廣東省森林資源及碳儲量分布

邵怡若， 鐘 斌， 楊振意， 樊 晶， 盧廣超， 薛 立*

(1.華南農業(yè)大學林學院， 廣東 廣州 510642； 2.廣東省生態(tài)公益林管理辦公室， 廣東 廣州 510173)

廣東省森林資源及碳儲量分布

邵怡若1， 鐘 斌2， 楊振意1， 樊 晶1， 盧廣超1， 薛 立1*

(1.華南農業(yè)大學林學院， 廣東 廣州 510642； 2.廣東省生態(tài)公益林管理辦公室， 廣東 廣州 510173)

利用2009年廣東省森林資源監(jiān)測數(shù)據(jù)，研究廣東省森林資源和碳儲量分布。結果表明，2009年廣東省森林資源中2/3是商品林，并以一般用材林為主，速生林(含短輪伐期)的比例不到1/5，生態(tài)公益林的面積占林業(yè)用地面積1/3；各區(qū)域的森林資源中均以商品林為主，占64.7%～73.7%。商品林中除其他區(qū)域外均以一般用材林為主，占商品林面積的59.8%～81.3%，而其他區(qū)域以速生林為主。廣東省的森林碳密度為32.2t/hm2，其大小呈現(xiàn)粵北>其他>粵西>珠三角>粵東，森林碳儲量為302.3TgC。

廣東省； 森林； 碳密度； 碳儲量

CO2濃度升高引起全球性的氣溫上升，導致了氣候異常，嚴重威脅著人類生存與社會經濟的可持續(xù)發(fā)展。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳儲庫，占全球植被碳庫的86%以上，在調節(jié)全球碳平衡[1-2]、減緩大氣CO2等溫室氣體濃度上升以及維護全球氣候穩(wěn)定等方面起著非常重要的作用[3]。評估森林資源是制定森林政策和促進國家林業(yè)發(fā)展的必要前提[4]。森林植被的碳儲量能夠反映植被的光能利用率，以及群落吸收大氣中CO2的能力，對其估算有助于正確認識森林碳匯功能和貢獻，是研究森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的基礎[5-6]?！毒┒甲h定書》認可通過了增加森林碳匯來履行溫室氣體減排義務，使得研究森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量更為重要緊迫[7]。由于熱帶和亞熱帶的森林生物量大，其生物量的較小波動即可引起全球碳循環(huán)的顯著變化[2,8]，因此，明確熱帶、亞熱帶地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量現(xiàn)狀，對于合理經營和管理森林，增加森林固碳和減少氣候波動具有重要意義?；谏智宀橘Y料能較為精確地估算區(qū)域植被的生物量及其空間分布特征，我國的眾多學者如方精云等[9]、王效科等[10]、趙敏等[11]、周傳艷等[4]、王新闖等[12]利用森林資源調查數(shù)據(jù)估算了森林碳儲量。廣東省位于熱帶、亞熱帶，是我國經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設的前沿陣地，森林資源豐富，林業(yè)產業(yè)總產值多年居全國第1位[13]。我們利用森林資源監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析廣東省不同區(qū)域森林資源與碳儲量及其在空間上的分布差異，可以為廣東省合理經營森林資源，提高森林的碳匯功能提供基礎信息。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)概況

廣東省位于中國大陸南部，地理坐標為東經109°39′—117°19′、北緯20°13′—25°31′。受亞熱帶季風氣候影響，具有豐富的水熱資源，年平均氣溫22℃，年均降水量為1300～2500mm；地貌類型復雜多樣，有山地(33.7%)、丘陵(24.9%)、臺地(14.2%)和平原(21.7%)，地勢總體北高南低，北部多為山地和高丘陵。從20 世紀80年代起，廣東省不斷人工造林，使得其森林覆蓋率從1979 年的26.2%增長到2003 年的57.1%。近期，在國家六大林業(yè)工程的指引下，廣東省充分發(fā)揮自身條件的優(yōu)勢，兼顧經濟發(fā)展與環(huán)境保護，在發(fā)展商品林的同時不斷推進生態(tài)公益林建設。

