2004—2013年山東省森林碳儲量及其碳匯經(jīng)濟價值

張春華,居為民,王登杰,王希群,王 昕

1 魯東大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,煙臺 264025 2 江蘇省地理信息技術(shù)重點實驗室,南京大學(xué)國際地球系統(tǒng)科學(xué)研究所,南京 210023 3 國家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計院,北京 100010

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫,具有較高的碳密度和較快的碳積累速度,在減緩大氣CO2濃度升高和全球氣候變暖方面起著關(guān)鍵的作用[1- 3]。雖然全球森林面積僅占陸地面積的30%,但其碳儲量卻占陸地植被碳儲量的80%—90%[4- 5]。森林碳儲量是反映森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能以及森林質(zhì)量的重要指標(biāo),是評估森林固碳能力和碳收支的重要參數(shù)[6]。準(zhǔn)確及時地估算區(qū)域森林碳儲量及其碳匯經(jīng)濟價值是國際生態(tài)學(xué)和全球變化研究的熱點和重要內(nèi)容,是區(qū)域制定應(yīng)對氣候變化和森林增匯對策的科學(xué)支撐和重要依據(jù)。

區(qū)域森林碳儲量的估算方法有森林清查、通量觀測、遙感監(jiān)測、模型模擬和大氣反演等方法[7]。由于森林清查數(shù)據(jù)的詳細(xì)性和權(quán)威性,近年來在國家(或地區(qū))尺度上利用清查方法估算森林碳儲量的研究日益增多[1,3-4,8-10]。在諸多基于森林清查資料估算區(qū)域尺度森林碳儲量的方法中,生物量轉(zhuǎn)換因子連續(xù)函數(shù)法被認(rèn)為是一種簡單可行、可靠的方法[11]。自20世紀(jì)70年代開始,中國每隔5年進(jìn)行一次全國森林資源清查,國內(nèi)外學(xué)者利用這些清查資料開展了全國不同地區(qū)和省級尺度的森林碳儲量動態(tài)變化研究[8, 11-15],為更大尺度的森林碳儲量研究提供了很好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和驗證數(shù)據(jù)。

山東作為經(jīng)濟大省,由于長期人類活動的影響,該區(qū)域森林資源破壞嚴(yán)重。自建國后半個多世紀(jì)的植樹造林和植被恢復(fù),據(jù)2009—2013年最新森林資源清查調(diào)查統(tǒng)計,全省有林地面積為33.13×105hm2,森林覆蓋率為16.73%[16]。山東現(xiàn)有森林具有年齡小、平均碳密度低、以人工林為主的特點,具有較大的碳匯潛力。目前關(guān)于山東森林碳儲量的研究成果多是從國家或地區(qū)尺度獲得的[4, 8],專門針對山東省森林碳儲量的研究仍然相對薄弱[17-19],尤其最近10年森林碳儲量的動態(tài)變化狀況尚不清楚。

基于生物量與蓄積量之間關(guān)系進(jìn)行森林碳儲量的估算需要足夠多的生物量樣地觀測數(shù)據(jù)[20]。以往多數(shù)研究建立蓄積量到生物量的轉(zhuǎn)換方程時,受生物量數(shù)據(jù)樣本不足的限制,致使估算結(jié)果存在較大的不確定性[8, 12]。Zhang等[8]利用3543個實測生物量樣地數(shù)據(jù)對全國30種主要森林類型的生物量蓄積量轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),極大地提高了森林碳儲量的估算精度。本研究利用國家林業(yè)局匯編的山東省第7次(2004—2008年)[21]和第8次(2009—2013年)[16]森林資源清查資料,結(jié)合生物量實測數(shù)據(jù)改進(jìn)的生物量蓄積量轉(zhuǎn)換參數(shù)[8],采用生物量轉(zhuǎn)換因子連續(xù)函數(shù)法,評估最近10年山東森林碳儲量的動態(tài)變化及其碳匯經(jīng)濟價值。研究成果有望為區(qū)域森林資源的經(jīng)營管理和碳循環(huán)研究提供重要科學(xué)依據(jù)。

