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昭阳区森林碳汇释氧及价值估算

2017-12-25张翼鸿

绿色科技 2017年22期
关键词:估算

摘要:指出了森林资源是陆生生态系统的主体,发挥着及其重要的生态服务功能,森林资源固持CO2释放O2是生态系统的重要服务功能之一,在全世界温室效应加剧的情况下显得更为重要。以昭阳区2008年的森林二类资源调查的有关数据为基础,运用换算因子连续函数法和生物量法估算了森林的碳汇、释氧量及价值,以期有助于增强人们的造林、爱林、护林和科学经营森林的积极性、主动性,并为昭阳区今后顺利开展森林碳汇贸易提供一定的理论依据。

关键词:森林碳汇量; 释氧量; 价值量; 估算;昭阳区

中图分类号:F307

文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)22017504

1 引言

由CO2+H2O光合作用CH2O+O2表明了森林吸收大气中的CO2并将其固持在植被或土壤中同时释放O2,从而减少CO2气体在大气中的浓度的过程及机制。由于温室效应加剧以及全球极端气候频发,加之森林吸收CO2同时释放O2的投入少、成本低、效益高;因此,森林碳汇问题越来越受到人们的高度重视。

2 昭阳区的基本概况

昭阳区位于云南省东北部,乌蒙山脉西侧。地处北纬27°07′~27°39′,东经103°08′~103°56′之间。地质较为复杂,属于典型的高原地貌,以高原和山地为主。昭阳区属北纬高原大陆季风气候类型,具有典型的高原季风立体气候特点,冬季氣温较低,夏季气候凉爽,干湿两季分明。全区年平均气温11.6 ℃,年平均蒸发量2244.3 mm;年平均降水量750~1000 mm,降水特点为雨季降水集中且强度大,旱季降水不足;相对湿度为74%。根据《云南植被》分类系统,昭阳区属滇中高原小区,属泛北极区,中国-喜马拉雅植物亚区。森林植被分为8个植被类型、9个植被亚型、20个群系;有植物118科438种。森林资源现状:全区林业用地面积110841.1 hm2,占土地总面积的51.15%;全区人工林与天然林总面积95814.1 hm2,总蓄积1747640 m3。全区经济林面积20073.1 hm2。全区灌木林面积36288.2 hm2。

3 森林碳汇、释氧及价值估算

作为“地球之肺”的森林固碳释氧功能是森林生态系统服务功能价值的重要组成部分。森林植被通过光合作用持续不断地释放氧气,同化二氧化碳,并将其以稳态碳的形式固定在生态系统中;由此就可以根据植物光合作用机理和植物代谢规律推算森林植被的固碳释氧量,进而估算其价值。

3.1 碳汇量估算

3.1.1 固碳量估算方法的选择

森林碳汇计量方法是评价森林碳汇生态效益大小的基础工作,在此基础上可以开展森林碳汇的管理和经济评价工作,为全面开展好以碳汇为目的的森林经营打下坚实的基础。在森林碳汇计量的方法的研究方面,国内外的许多专家已经提出了较多的方法。本研究采用方精云等提出的生物量换算因子连续函数法和生物量法。

(1)换算因子连续函数法的简介。研究表明,森林类型的林分生物量与林分材积比值(即换算因子BEF)不是固定的,而是随着林龄、立地、个体密度、林分状况等不同而变化。因此换算因子连续函数法将单一不变的平均换算因子改为分龄级的换算因子,从而可以更准确地估算国家或地区尺度的森林生物量。进一步的研究表明,林分材积综合反映了林龄、立地、个体密度和林分状况等因素的变化,因此可以将其作为换算因子的函数,以表示BEF的连续变化。方精云等的研究成果:通过对收集到的全国各地生物量和蓄积量的758组研究数据,把中国森林类型分成21类,分别计算出了每种森林类型的BEF与林分材积的关系,并用倒数方程描述了这一关系:

Atotal是某一树种的总面积可以把参数a看作是基础转换参数,它只与蓄积量有关,与林分的年龄无关;把b看作调节转换参数,同样的蓄积量,林分年龄大小不同,单位平均蓄积不同;面积也不同,b Atotal的大小也不同;同样的蓄积量,幼龄林的单位面积蓄积量小,面积就大,b Atotal就大,总的生物量就大;成熟林、过熟林的单位面积大,面积就小,b Atotal就小,所以总的生物量就小。可以说换算因子连续函数法公式中蕴含了林分年龄的关系。由于参数a、b均为正数,因此a越大b就越小,树种生物量受年龄的影响就越小;然而a越小b就越大,在不同的年龄阶段的生物量变化也就越大。

(2)数据来源。根据昭阳区2008年森林资源二类调查资料中的有关数据(表1)。

3.1.2 森林生物量估算

根据森林资源调查资料提供的各类森林总面积和总蓄积量,利用生物量与蓄积量的关系及有关文献资料,就可以估算出各类森林的总生物量。计算程序见图1。

(1)乔木林生物量估算。

①乔木地上部分生物量的估算。根据昭阳区主要乔木树各龄组的面积、蓄积统计表、生物量与蓄积量转换模型参数表中的数据,结合生物量换算因子连续函数法和生物量法就可以估算昭阳区森林主要树种的生物量了。

