夏志光

(辽宁省林业调查规划监测院，辽宁 沈阳 110122)

1 引言

森林生态系统是陆地生态系统的主体，也是最重要的陆地碳库之一，其碳储量占整个陆地植被碳储量的76%～98%[1]，碳固定量每年约占整个陆地生物碳固定量的2/3[2,3],其固碳释氧效益对陆地生态系统的贡献价值最大，约占总价值的47.5%[4]。因此，在调节全球碳平衡、减缓温室效应等诸多方面有着极其重要的作用。森林生态系统中生态公益林所占比例极大, 生态公益林营建与保护是为了发挥森林的生态服务效用, 为人类社会的生存和发展提供天然绿色屏障[5～9]。近年来，随着辽宁省生态公益林建设的逐步推进，关于生态公益林的研究也随之增多[10～14]，但普遍存在样本少，缺乏系统性等一系列问题，而且原有研究中针对生态公益林固碳释氧的研究较少。本文对辽宁省生态公益林固碳释氧方面进行研究，并对评估结果进行动态变化分析，以此来探索辽宁生态公益林固碳释氧服务功能的生态效益时空特征和驱动力，进而为辽宁省今后的生态公益林固碳释氧研究提供参考。

2 研究区域概况及研究方法

2.1 研究区域概况

辽宁省位于我国东北地区南部，位于东经118°53′～125°46′，北纬38°43′～43°26′。地势大致为自北向南，自东西两侧向中部倾斜，山地丘陵分列东西两厢，向中部平原下降，呈马蹄形向渤海倾斜。北接内蒙古高原，南临渤海和黄海，属温带大陆性季风气候区。土壤分布主要跨两个地带性土壤分布区，即东部的棕壤区和西部的褐土区。经土壤普查全省土壤有11个土类、31个亚类、155个土属、602个土种。植物区系位于长白、华北、蒙古3个交汇地带，各植被区系的代表树种相互渗透，交错分布。长白植物区系分布在辽东山地丘陵地区，为温带针阔混交林区。华北植物区系分布在辽西和中部平原地区，为暖温带落叶阔叶林区。蒙古植物区系分布在建平和阜新至昌图以北地区，属温带森林草原区。全省共有植物161科2200余种，其中具有经济价值的1300种以上。木本植物68科167属550余种。木本植物68种167属550余种，占全国木本植物种类(8000余种)的6.9%。

2.2 研究方法

2.2.1 数据来源

辽宁省生态公益林固碳释氧服务功能评估分物质量、价值量两部分[15]。物质量评估采用辽宁省森林资源二类调查数据集和辽宁省森林生态连清数据集；价值量评估采用以上两个数据集来源，还包括社会公共数据集。

2.2.2 评估方法

根据国家林业行业标准《森林生态系统服务功能评估规范》的计算公式、评估指标体系，对 2012、2014、2016、2020年辽宁省生态公益林固碳释氧功能进行了物质量和价值量评估，对数据变化情况进行了分析。评估参数主要采用辽宁省生态监测站、周边辅助观测站点长期定位连续观测数据集。

3 结果与分析

3.1 生态公益林固碳释氧服务功能和价值评估动态变化分析

森林是陆地上最经济的吸碳器和最大的储碳库[16]。森林的固碳释氧功能评估包括固碳量和释氧量两部分[17]。

2012～2020年辽宁省生态公益林固碳释氧服务功能价值动态变化分析结果见表1，图1，图2。通过分析可知，生态公益林固碳释氧服务功能和价值量均随着时间的推移呈递增趋势。2012～2020年间，辽宁省生态公益林固碳量从2012年的675.55万t增长到2020年的1018.43万t，增长了342.88万t，增长率为50.76%；释氧量从2012年1501.18万t增长到2020年的2352.92万t，增长了851.74万t；增长率为56.74%；固碳释氧价值由2012年的231.17亿元增长到2020年的356.80亿元，增长了125.63亿元，增长率为54.35%。

图2 2012～2020年辽宁省生态公益林固碳释氧价值

表1 2012～2020年间辽宁省生态公益林固碳释氧

图1 2012～2020年辽宁省生态公益林固碳释氧

服务功能物质量

3.2 典型优势树种组固碳释氧服务功能与价值评估动态变化分析

根据辽宁省生态公益林树种特点，划分为6个典型树种组。分别为柞树组、落叶松组、油松组、杨树组、刺槐组和灌木林组，进行典型优势树种组固碳释氧服务功能动态变化对比分析。