1 研究數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

山東省位于我國東部沿海的中北段,地理坐標(biāo)為34°25′—38°23′N,114°36′—122°43′E,屬暖溫帶濕潤半濕潤季風(fēng)氣候類型,年均降水量550—950mm,年平均溫度11—14℃。山東省陸地總面積是1.58×105km2,山地丘陵面積占總面積的33%,總體地貌表現(xiàn)為中部高四周低,平原面積廣闊,山地丘陵切割較為強烈,半島海岸線曲折,多優(yōu)良港灣。土壤多屬潮土、棕壤、褐土。森林植被類型以溫帶落葉闊葉林、溫帶針葉林和溫帶針葉闊葉混交林為主,其中絕大部分為人工林,天然林比例較低。全省森林資源相對較少,主要分布于魯東和魯中南低山丘陵區(qū)(圖1)。

圖1 2010年山東省森林類型分布(來源于中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所[22])Fig.1 Forest type distribution of Shandong Province in 2010 (sourced from Institute of Remote Sensing Applications Chinese Academy of Sciences[22])

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究所用的數(shù)據(jù)來源于國家林業(yè)局匯編的山東省第7次(2004—2008年)和第8次(2009—2013年)森林資源清查資料。全國森林資源連續(xù)清查主要由國家林業(yè)局負(fù)責(zé)安排,以省為單位,每5年復(fù)查一次。國家林業(yè)局統(tǒng)一安排每年開展全國森林資源連續(xù)清查的省份,當(dāng)年開展復(fù)查,并于年底向國家林業(yè)局上報復(fù)查成果。山東省分別于2007年和2012年開展復(fù)查,每次清查均勻布設(shè)固定樣地和臨時樣地,樣地間距為4km×4km。森林資源清查數(shù)據(jù)包括各森林類型的齡級、面積和蓄積以及在各省的分布狀況等。每種森林類型根據(jù)其生長發(fā)育階段分為5個齡組,即幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林和過熟林。森林資源清查將森林劃分為林分、經(jīng)濟林、竹林、疏林、灌木林、散生木和四旁樹,其中林分包括人工林和天然林,是森林的主體。本文主要對山東森林林分碳儲量進(jìn)行研究。

1.3 研究方法

1.3.1 森林碳儲量估算

研究證明,我國森林生物量(B)與蓄積量(V)存在線性關(guān)系[11]。因此,可選用Fang等[11]的生物量轉(zhuǎn)換因子連續(xù)函數(shù)法估算山東省森林林分的生物量。

B=aV+b

(1)

式中,B為林分生物量(Mg/hm2)；V為林分蓄積量(m3/hm2)；a和b為生物量與蓄積量轉(zhuǎn)換參數(shù)。林分生物量僅指林木的活生物量,包括地上生物量(干、枝、葉和皮)和地下生物量(根),并未包括森林生態(tài)系統(tǒng)中的灌木層、草本層、枯枝落葉層、森林土壤層以及枯死木等的生物量。方程(1)中,林分生物量對參數(shù)a和b非常敏感。以往研究多采用Fang等[11]基于758個生物量樣地擬合的中國21種森林類型林分生物量與蓄積量間的轉(zhuǎn)換參數(shù)。然而,對某些森林類型,Fang等的線性關(guān)系存在樣地數(shù)不足和林齡偏小的缺陷,導(dǎo)致估算結(jié)果產(chǎn)生很大的不確定性[12]。本研究采用Zhang等[8]基于3543個實測生物量樣地數(shù)據(jù)改進(jìn)的全國30種主要森林類型的生物量與蓄積量轉(zhuǎn)換參數(shù)(表1)。

