基本要求的一套樞紐互通區(qū)碳匯造林和管理優(yōu)化技術(shù)，可用于指導生產(chǎn)實踐。

碳匯造林項目具有高標準、需監(jiān)測、可交易等特征。與普通造林相比，其最大區(qū)別就是需要確定基線，要求對造林活動造成的碳排放加以記錄，還要對林木生長的全過程進行碳計量和碳監(jiān)測，最后要把產(chǎn)生的碳排放減去，以便得到產(chǎn)權(quán)明晰的凈碳匯量。無論是碳計量還是碳監(jiān)測，碳匯造林項目所產(chǎn)生的碳匯量必須要滿足“可測量、可報告、可核查”的三可要求，才有可能用于交易。

本部分針對樞紐互通區(qū)碳匯造林特點，從基線測定方法、碳庫選擇、碳排放源確定、分層方法、碳計算模型、樣地數(shù)量確定、固定樣地監(jiān)測方法以及精度不確定性分析方面展開研究，重點形成滿足“三可”要求，又具有典型行業(yè)特色的樞紐互通碳匯計量與監(jiān)測技術(shù)。為交通領(lǐng)域綠化造林及碳匯計量監(jiān)測提供方法指導。

選擇1個～2個工程項目區(qū)，利用形成的碳匯計量與監(jiān)測技術(shù)，進行碳匯詳細計量和監(jiān)測，獲得凈碳匯量數(shù)據(jù)。同時，測定該樞紐互通區(qū)的交通流量及碳排放情況，進行樞紐互通區(qū)森林碳匯貢獻分析和碳匯平衡能力測算，為管理部門決策提供依據(jù)。

通過對高速公路碳匯林研究主要解決以下技術(shù)問題:

1)在高固碳能力樹種選擇和碳模型研建上。

重點要解決影響樹種固碳能力的制約因素，重要指標選取，重要值(權(quán)重確定)等，以構(gòu)建良好的評價模型，這是影響到評價效果好壞的關(guān)鍵問題之一。

另外，由于實際交通綠化工作中，考慮到苗木供應、景觀配置、層次結(jié)構(gòu)和季相色相等，涉及的喬木樹種比較多，而每一種樹種，其碳生長模型都會不一致，所以模型構(gòu)建工作量相當大，同時構(gòu)建碳生長模型需要獲取長期的生長動態(tài)數(shù)據(jù)(時間維數(shù)據(jù))，本課題將研究采用樹干解析法結(jié)合生物量轉(zhuǎn)換法，利用空間換取時間來予以解決。

2)在碳匯造林和管理技術(shù)方面。

重點要尋求建立固碳效果良好，符合規(guī)范要求的碳匯造林技術(shù)體系，這里將涉及碳匯評價時的碳庫選擇問題，一般可重點選擇地上生物量、地下生物量、土壤有機質(zhì)三個碳庫，而忽略枯落物、粗木質(zhì)殘體碳庫，使問題得以簡化。

造林實施過程中，土壤有機質(zhì)碳庫的變化比較復雜，要通過連續(xù)定點采樣和基于室內(nèi)精密測定分析來保障。合理的林分空間結(jié)構(gòu)及其固碳效果響應是本部分要解決的關(guān)鍵問題之一。

3)在碳匯計量和碳匯監(jiān)測技術(shù)方面。

要提高碳匯計量和監(jiān)測精度，首先要確定分層方法，采用分層計算，另外固定樣地數(shù)量建立方式也值得研究。

由于綠化造林與一般的山地造林不一致，所用苗木規(guī)格不一，樹齡多樣，樹種豐富，種植位置也比較復雜零散，因此分層最好按樹種(組)進行，根據(jù)設計方案和苗木統(tǒng)計數(shù)據(jù)，把規(guī)格相近，樹種(組)一致的分為一層，分層計量和計算，而不再根據(jù)區(qū)塊分層。

在碳匯監(jiān)測技術(shù)上，要突破傳統(tǒng)技術(shù)，分層選擇典型單株作為樣地(樣木)進行連續(xù)動態(tài)測定，可以達到良好的精度效果。所以分層方法和監(jiān)測樣地設定將是比較關(guān)鍵的技術(shù)問題。

6 結(jié)語

通過交通綠化建造碳匯林在國內(nèi)尚屬首次，同時將碳匯的概念引入到高速公路綠化中將改寫公路綠化的設計理念;從增匯和減排兩種角度，著眼植被和土壤兩個重要碳庫，考慮林分空間結(jié)構(gòu)來構(gòu)建碳匯造林和管理優(yōu)化技術(shù)，既十分新穎又極富指導意義;基于單個樹種，分別對苗木規(guī)格實施分層和碳匯監(jiān)測，是一項重要創(chuàng)新，它既符合三可要求，又能很好地滿足綠化情況復雜的項目，具有很好的普適性，其方法對于平原碳匯綠化造林具有良好的指導作用。

通過推廣應用，在全國的高速公路綠化建設中建設碳匯林，從而打造低碳交通環(huán)境將是高速公路綠化發(fā)展的必然趨勢。

［1］ 李怒云.林業(yè)碳匯計量［M］.北京:中國林業(yè)出版社，2010.

［2］ 張小全.林業(yè)碳匯項目理論與實踐［M］.北京:中國林業(yè)出版社，2010.

［3］ 劉書套.高速公路環(huán)境保護與綠化［M］.北京:人民交通出 版社，2001.