縣域森林植被碳儲(chǔ)量、碳匯估算及經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析—以福建省邵武市為例

黃賢松

(福建省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，福建 福州 350003)

氣候變化作為全球面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和重大危機(jī)之一，事關(guān)全人類的生存和經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，已成為共同關(guān)注的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。森林作為陸生生態(tài)系統(tǒng)的主體，在維護(hù)生態(tài)安全、生態(tài)平衡以及應(yīng)對(duì)生態(tài)危機(jī)上起著重要的作用。林業(yè)是增匯抵排和適應(yīng)氣候變化的有效途徑和重要手段。隨著2015年《巴黎協(xié)定》正式通過，林業(yè)作為應(yīng)對(duì)氣候變化的特殊地位得到了國(guó)際社會(huì)的充分肯定。為了適應(yīng)林業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化的新形勢(shì)，掌握林業(yè)碳匯情況，國(guó)家林業(yè)局造林司分別在遼寧、山西、四川開展了林業(yè)碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè)體系建設(shè)的試點(diǎn)，并發(fā)布了《全國(guó)林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)指南(試行)》(以下簡(jiǎn)稱《技術(shù)指南》)。森林植被碳儲(chǔ)量是指碳元素在森林植被中的儲(chǔ)備量，即森林植被中碳元素量的多少。森林植被碳匯是指森林植被通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定在植被或土壤中，從而減少大氣中二氧化碳的濃度。在應(yīng)對(duì)氣候變化方面，提高森林碳匯能力和減少二氧化碳排放是同等重要的兩個(gè)措施，而森林在碳匯中發(fā)揮著無可替代的作用。目前，基于多個(gè)年度森林資源年度變更建檔數(shù)據(jù)的縣域森林植被碳儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)變化及其碳匯發(fā)展?jié)摿€鮮見報(bào)道。本研究旨在利用森林資源建檔數(shù)據(jù)上進(jìn)行縣域尺度碳儲(chǔ)量研究探討，進(jìn)而分析其碳匯潛力及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可為縣級(jí)政府掌握區(qū)域森林植被碳匯發(fā)展?jié)摿?，全面開展森林碳匯工作，制定相關(guān)的林業(yè)方針政策提供有效的數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)[1]。

1 研究區(qū)概況

邵武市地處福建省西北部，武夷山南麓，閩江支流富屯溪中上游，位于北緯26°55′～27°35′，東經(jīng)117°2′～117°52′。東北鄰南平市建陽區(qū)，東南連順昌縣，南接三明市將樂、泰寧、建寧縣，西與江西省黎川縣毗鄰，西北與光澤縣交界。根據(jù)2016年邵武市森林資源建檔數(shù)據(jù)，全市現(xiàn)有林地面積232 225.574 8 hm2，森林覆蓋率76.5%。其中：有林地222 562.518 0 hm2(林分177 486.005 2 hm2，竹林地40 637.444 7 hm2，經(jīng)濟(jì)林地4 439.068 1 hm2)，未成造5 979.308 4 hm2，疏林地27.417 9 hm2，灌木林地2 118.060 0 hm2，無立木林地1 538.270 5 hm2。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)采用邵武市2012～2016年森林資源年度變更建檔數(shù)據(jù)，采用ArcGIS 10.0和EXCEL2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.2 計(jì)算方法[2-6]

2.2.1 碳儲(chǔ)量

碳儲(chǔ)量采用《技術(shù)指南》發(fā)布的模型、優(yōu)勢(shì)樹種(組)生物量擴(kuò)展因子參數(shù)及其碳儲(chǔ)量轉(zhuǎn)換系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。森林碳儲(chǔ)量分為地上部分(C地上)、地下部分(C地下)、枯落物(C枯)、土壤有機(jī)質(zhì)(C土壤)4個(gè)碳庫進(jìn)行測(cè)定與估算，其中：地上部分按喬木層(C喬)、灌木層(C灌)和草本層(C草)3個(gè)部分進(jìn)行計(jì)量。基于碳儲(chǔ)量計(jì)量的保守性原則，本次研究的森林碳儲(chǔ)量未包含無立木林地、非規(guī)劃造林地以及林地中的枯死木等碳庫。

2.2.2 碳匯

(1)