盡管不同森林類型的群落組成、年齡結(jié)構(gòu)、林分起源等存在差異,但其生物量碳轉(zhuǎn)換系數(shù)變化不大,本研究采用國際上普遍使用的生物量與碳的換算系數(shù)0.5估算森林碳儲量[23]。森林碳密度是指單位面積的碳儲量。由于每次森林資源清查的時間跨度為5年,因此,兩個時期的森林生物量碳匯估算為森林碳儲量的變化與這兩個時期中間年的差值的比值。

表1山東省主要森林類型的林分生物量和蓄積量的關(guān)系[8]

Table1RelationshipsbetweenstandbiomassandvolumeofmajorforesttypesdevelopedonthebasisofcollectedfieldmeasurementdatainShandongProvince[8]

森林類型Foresttype方程(1)參數(shù)Parametersinequation(1)abR2落葉松Larix0．607917．0620．8948赤松Pinusdensiflora0．516218．2930．8357油松Pinustabulaeformis0．77098．86310．9254火炬松Pinustaeda0．81367．03710．9849柏木PlatycladusandCupressus0．490430．4270．9608櫟類Quercus0．784816．7150．9542硬闊類、軟闊類Hardwoods，softwoodsa0．891828．4410．8103楊樹Populus0．625111．4620．8537泡桐Davidia0．89560．00480．9900針葉混交林Mixedconiferousb0．744226．8060．7026闊葉混交林Mixedbroadleafforest0．739343．210．7314針闊混交林Mixedconiferousandbroadleafforest0．438552．9050．7179雜木Acer，Tilia，Ulmusc0．75648．31030．9800

a硬闊類包括榆樹和其他硬闊類,軟闊類包括柳樹、刺槐和其他軟闊類Hardwoods includeUlmuspumilaand other hardwood forests. Softwoods include willow,Robiniapseudoacaciaand other softwood forests；b針葉混交林包括黑松和其他松類Mixed coniferous forests includePinustbunbergii,Pinuselliotii,Pinusqviffithii, and exotic pine forests；c雜木包括核桃和板栗Acer, Tilia, Ulmus forests include walnut and chestnut forests

1.3.2 森林碳匯經(jīng)濟價值計算

森林碳匯經(jīng)濟價值主要是指森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧功能的價值。目前尚缺乏公認(rèn)的計算森林碳匯經(jīng)濟價值的方法,其碳匯價格確定沒有歷史資料和國外經(jīng)驗可以借鑒。本研究以國家標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》(LY/T1721- 2008)[24]中公布的參數(shù)為依據(jù),采用碳稅法評估山東省森林碳匯經(jīng)濟價值,計算公式如下：

(2)

式中,U表示森林碳匯經(jīng)濟價值；UC表示森林固碳價值；UO表示森林釋氧價值；Si為第i個森林類型(i= 1, 2, …, 13)的林分面積；Gc為固碳價格,采用瑞典的碳稅率1200元/t；Rc為CO2的碳含量(27.27%)；Bi為第i個森林類型(i= 1, 2, …, 14)的林分凈初級生產(chǎn)力,根據(jù)以往研究成果獲得(表2)；F為單位面積森林土壤固碳量,利用其與單位面積森林立木固碳量的比例0.02∶0.49進(jìn)行計算[40]；Go為氧氣價格(1000元/t)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林分起源森林碳儲量的變化

表3是2004—2013年山東省人工林和天然林的碳儲量變化。近年來山東省實施了沿海防護(hù)林工程、水系林業(yè)生態(tài)建設(shè)工程和荒山造林綠化工程,該省森林的面積、碳儲量和碳密度分別從2004—2008年的156.12×104hm2、34.75Tg C和22.26Mg C/hm2增加到2009—2013年的161.44×104hm2、43.98Tg C和27.24Mg C/hm2。人工林的面積從146.04×104hm2增加到151.36×104hm2,凈增加5.32×104hm2,占林分面積凈增量的100%。同時,人工林的碳儲量由2004—2008年的33.22Tg C增加到2009—2013年的42.21Tg C,凈增加8.99Tg C,其占林分總碳儲量的比例從95.6%增加到96.0%。在整個研究期間,天然林的面積變化不明顯,碳儲量由2004—2008年的1.53Tg C增加到2009—2013年的1.77Tg C。