1.2研究方法

數(shù)據(jù)來源于2009年廣東省森林資源監(jiān)測資料，根據(jù)自然、經濟和社會因素將全省分為粵北、珠三角、粵西、粵東和其他共5個區(qū)域，其中粵北包括韶關、清遠2市，珠三角包括廣州、深圳、佛山、珠海、東莞、中山、惠州、江門、肇慶等9市，粵西包括湛江、陽江、茂名、云浮等4市，粵東包括潮州、汕頭、揭陽、汕尾、梅州、河源等6市(見圖1)，其他地區(qū)包括省屬林場、農墾局、雷州局等；并根據(jù)功能利用類型分析不同區(qū)域的林業(yè)資源特點及其碳儲量的差異。

圖1 廣東省各市分布圖Fig.1 Distribution map of the cities in Guangdong Province

森林生物量和碳儲量的計算參照方精云等[9]的方法進行?？偲骄锪颗c總平均林分蓄積量之間的計算公式如下:

y=0. 5751x+ 38.706

式中：y——總平均生物量，(t/hm2)；

x——總平均林分蓄積量，(m3/hm2)。

x,y兩者之間呈良好的線性關系。根據(jù)總平均生物量和林地總面積計算各區(qū)域生物量，再乘以國際上常用的轉化因子0.5得出碳儲量[9, 14-15]。

用微軟公司的Microsoft Excel 2003對森林資源監(jiān)測數(shù)據(jù)和森林碳儲量數(shù)據(jù)進行處理并作圖。

2 結果與分析

2.1廣東省森林資源現(xiàn)狀及功能分類比例

廣東省陸地總面積17981270hm2，林業(yè)用地面積10990641hm2，占陸地總面積的61.1%，全省活立木總蓄積量418119708m3，單位面積立木蓄積量為38.0m3/hm2，森林覆蓋率為56.7%。

根據(jù)森林分類經營理論，將廣東省林業(yè)用地分為商品林用地和生態(tài)公益林用地。如圖2所示，廣東省林業(yè)用地中商品林面積為7332420.2hm2，占林業(yè)用地面積的66.7%，生態(tài)公益林用地面積3658220.9 hm2，占林業(yè)用地面積的33.3%。生態(tài)公益林中省級生態(tài)公益林面積為3449833.4km2，占生態(tài)公益林面積的94.3%。商品林中一般用材林5129343.9 hm2，占商品林面積的70.0%；速生豐產林(含短輪伐期林)面積為1162268.9hm2，占商品林面積的15.9%。

2.2廣東省森林資源功能分類區(qū)域特點

分析不同區(qū)域林業(yè)用地功能類別的比例，對于制定區(qū)域林業(yè)發(fā)展方向具有重要意義。如圖3(a)所示，粵北、珠三角、粵西、粵東和其他區(qū)域的生態(tài)公益林面積分別占相應區(qū)域林業(yè)用地面積的33.9%、35.2%、26.3%、35.3%和29.0%，其大小表現(xiàn)為粵東>珠三角>粵北>粵西>其他區(qū)域。各區(qū)域的生態(tài)公益林面積均占其林業(yè)用地面積的1/3左右；粵東區(qū)域的生態(tài)公益林面積比例最高，粵西區(qū)域的比例最低。

