湖南省森林碳儲(chǔ)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值測(cè)算研究

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 商學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是陸地上最重要的儲(chǔ)碳庫(kù)[1]。據(jù)測(cè)算，森林生態(tài)系統(tǒng)儲(chǔ)存了陸地生態(tài)系統(tǒng)76%～98%的有機(jī)碳[2]。森林碳匯入市交易是解決森林生態(tài)效益外部性和應(yīng)對(duì)全球氣候變暖的有效途徑之一，而前提是較為準(zhǔn)確地測(cè)量和估算森林碳儲(chǔ)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前，森林碳儲(chǔ)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值測(cè)算已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。這些研究分別從全球尺度、國(guó)家尺度和中小區(qū)域（省級(jí)、縣級(jí)等）尺度，對(duì)森林碳儲(chǔ)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值展開(kāi)測(cè)量與估算研究。就中國(guó)而言，幅員遼闊，南北緯度跨越范圍大，地形復(fù)雜，植被類型多樣，區(qū)域廣泛性與復(fù)雜性增加了提高測(cè)算精度的難度[2]。因此，對(duì)中國(guó)森林碳儲(chǔ)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的測(cè)算，較為優(yōu)化的方法選擇，是立足于中小區(qū)域尺度分別測(cè)算，再進(jìn)行加總評(píng)估。在實(shí)證研究中，學(xué)者們已經(jīng)分別利用區(qū)域林業(yè)清查資料對(duì)河南、北京、云南、陜西、江蘇、寧夏、重慶等?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）的森林碳儲(chǔ)量與經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行了估算，為中小區(qū)域尺度的森林碳匯經(jīng)營(yíng)管理與入市交易提供了數(shù)據(jù)支撐與決策參考[2-8]。就湖南省而言，目前已有學(xué)者對(duì)湖南省的森林碳儲(chǔ)量和經(jīng)濟(jì)價(jià)值測(cè)算展開(kāi)研究[9-12]，但是距今時(shí)間較為久遠(yuǎn)，對(duì)目前實(shí)踐的指導(dǎo)意義已經(jīng)不大。因此，本研究擬在前人研究基礎(chǔ)上，運(yùn)用新近的林業(yè)調(diào)查與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用學(xué)術(shù)界業(yè)已形成的權(quán)威方法，測(cè)算湖南省的森林碳儲(chǔ)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，以期為湖南省區(qū)域碳匯經(jīng)營(yíng)管理、市場(chǎng)構(gòu)建與交易等提供客體數(shù)據(jù)支撐。

1 研究區(qū)域概況

湖南是中國(guó)中南部的內(nèi)陸省，位于長(zhǎng)江中游的荊江河段南岸。經(jīng)度為 E108°47′～ 114°15′，緯度為 N24°39′～ 30°08′。土地總面積約為 2.118 29×107hm2，其中51.20%為山地，13.90%為盆地，13.10%為平原，15.40%為丘陵。湖南省的氣候類型為大陸性中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，光、熱、水資源豐富且高值同步，促使林木生長(zhǎng)迅速，天然更新能力強(qiáng)。由于特殊的地理概況和優(yōu)越的自然條件，湖南森林資源豐富。根據(jù)《湖南省森林資源統(tǒng)計(jì)年報(bào)》（2014），湖南全省林業(yè)用地面積已達(dá)1.299 89×107hm2，占土地總面積的61.40%；有林地面積1.090 30×107hm2；森林覆蓋率為59.57%，其中有林地覆蓋率為51.46%，國(guó)家特別規(guī)定灌木林覆蓋率為3.72%，其它灌木林覆蓋率為1.79%，林網(wǎng)四旁樹(shù)覆蓋率為2.60%；活立木總蓄積量為4.841 000×108m3。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 研究方法