表2 山東省主要森林類型的林分凈初級生產(chǎn)力

*落葉松、油松、硬闊軟闊類、楊樹和針闊混交林的凈初級生產(chǎn)力采用算術(shù)平均值

2004—2013年間山東省森林林分生物量表現(xiàn)為碳匯,共吸收9.23Tg C,年均碳匯為1.85Tg C/a,其中人工林和天然林對這個碳匯的貢獻(xiàn)分別占97.3%(1.80Tg C/a)和2.7%(0.05Tg C/a)。由表3還可見,人工林的碳密度顯著增加,由2004—2008年的22.75Mg C/ha增加到2009—2013年的27.89Mg C/hm2,相當(dāng)于同期天然林碳密度的149.9%—158.8%。這說明山東省森林碳儲量和碳匯的增加,主要歸因于人工林面積和碳密度的增加。

表3 2004—2013年山東省人工林和天然林碳儲量和碳匯

2.2 不同森林類型碳儲量的變化

山東省森林以人工林為主,不同森林類型的碳儲量存在較大差異(表4)。在2004—2008年和2009—2013年兩次森林清查期,楊樹的碳儲量均最大,分別占森林總碳儲量的55.7%和69.5%；硬闊類、軟闊類次之,其碳儲量分別占森林總碳儲量的14.6%和11.1%；柏木、針葉混交林、赤松、闊葉混交林、針闊混交林和櫟類的碳儲量分別介于全省森林碳儲量的1%—10%；泡桐、落葉松、油松、火炬松和雜木的碳儲量均較小,分別占全省森林碳儲量的1%以下。除了硬闊類、軟闊類和赤松的碳儲量減少外,其他森林類型碳儲量均在增加：增加最多的是楊樹,凈增加6.41Tg C,年均碳匯為1.28Tg C/yr；其次是針闊混交林、針葉混交林、闊葉混交林、柏木、櫟類、雜木、落葉松和油松；火炬松和泡桐增加不明顯。各森林類型碳儲量的變化與其面積的變化密切相關(guān)：除硬闊類、軟闊類、赤松和泡桐的面積減少外,其他森林類型的面積均有所增加。

由表4還可知,2004—2013年間山東省大多數(shù)森林類型的碳密度均在增加(火炬松和闊葉混交林除外),增加相對比例最大的是楊樹,碳密度增加了30.0%。整個研究期間碳密度最大的森林類型是落葉松,2009—2013年碳密度高達(dá)44.70Mg C/hm2?；鹁嫠傻奶济芏茸畹蜑?.54Mg C/hm2。

表4 2004—2013年山東省不同森林類型的碳儲量和碳匯

“-”表示無數(shù)值

2.3 不同齡組森林碳儲量的變化

森林碳儲量與森林年齡結(jié)構(gòu)組成密切相關(guān)。圖2顯示2004—2013年山東省林分5個齡組的面積、碳儲量和碳密度的變化。從圖2可以看出,2004—2008年和2009—2013年幼齡林分別占林分總面積的70.0%和63.1%；森林碳儲量凈增加2.72Tg C,年均碳匯為0.54Tg C/a,對林分總碳匯的貢獻(xiàn)為29.5%。中齡林、近熟林、成熟林和過熟林的面積分別占18.3%—19.7%、5.9%—7.6%、4.6%—7.5%和1.1%—2.1%；碳儲量分別凈增加2.43Tg C、1.52Tg C、1.74Tg C和0.81Tg C,占林分總碳匯的26.3%、16.5%、18.9%和8.8%。