如圖3(b)所示，粵北、珠三角、粵西、粵東和其他區(qū)域的商品林分別占其相應區(qū)域林業(yè)用地面積的66.1%、64.8%、73.7%、64.7%和71.0%，其大小表現(xiàn)為粵西>其他區(qū)域>珠三角>粵北>粵東。各區(qū)域的商品林面積都占其總林業(yè)用地面積的1/2以上，粵西區(qū)域的商品林面積比例最高，粵東區(qū)域的比例最低。商品林分為一般商品林和速生豐產林。粵北、珠三角、粵西、粵東和其他區(qū)域的一般用材林分別占其商品林面積的81.3%、61.8%、59.8 %、78.0%和19.6%，其大小表現(xiàn)為粵北>粵東>珠三角>粵西>其他區(qū)域。除其他區(qū)域外，各區(qū)域的商品林中均以一般商品林為主，均占商品林面積的1/2以上，而其他區(qū)域的一般商品林面積不到商品林面積的1/5(見圖3(c))?；洷薄⒅槿?、粵西、粵東和其他區(qū)域的速生豐產林分別占商品林面積的8.8%、24.9%、18.5%、10.8%和37.2 %，其大小表現(xiàn)為其他區(qū)域>珠三角>粵西>粵東>粵北，除其他區(qū)域外，各區(qū)域的商品林中速生豐產林的比例均較低，其他區(qū)域的比例最高，粵北區(qū)域的比例最低(見圖3(d))。

圖3 不同區(qū)域各功能類別森林對比Fig.3 Comparison of diverse functional forest types

續(xù)圖3 不同區(qū)域各功能類別森林對比Continued Fig.3 Comparison of diverse functional forest types

2.3廣東省森林碳儲量現(xiàn)狀及區(qū)域特點

將森林資源監(jiān)測數(shù)據(jù)中的蓄積量轉換成生物量，并乘以0.5的轉化因子得出，廣東省林業(yè)用地的碳密度為32.2t/hm2，其中粵北、珠三角、粵西、粵東和其他區(qū)域的碳密度分別為36.1、31.6、32.7、29.4和32.9t/hm2，其大小表現(xiàn)為粵北>其他>粵西>珠三角>粵東(見圖4)。廣東省10990641hm2林業(yè)用地的碳儲量為302.3TgC(1TgC=1012g)，粵北區(qū)域碳儲量占廣東省碳儲量的22.2%，珠三角區(qū)域占19.4%，粵西區(qū)域占20.1%，粵東區(qū)域占18.1%，其他區(qū)域占20.2%(見圖5)。

圖4 廣東省森林碳密度分布Fig.4 Distribution of the carbon density in Guangdong forest

圖5 廣東省森林碳儲量分布Fig.5 Distribution of forest carbon stock in Guangdong

3 結論與討論

以森林為依托的林業(yè)產業(yè)，對經濟建設、生態(tài)保護和社會服務具有重要作用。不同功能類別的林業(yè)用地的分布比例影響著林業(yè)全面協(xié)調和可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)廣東省森林資源監(jiān)測數(shù)據(jù)，2009年廣東省林業(yè)用地中2/3為商品林，并主要以一般用材林為主，速生林(含短輪伐期)的比例不到1/5。生態(tài)公益林面積約占林業(yè)用地面積1/3。按照功能分類，各區(qū)域林業(yè)用地中均以商品林為主，占林業(yè)用地的61.1%～73.7%，而商品林中除其他區(qū)域外均以一般用材林為主，占商品林面積的59.8%～81.3%。