2.1.1 森林碳儲(chǔ)量計(jì)算方法

本研究采用生物量清單法計(jì)算湖南省的森林碳儲(chǔ)量。該方法是將生態(tài)學(xué)調(diào)查資料與森林清查中的森林蓄積量結(jié)合起來(lái)，根據(jù)不同樹(shù)種的蓄積量、樹(shù)干密度、平均含碳率和樹(shù)干生物量占喬木層生物量的比率，來(lái)計(jì)算森林碳儲(chǔ)量。該方法由于考慮了不同樹(shù)種的樹(shù)干密度差異和平均含碳率差異，計(jì)量精度被顯著提高，目前已被學(xué)術(shù)界廣泛應(yīng)用，是常用的森林碳儲(chǔ)量計(jì)算方法。由于數(shù)據(jù)限制，本研究計(jì)算的森林碳儲(chǔ)量是指喬木層的碳儲(chǔ)量，并不包括林下層、灌木層、草本植物、凋落物和地下土壤層的碳儲(chǔ)量。生物量清單法計(jì)算碳儲(chǔ)量大致包括兩個(gè)步驟，第一步計(jì)算生物量，第二步計(jì)算碳儲(chǔ)量。生物量的計(jì)算公式如下：

式（1）中，Bi為第i種森林類型（樹(shù)種）的生物量，Vi為第i種森林類型（樹(shù)種）的蓄積量，Di是第i種森林類型（樹(shù)種）的平均樹(shù)干密度，r是樹(shù)干生物量占喬木層生物量的比率（取常數(shù)值51.83%）。

第二步計(jì)算碳儲(chǔ)量，公式如下：

式（2）中，Ri為第i種森林類型（樹(shù)種）的碳儲(chǔ)量，Ci為第i種森林類型（樹(shù)種）的平均含碳率，TC為碳元素分子量在二氧化碳分子量中的比例（取常數(shù)值3/11）。

2.1.2 森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值測(cè)算方法

森林碳儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)價(jià)值測(cè)算參數(shù)主要是指固碳單價(jià)，其計(jì)算方法較多。由于各國(guó)價(jià)值觀念、經(jīng)濟(jì)水平和研究假設(shè)的不同，其統(tǒng)計(jì)方法或模型得出的結(jié)果差別很大。目前較常用的計(jì)算固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的方法有兩種，一種是造林成本法，它是根據(jù)所造林分吸收大氣中的二氧化碳與造林的費(fèi)用之間的關(guān)系來(lái)推算森林固定二氧化碳的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；另一種是碳稅率法，環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家們使用瑞典的碳稅率。為了得到比較準(zhǔn)確的森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值，本研究同時(shí)采用中國(guó)造林成本法和碳稅率法進(jìn)行計(jì)算，將兩種方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行算術(shù)平均，以期得到比較合理的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值。中國(guó)造林成本法采用251.40、260.90、273.30、305.00（單位：元/噸） 4個(gè)單價(jià)價(jià)位分別計(jì)算；碳稅率法采用國(guó)際上通用的瑞典碳稅率，即150美元/噸（折合人民幣929.66元/噸）進(jìn)行計(jì)算。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究原始數(shù)據(jù)來(lái)源于研究時(shí)區(qū)內(nèi)（2011～2014）的《中國(guó)林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖南林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《湖南省森林資源統(tǒng)計(jì)年報(bào)》以及相關(guān)研究報(bào)告。

3 結(jié)果與分析

3.1 湖南省森林優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的碳儲(chǔ)量及其變化趨勢(shì)

從表2和圖1 數(shù)據(jù)可知，湖南省2014年森林優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的總碳儲(chǔ)量為7.015 849×108t，2011～2014四年平均總碳儲(chǔ)量為6.343 941×108t，總碳儲(chǔ)量呈現(xiàn)連續(xù)上升趨勢(shì)。在優(yōu)勢(shì)樹(shù)種中，馬尾松、闊葉樹(shù)和杉木的四年平均碳儲(chǔ)量較高，分別為1.989 098×108t、1.984 715×108t 和 1.918 598×108t，各占優(yōu)勢(shì)樹(shù)種碳儲(chǔ)量的31.35%、31.29%和30.24%，分列前三位；三杉和桉樹(shù)的四年平均碳儲(chǔ)量較低，僅為7.695×105 t和2.292 3×106 t，占比均不到1%。從圖1 可知，湖南省優(yōu)勢(shì)樹(shù)種儲(chǔ)碳能力分化非常嚴(yán)重，馬尾松與三杉的4年平均儲(chǔ)碳量差值已達(dá)1.981 403×108 t之多，占比相差30.99%。從碳儲(chǔ)量增幅來(lái)看，桉樹(shù)增幅最大，2014年在2011年基礎(chǔ)上增幅達(dá)122.83%；馬尾松的增幅較小，僅為0.16%；三杉出現(xiàn)了負(fù)增長(zhǎng)（-20.00%）。