森林面積的增加是碳儲量增加的重要原因之一。面積增量由多到少依次為成熟林、中齡林、近熟林和過熟林,分別增加4.94×104、3.26×104、2.98×104、1.60×104hm2,分別占林分面積總增量的92.9%、61.3%、56.0%和30.1%。另外,森林生長是各個齡組碳儲量增加的一個重要原因。幼齡林面積減少7.46×104hm2,其碳儲量的增加主要取決于碳密度的顯著增加,從2004—2008年的19.10Mg C/hm2增加到2009—2013年的23.17Mg C/hm2。中齡林和近熟林的碳密度增加較為明顯,分別增加4.88Mg C/hm2和5.85Mg C/hm2；成熟林和過熟林則有所下降。過熟林的碳密度分別是中齡林和幼齡林的1.7倍和2.4倍,表明如果中齡林和幼齡林繼續(xù)生長,將會具有很大的碳匯潛力。

圖2 2004—2013年山東省森林各齡組的面積、碳儲量和碳密度變化Fig.2 Area, biomass carbon stock, and carbon density of forest stands among different age groups during 2004—2013 in Shandong Province

2.4 山東省森林碳匯經(jīng)濟價值估算

山東省森林碳匯經(jīng)濟價值從2004—2008年的243.37億元增長到2009—2013年的253.42億元,年均增長2.01億元,其中森林固碳價值從79.97億元增長到83.28億元,年均增長0.66億元；釋氧價值從163.39億元增長到170.14億元,年均增長1.35億元(表5)。單位森林面積提供的碳匯經(jīng)濟價值從2004—2008年的1.56萬元/hm2增加到2009—2013年的1.57萬元/hm2,其中單位固碳價值從0.51萬元/hm2增加到0.52萬元/hm2；單位釋氧價值增加不明顯,分別為1.05萬元/hm2。

兩次森林清查期間,山東省各森林類型的碳匯經(jīng)濟價值都有不同幅度的增長。楊樹的固碳價值、釋氧價值和碳匯經(jīng)濟價值均最大,分別占全省所有森林類型總固碳價值、釋氧價值和碳匯經(jīng)濟價值的60%以上。赤松、柏木、硬闊類、軟闊類和針葉混交林的碳匯經(jīng)濟價值介于9.78—27.89億元,其余森林類型低于10億元。2004—2013年間,針闊混交林的碳匯經(jīng)濟價值增加最為顯著,為4.20億元；其次是楊樹、針葉混交林、柏木、闊葉混交林、雜木、櫟類和油松；火炬松和落葉松變化不明顯；泡桐、硬闊類、軟闊類和赤松呈現(xiàn)下降趨勢,以赤松降低最為顯著(4.30億元)。從單位森林面積提供的碳匯經(jīng)濟價值來看,赤松、闊葉混交林、櫟類、柏木、楊樹、針葉混交林、落葉松和泡桐的碳匯經(jīng)濟價值都高于同一時期全省的平均水平,其中以赤松最高為2.08萬元/hm2。在整個研究期間,除針葉混交林和雜木外,其余森林類型的單位面積碳匯經(jīng)濟價值變化不明顯。

