基于森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查的云南省森林碳儲量研究

鄧永紅，肖 豐

(云南省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，云南 昆明 650051)

溫室氣體的持續(xù)高速排放將使全球氣溫升高，導(dǎo)致全球氣候異常、沙漠化加劇等嚴(yán)重后果，給人類的持續(xù)健康發(fā)展帶來嚴(yán)重影響，減少碳排放，提升森林碳儲存能力，加強(qiáng)對森林碳儲量的研究顯得十分重要，也引起國際社會的普遍關(guān)注。

森林生態(tài)系統(tǒng)是指在一定地域內(nèi)生存的森林生物群落與環(huán)境相互作用的、有能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞功能的統(tǒng)一體。森林生態(tài)系統(tǒng)是生物圈生態(tài)系統(tǒng)中分布最廣、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、類型最豐富的陸地生態(tài)系統(tǒng)。森林以其繁茂的林冠層，林下的灌草植物形成的灌、草層，林地上的枯枝落葉層和疏松而深厚的土壤層，建造了完美的儲存碳的良好環(huán)境，發(fā)揮著森林生態(tài)系統(tǒng)特有的凈化空氣功能，作為全球氣候系統(tǒng)的重要組成部分，在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究中占有十分重要地位。

近年來，云南省大力實(shí)施林業(yè)重點(diǎn)工程，不斷改善和提高森林?jǐn)?shù)量和質(zhì)量，有針對性地評估森林植被碳儲量的區(qū)域和流域分布，不僅為云南省森林資源的經(jīng)營管理和林業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供重要科學(xué)依據(jù)，而且對云南省建設(shè)最美麗省份和實(shí)現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”，推動全省人民共同步入小康社會具有十分重要意義。

1 研究區(qū)概況

云南省地處中國西南邊陲，位于東經(jīng)97°31′～106°11′，北緯21°08′～29°15′。全省東西最大橫距885 km，南北最大縱距910 km，總面積 38.264 4 萬 km2。其中山地面積占總面積的84.0%，高原占9.9%，盆地占6.1%。全省地勢呈北高南低，由北向南傾斜，西北最高，東南最低，呈明顯的階梯狀下降，最高海拔 6 740 m，最低海拔76.4 m，相對高差達(dá) 6 664 m。云南省氣候類型多樣，區(qū)域差異和垂直變化明顯，年溫差小，日溫差大，降雨充沛，干濕季分明，分布不均，最熱月均溫19～22℃，最冷月均溫6～8℃，年均降雨量 1 010 mm，85%的雨量集中在5—10月的雨季。

云南省總面積39.4萬 km2，轄16個(gè)州市129縣(市、區(qū))，是中國植物種類最多的省份，由于氣候和地貌的多樣性，形成了豐富的森林植物區(qū)系，組成了復(fù)雜多樣的森林類型。云南省林業(yè)用地面積2 806.37萬 hm2，占土地總面積的73.2%。其中，有林地 2 120.16萬 hm2，占林業(yè)用地面積的73.2%；疏林地10.58萬 hm2，占0.4%；灌木林地462.99萬 hm2，占16.5%；未成林造林地130.79萬 hm2，占4.7%；無立木林地32.21萬 hm2，占1.1%；宜林地49.23萬 hm2，占1.8%；苗圃地0.31萬 hm2；輔助生產(chǎn)林地面積0.1萬 hm2。全省森林覆蓋率59.03%。

2 研究方法

根據(jù)已有的研究資料，按不同森林類型確定估算方法。

2.1 喬木林碳儲量估算

采取蓄積量擴(kuò)展法，公式為：

(1)

式中：C喬木林為林木固碳量(萬t)；V為立木蓄積量(萬 m3)；WD為木材基本密度(t/m3)；BEF為生物量擴(kuò)展因子，分析時(shí)取IPCC默認(rèn)值；R為根徑比，分析時(shí)取IPCC默認(rèn)值；r為碳轉(zhuǎn)化系數(shù)，取0.5。