表 1 2011～2014年湖南省優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的活立木蓄積量、樹(shù)干密度和平均含碳率?Table 1 Live stumpage, trunk density and average carbon rate of advantage species in Hunan province from 2011 to 2014

表2 2011～2014年湖南省優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的碳儲(chǔ)量Table 2 Carbon reserves of dominant tree species in Hunan province from 2011 to 2014 (unit:×104 t)

圖1 2011～2014年湖南省優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的碳儲(chǔ)量變化趨勢(shì)Fig.1 Carbon reserves change trends of dominant tree species in Hunan province from 2011 to 2014(unit:×104 t)

3.2 湖南省用材林不同齡級(jí)森林的碳儲(chǔ)量及其變化趨勢(shì)

從表3和圖2數(shù)據(jù)可知，湖南省2014年用材林總碳儲(chǔ)量為3.386 682×108t，2011～2014四年平均總碳儲(chǔ)量為3.154 187×108t，總碳儲(chǔ)量呈現(xiàn)連續(xù)上升趨勢(shì)。其中，碳儲(chǔ)量較高的是近熟林、中齡林和成熟林，四年的碳儲(chǔ)量均值分別為1.098 500×108t、9.186 69×107t和 7.429 53×107t，占比分別為34.83%、29.13%和23.55%；幼齡林和過(guò)熟林的碳儲(chǔ)量較低，四年的碳儲(chǔ)量均值分別為1.348 91×107t和2.591 75×107t，占比僅分別為4.28%和8.22%。從碳儲(chǔ)量的變化趨勢(shì)來(lái)看，各齡級(jí)森林的碳儲(chǔ)量均基本呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。從碳儲(chǔ)量增幅來(lái)看，幼齡林增幅最大，2014年在2011年基礎(chǔ)上增幅達(dá)48.76%，說(shuō)明湖南省森林碳儲(chǔ)量的潛力巨大；增幅較小的是中齡林和近熟林，僅為5.20%和5.35%。

3.3 湖南省各市州森林碳儲(chǔ)量及其變化趨勢(shì)

從表4和圖3可知，湖南省森林碳儲(chǔ)量較高（占比在10%以上）的市州為懷化市、邵陽(yáng)市、永州市和郴州市，4年平均碳儲(chǔ)量分別為1.038 792×108t、8.974 99×107t、7.169 12×107t和 6.621 33 ×107t，占比分別為16.37%、14.15%、11.30%和10.44%。森林碳儲(chǔ)量較低（占比在5%以下）的市州為湘潭市、婁底市、衡陽(yáng)市、岳陽(yáng)市和株洲市，四年平均碳儲(chǔ)量分別為 1.259 95×107t、1.803 86×107t、2.013 80×108t、2.415 64×108t和 2.868 13×108t，占比分別為1.99%、2.84%、3.17%、3.81%和4.52%。從碳儲(chǔ)量的變化趨勢(shì)來(lái)看，各市州的森林碳儲(chǔ)量均呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。其中，增幅較大的市州為常德市、衡陽(yáng)市和湘西自治州，2014年較2011年增幅分別達(dá)40.54%、31.30%和30.58%；增幅較小的市州為邵陽(yáng)市（9.33%）。

表 3 2011～2014年湖南省用材林不同齡級(jí)森林的碳儲(chǔ)量（單位：104 t）Table 3 Carbon reserves of each age class timber forests in Hunan province from 2011 to 2014 (unit:104 t)