表5 2004—2013年山東省不同森林類型的碳匯經(jīng)濟價值

3 討論

建立林分生物量與蓄積量間的換算關(guān)系是基于森林清查資料估算碳儲量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以往研究多采用Fang等[11]利用758個生物量樣地擬合的中國21種森林類型林分生物量與蓄積量間的轉(zhuǎn)換參數(shù),估算國家或地區(qū)尺度的森林碳儲量。森林碳儲量與森林的年齡組成密切相關(guān),Pan等[12]研究發(fā)現(xiàn),Fang等[11]在建立生物量與蓄積量兩者間的關(guān)系時,83%的實測生物量樣地屬于中幼齡林,致使中國森林碳儲量的估算結(jié)果偏高35%。為避免這個問題,Zhang等[8]收集的3543個生物量樣地數(shù)據(jù)盡可能涵蓋了全國各主要森林類型的每個年齡段,且多數(shù)森林類型的樣地在各齡組的分布情況與全國7次森林清查中各齡組的分配面積比例接近,利用這些實測數(shù)據(jù)對全國30種主要森林類型的生物量蓄積量轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行改進(jìn),極大地改善了中國森林碳儲量的估算精度。本研究采用的全國分省森林清查數(shù)據(jù),其森林面積和蓄積量的調(diào)查精度在90%以上[41]。本研究采用Zhang等[8]改進(jìn)的生物量蓄積量轉(zhuǎn)換參數(shù),利用生物量轉(zhuǎn)換因子連續(xù)函數(shù)法估算森林碳儲量,大多數(shù)森林類型的生物量和蓄積量均具有很好的線性關(guān)系(R2>0.8)。與以往研究相比,本研究在數(shù)據(jù)和方法上具有較高的精度。

過去幾十年森林每年大約從大氣中吸收2.4Pg C[1],在全球碳循環(huán)中起著重要的作用,其碳儲量的變化是判定森林是大氣CO2“源”或者“匯”的重要依據(jù)。很多研究表明,由于大規(guī)模的植樹造林和再造林,近些年來中國森林是一個碳匯[3-4,8,42-43]。本研究結(jié)果表明,2004—2013年山東省森林碳儲量年均增長1.85Tg C,與同時期中國森林碳儲量的總體趨勢一致[43]。兩次森林清查中,山東省各期森林碳儲量占同期全國森林碳儲量的比例呈增加趨勢,分別為0.56%和0.64%。同一時期,山東省森林碳密度與全國相比,低于Zhang等[43]研究的全國森林碳密度,分別為40.12Mg C/hm2和41.90Mg C/hm2(表6)；與同處華東地區(qū)的其他省市相比,小于上海、江蘇、浙江、安徽、福建和江西同期的森林碳密度。但2004—2013年山東省森林碳密度的增加幅度(22.4%),大于上海(21.7%)、江蘇(11.4%)、浙江(20.8%)、安徽(18.0%)、福建(12%)和江西(5.1%)。近10年來,山東省森林碳儲量和碳密度的增長態(tài)勢,表明該省亂砍濫伐現(xiàn)象已得到明顯制止,林分質(zhì)量不斷提高,森林面積和蓄積進(jìn)入穩(wěn)定增長階段。兩個時期的森林面積和碳儲量在幼齡林最高(圖2),中齡林較高,近熟林、成熟林和過熟林偏低,但森林碳密度與林齡組呈正相關(guān),表現(xiàn)為林齡越大,對應(yīng)齡組的碳密度越高,成熟林的碳密度分別是幼齡林和中齡林的2.4倍和1.7倍。山東省森林碳儲量偏低的一個重要原因是幼齡林和中齡林所占面積過大。隨著森林不斷發(fā)育成熟,林齡結(jié)構(gòu)的改善,近熟林和成熟林所占的比重不斷增大,山東省森林植被的碳匯作用逐漸增強,在全國森林碳儲量和提高全國森林碳匯功能方面的貢獻(xiàn)逐漸增加。

表6山東省森林碳儲量和碳密度與其他地區(qū)的比較

Table6EstimatesofforestbiomasscarbonstocksandcarbondensityinShandongProvinceandotherregionsduringtheperiodfrom2004to2013usingforestinventorydata