(1)式中，△Ct1,t2為時(shí)間區(qū)間t1～t2內(nèi)的項(xiàng)目碳匯，單位tCO2e；Ct1為第t1年的項(xiàng)目區(qū)碳儲(chǔ)量，單位t；Ct2為第t2年的項(xiàng)目區(qū)碳儲(chǔ)量，單位t。

2.2.3 碳匯貢獻(xiàn)率

(2)

(2)式中，CCR為項(xiàng)目某類型所含碳匯占項(xiàng)目碳匯總量的百分比； △Ct1,t2′為項(xiàng)目某類型所含碳匯，單位tCO2e；△Ct1,t2為項(xiàng)目的碳匯總量，單位tCO2e。

3 結(jié)果與分析

3.1 碳儲(chǔ)量及碳匯總量狀況**林地類型劃分標(biāo)準(zhǔn)按照《福建省森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查技術(shù)規(guī)定》(福建省林業(yè)廳，2006年)；森林類型劃分標(biāo)準(zhǔn)按照《全國(guó)林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)指南(試行)》。

3.1.1 邵武市碳儲(chǔ)量和碳匯總量

根據(jù)測(cè)算，2012～2016年邵武市年平均碳儲(chǔ)量為3 254.739 3 萬t，年平均碳匯258.644 2 萬tCO2e(表1)。5年來邵武市碳儲(chǔ)量總量逐年增加，但是碳匯總體呈逐年遞減趨勢(shì)，2012～2013年，邵武市的碳匯出現(xiàn)了一個(gè)峰值，為807.998 8 萬tCO2e，其原因是2011～2012年，邵武市實(shí)施了大造林工程，未成造面積大幅增加。邵武市林地平均碳密度140.15 t/hm2，林分平均碳密度150.77 t/hm2，均高于全國(guó)35～39 t/hm2和世界86 t/hm2的平均水平，說明邵武市發(fā)展碳匯的基礎(chǔ)較好，未來發(fā)展空間較大。

表1 邵武市2012～2016年碳儲(chǔ)量及碳匯總量

3.1.2 不同林地類型碳儲(chǔ)量和碳匯

森林碳儲(chǔ)量和碳匯主要集中在林分中，林分對(duì)碳匯的年平均貢獻(xiàn)率達(dá)到111.63%，其次為竹林(1.29%)、經(jīng)濟(jì)林(0.78%)(表2)。林分碳儲(chǔ)量及碳匯在森林植被中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。未成造的碳匯年平均貢獻(xiàn)率為-13.58%，且波動(dòng)較大，主要原因是未成造達(dá)到成林年限后轉(zhuǎn)為林分，導(dǎo)致總面積減少。2013年縣域內(nèi)林地中未成造面積17 098.608 8 hm2，而到2015年只有5 642.836 8 hm2，之后各年度逐漸穩(wěn)定。

表2 邵武市2012～2016年不同林地類型碳儲(chǔ)量及碳匯構(gòu)成

3.1.3 不同森林類型碳儲(chǔ)量和碳匯

不同森林類型中，碳儲(chǔ)量和碳匯貢獻(xiàn)率最大的為針葉林，年平均碳儲(chǔ)量1 347.080 6 萬t，平均碳匯94.366 8 萬tCO2e，年平均碳匯貢獻(xiàn)率36.49%；其次為闊葉林，年平均碳匯貢獻(xiàn)率35.26%；針葉混、闊葉混和針闊混等混交林對(duì)邵武市的碳匯貢獻(xiàn)率一般，這3種森林類型碳匯貢獻(xiàn)率總和僅為25.25%(表3)。碳匯在不同森林類型中分布不平衡，主要原因是邵武市森林資源樹種結(jié)構(gòu)較為單一。

表3 邵武市2012～2016年不同森林類型碳儲(chǔ)量及碳匯構(gòu)成

3.1.4 不同齡組碳儲(chǔ)量加碳匯

不同齡組中，中齡林和成熟林是邵武市森林碳儲(chǔ)量和碳匯的主體，二者的年平均碳匯貢獻(xiàn)率之和達(dá)112.05%(表4)。其中：平均碳儲(chǔ)量最大的為成熟林；平均碳匯、平均碳匯貢獻(xiàn)率最大的為中齡林。幼齡林平均碳匯-139.18萬 tCO2e，平均碳匯貢獻(xiàn)率-48.2%，出現(xiàn)負(fù)值的主要原因可能是幼齡林面積減少和森林質(zhì)量下降。