3.2.1 固碳释氧服务功能

生态公益林典型树种组固碳释氧量评估结果见图3和图4。由图可见，固碳释氧量均以柞树组为最大，灌木林组最小。柞树组、油松组和杨树组固碳释氧量总体随时间的推移呈现一直递增的趋势，落叶松组、刺槐组和灌木林组随时间的推移呈现先增加后减少的变化趋势。这与辽宁省生态公益林中柞树组、油松组和杨树组森林多发育到中龄林、成熟林阶段，森林的生产力强，固碳释氧功能较强保持一致。

图3 2012～2020年辽宁省生态公益林不同典型树种组固碳量

图4 2012～2020年辽宁省生态公益林不同典型树种组释氧量

3.2.2 固碳释氧价值

辽宁省生态公益林典型树种组固碳释氧价值量如图5所示，均以柞树组为最大，落叶松组最小。选取的6个典型树种组中，落叶松组和刺槐组呈现先增加后减少的变化趋势，柞树组、油松组、杨树组和灌木林组均呈现出递增的变化趋势。6个典型树种组2016年固碳释氧价值均比其2012年和2014年有一定幅度的提升，其中，柞树组、油松组提升幅度较大。

图5 2012～2020年辽宁省生态公益林不同典型树种组固碳释氧价值

4 辽宁省生态公益林固碳释氧生态效益驱动力分析

辽宁省生态公益林不同年份固碳释氧服务功能及价值呈现出逐步递增的变化趋势，这与森林资源的面积大小密不可分，决定生态系统服务功能强与弱最直接的影响因子是森林面积。然而政策的扶持和各项工程措施的实施是辽宁省生态公益林固碳释氧生态效益的关键驱动力。随着人们对生态公益林生态效益认识的逐步提高和重视，各级部门逐步加大了对生态公益林的支持与投资；同时，随着生态公益林抚育管理措施的逐步完善，森林质量和生态效益得以逐步提高。

自然环境因素也是生态公益林固碳释氧生态效益时空格局动态变化的重要驱动力，通过影响树木生长代谢过程、森林结构、生态系统能量流动与物质循环等方式，进而驱动生态公益林固碳释氧生态效益时空格局的演变。生态公益林固碳释氧生态效益以辽东山区为最大，其次为辽西北地区，最小为辽中南地区。这主要是在辽宁地区，降水是影响森林分布的主要环境因子，所以生态公益林与降水因子之间存在一定的关联性。辽东地区降水条件较好，植被能快速生长，光合作用较强，能够从大气中吸收更多的二氧化碳，并释放更多的氧气。辽东地区森林植被划分生态公益林的面积较大，也令辽东山区生态公益林的固碳释氧生态效益较高。

5 结论与讨论

5.1 结论

辽宁省生态公益林固碳释氧服务功能和价值均随着时间的推移呈递增趋势。2012～2020年间，辽宁省生态公益林固碳量从2012年的675.55万t增长到 2020年的1018.43万t，增长了342.88万t，增长率为50.76%；释氧量从2012年1501.18万t增长到2020年的2352.92万t，增长了851.74万t；增长率为56.74%；固碳释氧价值由2012年的231.17亿元增长到 2020年的356.80亿元，增长了125.63亿元，增长率为 54.35%。

辽宁省生态公益林典型树种组固碳释氧价值以柞树组为最大，落叶松组最小。落叶松组和刺槐组呈现先增加后减少的变化趋势，柞树组、油松组、杨树组和灌木林组均呈现出递增的变化趋势。6个典型树种组2016年固碳释氧价值量均比其2012年和2014年有一定幅度的提升，其中，柞树组、油松组提升幅度较大。

5.2 讨论

生态公益林生态效益除了固碳释氧外，还有涵养水源、净化大气、保育土壤等重要的生态功能和生态效益。同时也要加强对生态公益林特别是重点生态公益林的政策倾斜和资金扶持力度，采取科学先进的经营手段，合理科学经营生态公益林，使其能够发挥最大的生态价值。