森林植被是陸地生物圈的主體，其生長過程中能夠固定大量碳，在影響全球碳循環(huán)方面扮演著重要角色[16]。估算森林碳儲量可以了解碳源與碳匯分布、儲量、動態(tài)及機制，尋找減少CO2排放與增匯的森林生態(tài)系統(tǒng)管理對策。碳儲量及其過程變化是判定森林為大氣CO2“源”或“匯”的主要依據(jù)[17]。2009年廣東省林業(yè)用地的碳儲量為302.3TgC(1Tg=1012g)，而周傳艷等[4]的研究得出1994年廣東省森林植被總碳庫為169.61TgC，到2003年增加到211.28TgC；張亮等[18]利用森林資源清查檔案的數(shù)據(jù)得出，2007年廣東省森林植被碳儲量為246.35TgC，說明從1994—2009年廣東省森林生態(tài)系統(tǒng)起著碳“匯”的作用。2009年廣東省林業(yè)用地的碳密度為32.2t/hm2，其大小呈現(xiàn)為粵北>其他>粵西>珠三角>粵東。珠三角和粵東碳儲量及碳密度較低，這可能與其經濟發(fā)展迅速，人口密度大，森林長期受人為活動的干擾而生長較差有關[19]。各區(qū)域碳密度均高于張亮等[17]的2007年的碳密度，這與廣東省日益增加的森林覆蓋率和碳儲量相一致，但遠低于我國1998 年的森林平均碳密度(44.91t/hm2)[6]，更低于Dixon等[20]所估算的世界平均水平(86.00t/hm2) 。這與廣東省森林中幼齡林多、森林發(fā)育水平較低有關。廣東省的森林植被是一個潛在的巨大碳庫，其碳匯功能將隨著森林的發(fā)育和成熟而不斷增強。

碳儲量受自然氣候、人類活動、立地條件、植被類型、林分年齡、群落和土壤結構等諸多因素的影響，加上現(xiàn)有的估算方法不統(tǒng)一和研究缺乏系統(tǒng)性，致使對其的估算存在不精確性。本文中用于估算森林碳儲量的方法是國內外常用的方法，已經在全球和區(qū)域尺度上得到廣泛使用。但森林清查資料忽略了林下層、苗木、小于某一胸徑的林木和草本、根系、枯枝落葉以及死立木的生物量[21]，有可能低估森林碳儲量。本文參照方精云等[9]的方法，采用的蓄積量與生物量轉換函數(shù)計算碳儲量，但不同樹種、不同區(qū)域、不同齡林均影響蓄積量與生物量轉換函數(shù)中參數(shù)的確定[22]。此外，不同立地條件、不同樹種、不同起源的同一樹種之間的含碳率不同，同一樹種不同發(fā)育階段和不同器官的含碳率也存在差異[17, 23]，在一定程度上影響了森林生態(tài)系統(tǒng)的植被碳儲量的估算精度。今后需提高樣地清查的精度，豐富和更新森林資源基礎資料，并細化和統(tǒng)一研究的方法，加強模型模擬和遙感技術的應用研究，以提高森林碳儲量估算精度。

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(文字編校：唐效蓉)

DistributionofforestresourcesandcarbonstocksinGuangdongProvince

SHAO Yiruo1, ZHONG Bin2, YANG Zhenyi1, FAN Jing1, LU Guangchao1, XUE Li1*

(1.College of Forestry, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China; 2.Ecological Forest Center of Guangdong Province, Guangzhou 510173, China)

Distribution of forest resources and their carbon stocks were studied using the forest resource monitoring data of 2009 in Guangdong Province.Results showed that two thirds of forests was commercial forests,mainly being composed of common timber forests,whereas fast-growing forests(including short rotation period) were less than one fifth and ecological forests accounted for one-third in Guangdong Province in 2009.Forest growing all regions was mainly consisted of commercial forests accounting for their 64.7% to 73.7%.The commercial forests were mainly consisted of common timber forests accounting for their 59.8% to 81.3% except for the other regions, whereas fast-growing forests were in a dominant position in the other regions.Carbon density was 32.2t/ hm2in Guangdong Province with the order of Northern Guangdong>the other regions >Western Guangdong>Pearl River Delta region>Eastern Guangdong and carbon stock of forestry land was 302.3TgC (1Tg=1012g).

Guangdong Province; forest; carbon density; carbon stock

2013-04-03

2013-05-05

廣東省林業(yè)局資助項目“財政支持公益林森林生態(tài)效益補償機制問題研究”(F10008)。

邵怡若(1989-)，女，安徽省毫州市人，碩士研究生，從事樹木生理研究。

* 為通訊作者

S 718.5

A

1003-5710(2013)03-0034-05

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 03. 009