圖2 2011～2014年湖南省用材林不同齡級(jí)森林的碳儲(chǔ)量變化趨勢(shì)Fig.2 Carbon reserves change trends of each age class timber forests in Hunan province from 2011 to 2014(unit:104 t)

表 4 2011～2014年湖南省各市州森林碳儲(chǔ)量Table 4 Forest carbon reserves of each state and city in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 104 t)

3.4 湖南省森林優(yōu)勢(shì)樹(shù)種碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值及其變化趨勢(shì)

從表5 和圖4數(shù)據(jù)可知，到2014年湖南省優(yōu)勢(shì)樹(shù)種固碳平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值已達(dá)2 834.77億元；固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的前3種優(yōu)勢(shì)樹(shù)種為闊葉樹(shù)、杉木和馬尾松，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值分別為1 041.98億元、795.71億元和795.46億元；三杉的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低，僅有2.75億元。從圖4可知，各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的兩極分化非常嚴(yán)重，杉木、馬尾松和闊葉樹(shù)的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值遠(yuǎn)高于柏樹(shù)、國(guó)外松、楊樹(shù)、桉樹(shù)和三杉的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值。從變化趨勢(shì)來(lái)看，各優(yōu)勢(shì)樹(shù)種固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值均基本呈現(xiàn)波動(dòng)向上變化趨勢(shì)，闊葉樹(shù)2014年的上升幅度尤其明顯，突破了千億元大關(guān)，達(dá)到1 041.98億元。

圖3 2011～2014年湖南省各市州森林碳儲(chǔ)量變化趨勢(shì)Fig.3 Forest carbon reserves change trends of each state and city in Hunan province 2011～2014 (unit: 104 t)

表 4 2011～2014年湖南省優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值?Table 4 Average economic values of carbon reserves of advantage tree species in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 108 yuan)

3.5 湖南省用材林不同齡級(jí)森林碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值及其變化趨勢(shì)

從表6 和圖5數(shù)據(jù)可知，到2014年湖南省用材林各齡級(jí)森林碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值已達(dá)1 368.40億元。其中，近熟林的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高，為453.39億元；幼齡林的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值最低，為66.13億元。從變化趨勢(shì)來(lái)看，各不同齡級(jí)森林碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值均基本呈波動(dòng)向上變化趨勢(shì)。

3.6 湖南省各市州森林碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值及其變化趨勢(shì)

圖4 2011～2014年湖南省優(yōu)勢(shì)樹(shù)種碳匯儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值變化趨勢(shì)Fig. 4 Change trends of average economic values of carbonreserves of advantage tree species in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 108 yuan)

表 5 2011～2014年湖南省用材林不同齡級(jí)森林的碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值Table 5 Average economic values of carbon reserves of each age class timber forests in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 108 yuan)

圖5 2011～2014年湖南省用材林不同齡級(jí)森林的碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值變化趨勢(shì)Fig.5 Change trends of average economic values of carbon reserves of each age class timber forests in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 108 yuan)

從表7和圖6數(shù)據(jù)可知，到2014年湖南省各市州森林碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值已達(dá)2 834.77億元。其中，懷化市的平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值最高，已達(dá)446.65億元；湘潭市的平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值最低，僅為54.93億元；各市州森林碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值差異明顯。從變化趨勢(shì)來(lái)看，各市州森林碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值均呈波動(dòng)向上變化趨勢(shì)。

表 6 2011～2014年湖南省各市州森林碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值Table 6 Average economic values of forest carbon reserves of each state and city in Hunan province from 2011 to 2014 (unit: 108 yuan)

圖6 2011～2014年湖南省各市州森林碳儲(chǔ)量平均經(jīng)濟(jì)價(jià)值變化趨勢(shì)Fig. 6 Change trends of average economic values of forest carbon reserves of each state and city in Hunan province from 2011 to 2014(unit: 108 yuan)