森林碳匯經(jīng)濟價值的量化需要大量的科學(xué)研究成果和相關(guān)數(shù)據(jù)作支持,評估工作難度較大。目前尚缺乏公認(rèn)的計算森林碳匯經(jīng)濟價值的方法,常用的方法主要有人工固定CO2成本法、造林成本法、碳稅法等[44],采用不同方法估算的結(jié)果相差較大。隨著世界碳匯貿(mào)易的不斷開展,碳稅法逐漸被國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者所認(rèn)同。因此,本研究選用碳稅法分森林類型對森林碳匯的經(jīng)濟價值進(jìn)行估算。2004—2008年和2009—2013年山東省主要森林類型的碳匯經(jīng)濟價值均占全國總量的1.6%[45]。2004—2008年的估算結(jié)果略高于王兵等[45]同時期的研究結(jié)果(215.42億元),與同處華東地區(qū)的其他省市相比,小于江西、福建和浙江,大于上海、江蘇和安徽同期的森林碳匯經(jīng)濟價值[45]。兩次森林清查時期,山東省楊樹和赤松的碳匯經(jīng)濟價值之和分別占全省總量的71.8%和68.7%,這表明在山東省森林生態(tài)系統(tǒng)中,碳匯能力主要體現(xiàn)在楊樹和赤松兩種主要的森林類型上。因此,楊樹和赤松林將會對該省森林固碳起主導(dǎo)作用。但目前全省森林普遍存在樹種結(jié)構(gòu)單一、純林面積過大、森林碳密度偏低等問題,致使全省森林碳匯經(jīng)濟價值低于全國平均水平。針葉混交林、闊葉混交林和針闊混交林具有高的森林碳密度(表4)和碳匯經(jīng)濟價值(表5),是山東省森林碳儲量和碳匯經(jīng)濟價值增加的重要貢獻(xiàn)者。因此,今后應(yīng)選取合適樹種構(gòu)建混交林,提高森林經(jīng)營管理水平,以增強山東省森林植被碳匯功能。

在本研究中,基于森林清查資料的森林碳儲量動態(tài)變化及其碳匯經(jīng)濟價值的估算進(jìn)一步得到改進(jìn)和完善,該結(jié)果可用于評估森林生態(tài)系統(tǒng)的碳源匯功能,驗證模型模擬和大氣反演的預(yù)測精度,還可為省級層面上建立科學(xué)合理的森林生態(tài)補償制度提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。但由于本研究中沒有考慮森林植被的林下層、枯落物和土壤碳庫,因此沒有估計整個森林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量動態(tài)變化,不能準(zhǔn)確反映山東省全部森林植被的真實固碳能力,尚需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本文基于實測數(shù)據(jù)改進(jìn)的生物量蓄積量轉(zhuǎn)換參數(shù)和2004—2013年的森林資源清查資料,估算了山東省最近兩次森林清查期間森林的碳儲量及其動態(tài)變化,進(jìn)而依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評估規(guī)范》中公布的參數(shù)對山東省森林碳匯經(jīng)濟價值進(jìn)行評估。主要結(jié)論如下：

(1)山東省森林碳儲量從2004—2008年的34.75Tg C增加到2009—2013年的43.98Tg C,森林表現(xiàn)為一個生物量碳匯,人工林和天然林對該碳匯的貢獻(xiàn)分別為97.3%和2.7%。楊樹和硬闊軟闊類森林是山東省森林碳儲量的主要貢獻(xiàn)者,兩者的碳儲量之和分別占全省總量的70.2%和69.6%,大多數(shù)森林類型的碳儲量和碳密度均呈增加趨勢,以楊樹增加最為顯著。

(2)各齡組森林碳儲量及其增加量呈現(xiàn)出相似的變化規(guī)律即幼齡林>中齡林>成熟林>近熟林>過熟林,森林面積的增加是中齡林、近熟林、成熟林和過熟林碳儲量增加的主要原因,森林碳密度的增長是幼齡林碳儲量增加的主要原因。

(3)山東省森林碳匯經(jīng)濟價值從2004—2008年的243.37億元增長到2009—2013年的253.42億元,年均增長2.01億元,單位森林面積的碳匯經(jīng)濟價值增加不明顯。楊樹的碳匯經(jīng)濟價值分別占同期全省所有森林類型總量的60.3%和59.4%,針闊混交林的碳匯經(jīng)濟價值增加最為顯著。

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