2.2 經(jīng)濟(jì)林碳儲量估算

經(jīng)濟(jì)林碳儲量計(jì)算公式為：

C經(jīng)濟(jì)林=W經(jīng)濟(jì)林A經(jīng)濟(jì)林CF經(jīng)濟(jì)林

(2)

式中：C經(jīng)濟(jì)林為經(jīng)濟(jì)林碳儲量(萬 t)；W經(jīng)濟(jì)林為經(jīng)濟(jì)林單位面積生物量(t/hm2)，平均值取23.7；A經(jīng)濟(jì)林為經(jīng)濟(jì)林面積(hm2)；CF經(jīng)濟(jì)林為碳含率，取0.5。

2.3 竹林碳儲量估算

竹林碳儲量計(jì)算公式為：

C竹林=W竹林A竹林CF竹林

(3)

式中：C竹林為竹林碳儲量；W竹林為竹林單位面積生物量(t/hm2)，平均值取10.44；A竹林為竹林面積(hm2)。

2.4 特別灌木林碳儲量估算

特別灌木林碳儲量計(jì)算公式為：

C灌木林=W灌木林A灌木林CF灌木林

(4)

式中：C灌木林為特別灌木林碳儲量；W灌木林為特別灌木林單位面積生物量(t/hm2)，平均值取19.76；A灌木林為特別灌木林面積(hm2)。

3 研究數(shù)據(jù)

3.1 資料來源

采用2016年云南省森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查(以下簡稱“二類調(diào)查”)報(bào)告數(shù)據(jù)和相關(guān)文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)，相關(guān)參數(shù)來源于國家和IPCC國家溫室氣體清單辦法：土地利用、土地利用變化和林業(yè)優(yōu)良做法指南。

3.2 數(shù)據(jù)整理

據(jù)2016年云南省二類調(diào)查報(bào)告資料，將云南省按區(qū)域劃分為5個(gè)部分，即滇中地區(qū)(昆明市、玉溪市、楚雄市)、滇東北地區(qū)(昭通市、曲靖市)、滇西北地區(qū)(大理州、麗江市、怒江州、迪慶州)、滇西南地區(qū)(保山市、臨滄市、德宏州)、滇南地區(qū)(紅河州、文山州、普洱市、西雙版納州)；按流域劃分為六大流域，即金沙江流域、瀾滄江流域、怒江流域、紅河流域、南盤江流域、伊洛瓦底江流域。按區(qū)域及流域?qū)⒃颇鲜∩置娣e進(jìn)行整理(表1，表2，圖1，圖2)。

表1 云南省森林面積按區(qū)域統(tǒng)計(jì)

表2 云南省森林面積按流域統(tǒng)計(jì)

圖1 云南省森林面積按區(qū)域分布Fig.1 Distribution of forest areas by regions in Yunnan Province

按區(qū)域?qū)棠玖?純林+混交林)按齡組整理，其中：幼齡林面積385.18萬 hm2，蓄積 15 039.08 萬 m3；中齡林面積891.87萬 hm2，蓄積 69 592.11 萬 m3；近熟林面積365.59萬 hm2，蓄積 42 752.59 萬 m3；成熟林面積229.35萬 hm2，蓄積 39 596.74 萬 m3；過熟林面積71.08萬 hm2，蓄積 17 274.39 萬 m3。按森林類型整理，其中：針葉林面積866.76萬 hm2，蓄積8 3 629.90 萬 m3；闊葉林面積498.29萬 hm2，蓄積 39 450.78 萬 m3；混交林面積578.02萬 hm2，蓄積 61 174.22 萬 m3(表3，表4)。

圖2 云南省森林面積按流域分布Fig.2 Distribution of forest areas by basins in Yunnan Province

表3 云南省喬木林(純林+混交林)按齡組統(tǒng)計(jì)