4 研究結(jié)論與政策建議

4.1 研究結(jié)論

通過(guò)測(cè)算分析，湖南省的森林碳儲(chǔ)量巨大，到2014年全省森林優(yōu)勢(shì)樹(shù)種總碳儲(chǔ)量已達(dá)到7.015 849×108t，但分布不均衡。不同優(yōu)勢(shì)樹(shù)種、不同齡級(jí)、不同市州的森林碳儲(chǔ)量差異明顯，由此導(dǎo)致森林碳儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)價(jià)值在不同優(yōu)勢(shì)樹(shù)種、不同齡級(jí)和不同市州之間也存在明顯差異。在不同優(yōu)勢(shì)樹(shù)種中，馬尾松的碳儲(chǔ)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大；在不同齡級(jí)的森林類型中，近熟林的碳儲(chǔ)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大；在各市州中，懷化市的森林碳儲(chǔ)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大。

4.2 政策建議

針對(duì)以上研究結(jié)論，提出如下增加湖南森林碳儲(chǔ)量及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的政策建議：（1）努力增加森林固碳總量。保護(hù)和發(fā)展森林資源，建立穩(wěn)定的森林生態(tài)系統(tǒng)，增強(qiáng)森林固碳功能，充分發(fā)揮森林的間接減排作用，積極有效應(yīng)對(duì)全球氣候變化。加強(qiáng)林業(yè)減排增匯的技術(shù)潛力開(kāi)發(fā)與成本效益分析，以及森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候的適應(yīng)性研究。積極推進(jìn)碳匯林建設(shè)，在生態(tài)區(qū)位重要和生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)，選擇符合碳匯造林條件的地塊實(shí)施碳匯造林，增加森林面積，增強(qiáng)森林固碳增匯功能。（2）促進(jìn)森林碳匯均衡發(fā)展。尤其是不同市州森林碳匯的均衡發(fā)展。各市州要建立森林碳匯工作聯(lián)動(dòng)機(jī)制，相互學(xué)習(xí)先進(jìn)的碳匯造林技術(shù)和經(jīng)營(yíng)管理經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)全省森林碳匯均衡發(fā)展。

[1] 楊 帆,曾維忠. 我國(guó)森林碳匯市場(chǎng)綜述與展望[J]. 資源開(kāi)發(fā)與市場(chǎng),2014,30(5):603-606.

[2] 光增云. 河南森林植被的碳儲(chǔ)量研究[J]. 地域研究與開(kāi)發(fā),2007,26(01):76-79.

[3] 張 萍. 北京森林碳儲(chǔ)量研究[D]. 北京林業(yè)大學(xué),2009.

[4] 李 亮,王映雪. 云南省森林碳匯能力及經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析[J]. 中國(guó)集體經(jīng)濟(jì),2011,27(24):24-25.

[5] 曹 揚(yáng),陳云明,渠 美. 陜西省森林碳儲(chǔ)量、生產(chǎn)力及固碳釋氧經(jīng)濟(jì)價(jià)值的動(dòng)態(tài)變化[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2013,33(5):113-120.

[6] 楊加猛,杜麗永,蔡志堅(jiān),等. 江蘇省森林碳儲(chǔ)量的區(qū)域分布研究[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2014,34(7):84-89.

[7] 高 陽(yáng),金晶煒,程積民,等. 寧夏回族自治區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)固碳現(xiàn)狀[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2014,25(3):639-646.

[8] 肖 強(qiáng),肖 洋,歐陽(yáng)志云,等. 重慶市森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào),2014,34(1):216-223.

[9] 胡長(zhǎng)青,桂小杰,徐永新. 湖南省森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值初探[J]. 湖南林業(yè)科技,2005,32(3):1-6.

[10] 黃 方. 湖南主要森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能經(jīng)濟(jì)價(jià)值及其生態(tài)對(duì)策研究[D]. 中南林業(yè)科技大學(xué),2007.

[11] 尹少華,周文明.湖南省森林碳匯估算與評(píng)價(jià)[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2013,33(7):136-144.

[12] 李 斌,方 晰,田大倫,等. 湖南省現(xiàn)有森林植被主要樹(shù)種的碳含量[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(1):71-78.