张翼鸿:昭阳区森林碳汇释氧及价值估算

经济与管理

②乔木地下部分生物量的估算。每一种地上部分与地下部分生物量的比—计作T/R,就可以根据方精云计算我国森林生物量的基本参数计算出昭阳区乔木林各树种的地下生物量(表3)。

(2)经济林生物量的估算。经济林生物量计算通常采用公式:

经济林的生物量(B经)=单位面积平均生物量×面积(S)

单位面积平均生物量采用我国经济林的平均生物量M(23.7t/hm2);因此昭阳区经济林总生物量为:B经=S×M。

(3)灌木林生物量的估算。灌木林生物量的估算依据公式:

灌木总生物量(B灌)=单位面积灌木生物量×面积来计算。

灌木林的生物量利用我国秦岭淮河以南的灌木林平均生物量值N(19.76 t/hm2);因此昭阳区灌木林总生物量为:B灌=S×N。endprint

3.1.3 固碳量估算

(1)乔木林固碳量估算。①乔木的固碳量估算。各乔木树种的总生物量(地上部分的生物量与地下部分生物量的和)再乘以它们各自的固碳系数(Cc),就可得到各树种的固碳量C1=B×Cc;把各乔木树种的固碳量求和,就可得到乔木林的固碳总量。

②乔木林地固碳量估算。 各乔木树种的固碳量再乘以它们各自的林地固碳转换系数(β),就可得到各树种的林地固碳量C3=B×β;把各乔木树种的林地固碳量求和,就可得到乔木林地的固碳总量β=1.244。

③乔木林下植物固碳量估算。各乔木树种的固碳量再乘以它们各自的林下植物固碳转换系数(α),就可得到各树种的林下植物的固碳量C2=B×α;把各乔木树种的林下植物固碳量求和,就可得到各乔木林下植物的固碳总量α=0.195。

(2)经济林和灌木林固碳量估算。分别用经济林、灌木林的总生物量乘以它们的固碳系数(Cc),就可得到它们各自的固碳量C=B×Cc。

3.1.4 森林碳汇量估算

森林的碳匯总量为森林各树种的固碳总量与碳汇换算系数(CO2/C=3.67)的乘积之和。CO2/C表示森林固定1 t碳相当于吸收大气中的3.67 t CO2。

3.2 森林碳汇价值量的估算

计算森林碳汇的价值需要明确两个因素,即碳汇量和碳汇价格。简单的用数学公式表示为Cn=Cm×δ,其中Cn为森林碳汇的价值,Cm为森林碳汇量,δ为碳汇价格。如果采用国际上的通用的瑞典碳税率(δ)即150.00美元/t, 按当今美元与人民币的兑换汇率1∶6.0457,相当于900元/t。

3.3 森林释氧及价值估算

科学研究表明:平均每吸收1.83 t CO2就要释放1.62 t氧气;据此及森林碳汇量,就不难估算出森林的释氧量。用森林的碳汇总量×1.62再除以1.83就得到了森林的释氧总量,即Os=Cm×1.621.83。释氧价值(Os)为释氧量与释氧价格(p)的乘积。P按当前工业制氧所需的单位费用(1100元/t)(表4)。

4 结论与建议

根据昭阳区2008年森林二类资源调查数据,运用方精云的提出的生物量换算因子连续函数法和生物量法;估算出了2008年时的固碳、释氧及其价值,为昭阳区今后条件成熟时顺利开展碳汇贸易提供了一定的参考。森林的固碳、释氧是一个动态的变化量,因此前面的估算没有包含2008年以来原有森林的固碳增量及5年来新增的2.8万hm2 的核桃、0.10万hm2 的生态林、0.07 hm2万的木柒、0.1万hm2的楤木及 0.4万hm2的苹果树等的未成林造林的固碳、释氧量及价值。

昭阳区林业的发展具有许多的优势,同时也存在着一些切待解决的问题:森林科学经营不力,森林质量不高;国家投入的森林生态效益补偿较低,无法充分的调动林农造林、爱林、护林的积极性和主动性;广大公众对林业碳汇、释氧的认知程度有待提高。许多人竟然不知道“林业碳汇”是什么意思,更不知道如何科学发展碳汇林业。建议首先要加强林业碳汇、释氧功能的宣传普及力度,促进社会、企业、个人志愿者积极参与造林、护林和科学合理的森林经营活动;推动林业健康有序、规范科学地发展。其次是要与时俱进,积极引进国内外林业建设和管理方面的先进技术;加强林业科技支撑。因此,以增加保护和科学合理的经营森林植被的方式,来增加森林碳汇、释氧;既是应对气候变化的重要手段,也是加快生态文明建设、促进可持续发展的主要内容,还是增加林农收入、改善民生、提高人民生活质量及加快社会主义新农村建设的有力保障。

参考文献:

[1]何林西 ,杞银凤. 昭阳区森林资源规划设计调查报告[R].昆明:云南省林业生态工程规划院, 2009.

[2]李海奎,雷渊才. 中国森林植被生物量和碳储量[M].北京:中国林业出版社, 2010.

[3]刘 璨. 森林固碳估算方法综述[J]. 南京林业大学学报, 2003(8).

[4]何 英. 森林固碳与释氧的经济核算 [J]. 世界林业研究, 2005(12).

[5]顾凯平,张 坤,张丽萍.森林碳汇计量方法的研究[J]. 南京林业大学学报, 2008(13).

[6]方精云. 我国森林植被的生物量和净生产量[J]. 生态学报, 1996(7).endprint

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