Tab.3 tatistics of arbor forest (pure forest + mixed forest) by age groups in Yunnan Province 萬 hm2；萬 m3

表4 云南省喬木林(純林+混交林)按類型統(tǒng)計(jì)

Tab.4 Statistics of arbor forest (pure forest + mixed forest) by types in Yunnan Province 萬 hm2；萬 m3

4 結(jié)果與分析

4.1 不同森林類型碳儲量

根據(jù)公式(1)、(2)、(3)、(4)，分別按區(qū)域、流域計(jì)算喬木林、喬木經(jīng)濟(jì)林、竹林、灌木林碳儲量，匯總得出全省森林碳儲量。經(jīng)計(jì)算，云南省森林碳儲量為 100 170.49 萬 t，相當(dāng)于固定 367 625.71 萬 t CO2。其中，喬木林碳儲量為 95 694.29 萬 t，相當(dāng)于固定351 198.04 萬 t CO2；喬木經(jīng)濟(jì)林碳儲量為 1 854.76 萬 t，相當(dāng)于固定 6 806.97 萬 t CO2；竹林碳儲量為1 105.85萬 t，相當(dāng)于固定 4 058.47 萬 t CO2;特別灌木林碳儲量為 1 515.59 萬 t，相當(dāng)于固定 5 562.22 萬 t CO2。按區(qū)域、流域統(tǒng)計(jì)見表5,表6,圖3，圖4。

4.2 喬木林不同森林類型碳儲量

根據(jù)公式(1)計(jì)算出云南省喬木林碳儲量為 95 694.29 萬 t，相當(dāng)于固定 351 198.04 萬 t CO2。其中，針葉林碳儲量為 41 682.82萬 t，相當(dāng)于固定152 975.95 萬 t CO2；闊葉林碳儲量為 21 175.60萬 t，相當(dāng)于固定 77 714.45 萬 t CO2；混交林碳儲量為 32 835.87萬 t，相當(dāng)于固定 120 507.64 萬 t CO2。喬木林碳儲量按森林類型、齡組統(tǒng)計(jì)見表7，表8。

表5 云南省森林碳儲量按區(qū)域分布統(tǒng)計(jì)

表6 云南省森林碳儲量按流域分布統(tǒng)計(jì)

圖3 云南省森林碳儲量按區(qū)域分布Fig.3 Distribution of forest carbon storage by regions in Yunnan Province

5 結(jié)論與討論

1)云南省2016年森林碳儲量達(dá) 100 170.49 萬t，相當(dāng)于固定 367 625.71 萬 t CO2，森林單位面積碳儲存能力為51.55 t/hm2。按照交易額35元/t CO2計(jì)算，云南省森林碳儲量價(jià)值為 12 866 899.85 萬元，效益非常顯著。

圖4 云南省森林碳儲量按流域分布Fig.4 Distribution of forest carbon storage by basins in Yunnan Province

表7 云南省不同區(qū)域喬木林碳儲量按森林類型統(tǒng)計(jì)

2)按區(qū)域森林碳儲量排序?yàn)椋旱嵛鞅钡貐^(qū)(34 129.16 萬 t，占34.07%)>滇南地區(qū)(32 216.20 萬 t，占32.16%)>滇西南地區(qū)(16 411.57 萬 t，占16.38%)>滇中地區(qū)(11 674.21 萬 t，占11.65%)>滇東北地區(qū)(5 739.36 萬 t，占5.73%) 。表明滇西北地區(qū)是云南省森林資源最為豐富的區(qū)域，也是三江并流世界自然遺產(chǎn)保護(hù)的重點(diǎn)區(qū)域，同時(shí)也是金沙江、瀾滄江、怒江3條大河的上游，生態(tài)地位和保護(hù)作用十分重要；滇南地區(qū)是云南省重要林區(qū)，森林資源僅次于滇西北地區(qū)，也是云南省自然條件較好的區(qū)域，適宜于大規(guī)模發(fā)展林產(chǎn)業(yè)。從森林碳儲量按區(qū)域的排序也印證了云南省森林資源分布特點(diǎn)，要在重點(diǎn)保護(hù)的基礎(chǔ)上有針對性地對森林碳儲量較少區(qū)域加大林業(yè)工程建設(shè)力度，不斷提高本區(qū)域森林的數(shù)量、質(zhì)量和碳儲存能力。