表4 邵武市2012～2016年林分不同齡組碳儲(chǔ)量及碳匯構(gòu)成

3.2 經(jīng)濟(jì)價(jià)值

森林碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值的估算參數(shù)主要是碳匯價(jià)格。以往經(jīng)常采用造林成本法、瑞典碳稅法以及標(biāo)準(zhǔn)林業(yè)CDM價(jià)格法進(jìn)行推算[7]。2013年6月，我國(guó)首家碳交易市場(chǎng)在深圳開市。隨后，北京、天津、上海、廣州、湖北、重慶等地的碳市場(chǎng)陸續(xù)開市，福建碳市場(chǎng)也已于2016年12月開市，并成功交易26.1 萬tCO2e林業(yè)碳匯，交易價(jià)格18～22 元/tCO2e。本研究中碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值采用碳交易市場(chǎng)可交易的碳匯價(jià)格進(jìn)行估算。福建碳市場(chǎng)確立的碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值為我們估算省內(nèi)森林碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值提供了最直接的依據(jù)，采用福建碳市場(chǎng)碳匯交易最低價(jià)格18 元/ tCO2e作為測(cè)算標(biāo)準(zhǔn)，折算成碳儲(chǔ)量平均價(jià)格為66 元/t。

根據(jù)估算，邵武市森林碳儲(chǔ)量年平均價(jià)值21.48億元，占GDP的12.02%；碳匯年平均價(jià)值0.47億元，占GDP的0.27%(表5)。碳儲(chǔ)量?jī)r(jià)值最大值出現(xiàn)在2015年，達(dá)到21.86億元，碳匯價(jià)值最大值出現(xiàn)在2012-2013年，達(dá)到1.45億元。

表5 邵武市2012～2016年碳儲(chǔ)量及碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值分析

4 結(jié)論與討論

邵武市碳儲(chǔ)量及碳匯總體質(zhì)量較好，年平均碳儲(chǔ)量為3 254.739 3 萬t，年平均碳匯258.644 2 萬tCO2e；林地平均碳密度140.15 t/hm2，林分平均碳密度150.77 t/hm2，均高于全國(guó)和世界的平均水平，說明邵武市發(fā)展碳匯的基礎(chǔ)較好，未來發(fā)展空間較大。碳儲(chǔ)量和碳匯在不同森林類型中分布不平衡。碳儲(chǔ)量和碳匯主要集中在針葉林和闊葉林中，這主要是由于森林資源樹種結(jié)構(gòu)單一，未來要通過植樹造林、林分改造和森林撫育等措施，調(diào)整林分結(jié)構(gòu)，改善林分質(zhì)量。在不同齡組中，碳儲(chǔ)量和碳匯分布也不均衡。中齡林和成熟林是邵武市森林碳儲(chǔ)量和碳匯的主體，而幼齡林的平均碳匯和碳匯貢獻(xiàn)率出現(xiàn)負(fù)值。理論上林木在中幼林階段生長(zhǎng)旺盛，應(yīng)該是碳匯的主體，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因跟幼齡林面積減少有一定關(guān)系，但更主要的可能是在造林成林后忽視了對(duì)森林的進(jìn)一步經(jīng)營(yíng)管理。通過采取有力措施，比如植樹造林、恢復(fù)被毀森林生態(tài)系統(tǒng)、加強(qiáng)森林經(jīng)營(yíng)等，都可以有效增強(qiáng)森林對(duì)碳的吸存能力。

本研究尚存在較多不足之處[8-9]：其一，基于碳儲(chǔ)量估算的保守性原則，本次研究未對(duì)無立木林地、非規(guī)劃造林地和枯倒木等進(jìn)行估算；其二，在碳匯計(jì)算過程中未考慮造林、森林經(jīng)營(yíng)、森林火災(zāi)等潛在的碳泄露情況；其三，采用的模型參數(shù)、碳轉(zhuǎn)換率等指標(biāo)只參考了《技術(shù)指南》中國(guó)家發(fā)布的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)縣域進(jìn)行碳匯測(cè)算具有一定局限性；其四，采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為森林資源年度變更建檔數(shù)據(jù)，未對(duì)其進(jìn)行抽樣驗(yàn)證，可能存在部分?jǐn)?shù)據(jù)更新滯后，對(duì)測(cè)算結(jié)果有一定影響。因此，未來還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這些問題的深入研究。

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