表8 云南省不同區(qū)域喬木林碳儲量按齡組統(tǒng)計(jì)

3)按流域森林碳儲量排序?yàn)椋航鹕辰饔?27 689.51 萬 t，占27.64%)>瀾滄江流域(26 588.90萬 t，占26.54%)>紅河流域(19 563.00 萬 t，占19.53%)>南盤江流域 (10 521.72 萬 t，占10.50%) >怒江流域(9 653.44 萬 t，占9.64%)>伊洛瓦底江流域(6 153.93 萬 t，占6.14%)。說明各流域森林資源分布與碳含量成正比，同時(shí)反映各流域森林資源質(zhì)量和數(shù)量。但由于流域涉及范圍十分復(fù)雜，本次分析所整理的數(shù)據(jù)與現(xiàn)實(shí)有一定差距，估算評價(jià)結(jié)果并不代表實(shí)際狀態(tài)下森林的碳儲量。

4)2016年云南省喬木林碳儲量為 95 694.29 萬 t，相當(dāng)于固定 351 198.04 萬 t CO2，單位面積碳儲存能力為49.25 t/hm2。按照交易額35元/t CO2計(jì)算，喬木林碳儲量價(jià)值為 12 291 931.55 萬元。按森林類型排序：針葉林(41 682.82 萬 t，占43.56%)>混交林( 32 835.87 萬 t，占34.31%)>闊葉林(21 175.60 萬 t，占22.13%)，說明云南省針葉林面積、蓄積占優(yōu)勢，是最大碳儲量來源。按齡組排序：中齡林(占37.75%)>近熟林(占23.19%)>成熟林(占21.42%)>過熟林(占9.34%)>幼齡林(占8.30%)，表明中齡林具有較大碳匯能力，因此要加大其經(jīng)營管理，提高其數(shù)量和質(zhì)量，擴(kuò)大碳儲存空間。按單位面積碳含量排序：混交林(56.81 t/hm2)>針葉林(48.09 t/hm2)>闊葉林(42.50 t/hm2)。

5)通過搜集已發(fā)表的文獻(xiàn)，根據(jù)不同森林類型估算其碳儲量，但估算的范圍只涉及喬木林(純林、混交林)、喬木經(jīng)濟(jì)林、竹林、特別規(guī)定灌木林的碳含量，不能充分反映全部森林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量，下一步需進(jìn)一步深入研究，采取更加科學(xué)合理的方法對全省森林生態(tài)系統(tǒng)碳含量進(jìn)行測算，并進(jìn)行不同年度的森林碳儲量動態(tài)分析。要開展不同森林類型、不同樹種、不同林齡的碳含量研究，為森林云南建設(shè)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，推進(jìn)林業(yè)工程建設(shè)，不斷提升森林?jǐn)?shù)量和質(zhì)量。

6)大力宣傳森林資源保護(hù)和森林生態(tài)系統(tǒng)在碳儲存方面的重要作用，提高全民森林保護(hù)意識，合理經(jīng)營和利用森林資源。積極開展碳匯研究，為森林生態(tài)系統(tǒng)補(bǔ)償和碳排放交易提供技術(shù)支撐，貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念，用集約、循環(huán)、可持續(xù)方式做大“金山銀山”，形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的空間格局，讓“良好生態(tài)環(huán)境是最普惠民生福祉”，努力實(shí)現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”。