湖南省森林碳匯估算與評價

尹少華，周文朋

（中南林業(yè)科技大學 商學院，湖南 長沙 410004）

湖南省森林碳匯估算與評價

尹少華，周文朋

（中南林業(yè)科技大學 商學院，湖南 長沙 410004）

作為二氧化碳等溫室氣體的主要吸收和儲存者——森林資源，其固碳能力水平對經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。運用生物量清單法的理論和方法，定量評價了湖南森林碳匯量。研究結(jié)果表明：湖南省森林碳匯量大，森林碳匯密度高，嚴重依賴于自然環(huán)境和林業(yè)工程項目；同時，分析了森林碳匯量與碳密度、林業(yè)工程項目及產(chǎn)業(yè)能源消耗的關(guān)系，提出了增加森林資源碳匯、促進區(qū)域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的政策建議。

森林碳匯；估算；評價；湖南

隨著全球氣候變暖的加劇，氣候變暖問題的嚴重性已得到了國際社會的普遍認知，《京都議定書》以法律的形式確定了部分發(fā)達國家的強制減排義務(wù)。而森林碳匯可以有效減少大氣中CO2的濃度，緩解氣候變暖的進程。因此，湖南省應(yīng)對森林碳匯進行相應(yīng)的探索，森林碳匯量的估算成為關(guān)鍵。由于森林碳匯量計量方法的不同，造成核算的結(jié)果也不盡相同。國內(nèi)森林碳匯量的計量方法主要有：蓄積量法、生物量法和生物清單法。本研究應(yīng)用生物量清單法，對湖南省森林資源的固碳能力進行了定量評價及分析研究。

1 湖南省森林資源狀況

1.1 自然條件

湖南位于中國中南部的內(nèi)陸省，屬于長江中游的荊江河段南岸。位于東經(jīng) 108°47′～ 14°15′，北緯24°39′～ 30°08′；土地總面積約為 2118.29 萬 hm2，其中51.2%為山地，13.9%為盆地，13.1%為平原，15.4%為丘陵；湖南為大陸性中亞熱帶季風濕潤氣候，光、熱、水資源豐富，三者的高值又基本同步。優(yōu)越的光、熱、水條件促使林木生長迅速，天然更新能力強，無論人工造林、飛機播種、封山育林，只要做到保證技術(shù)質(zhì)量，即可獲得預(yù)期效果。

1.2 森林資源狀況

由于特殊的地理概況和優(yōu)越的自然條件，湖南森林資源類型豐富，主要有針葉林、常綠闊葉林。從齡級上考查，主要有幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過熟林等。

根據(jù)《湖南省森林資源統(tǒng)計》資料顯示，2011年湖南省林業(yè)用地面積為1 293.3萬hm2，活立木蓄積4.16億m3，疏林地由2005年的354 935.2 hm2減少到2011年的143 111.9 hm2[1]；森林覆蓋率為57.13%，比1984年增加了17.03%[2]，遠高于全國平均森林覆蓋率(見表1)，林分蓄積量以近3.2%的速度增長。

從林齡結(jié)構(gòu)看，各齡組的面積和蓄積分布不均衡（見圖1），其中幼齡林面積過大，蓄積量過小，中、幼齡林的面積占總面積的比例達到70%以上；而近熟林、成熟林的面積過小，但蓄積量占總蓄積量的43.76%，呈現(xiàn)出兩頭小、中間大的特征。總之，湖南省森林資源總量大、增長快，但質(zhì)量不高。

圖1 各齡組面積、蓄積的百分比Fig. 1 Percentage of different age group’s area and wood volume

2 湖南省森林碳匯量估算

2.1 估算方法

生物量清單法是將生態(tài)學調(diào)查資料與森林清查中的蓄積量結(jié)合起來，根據(jù)主要樹種的蓄積量、各樹種的樹干密度、平均含碳率及樹干生物量占喬木量比率來計算森林碳匯量。由于其考慮主要樹種的差異，其計量精確度大大提高，應(yīng)用范圍廣泛，且易于被政府部門接受，是常用的計算森林碳匯量的方法。由于各種因素和條件的限制，本研究計算的湖南森林碳匯量并不包括地下生物量，其計算方法用公式表示為：式中：C為碳匯量；Vi為某一森林類型的森林蓄積量；Di是第i樹種的樹干密度；R是樹干生物量占喬木層生物量的比例，取常數(shù)值R=51.83%；Ci為第i樹種的含碳率；Tc為碳元素分子量在二氧化碳分子量中的比例，取常數(shù)值Tc=3/11。

2.2 數(shù)據(jù)來源

依據(jù)《湖南林業(yè)統(tǒng)計年鑒》、《湖南省森林資源統(tǒng)計年報》和相關(guān)研究報告的數(shù)據(jù)，2011年湖南省優(yōu)勢樹種蓄積量見表2。湖南省各優(yōu)勢樹種的樹干密度及平均含碳率見表3。

表2 2011年湖南主要樹種的蓄積量Table 2 The main forest species volume of Hunan in 2011

表3 不同樹種的樹干密度和含碳率Table 3 Trunk density and carbon rate of different tree

2.3 森林碳匯量估算

根據(jù)表2、表3的數(shù)據(jù)，運用生物量清單法計算公式，計算出2011年湖南省主要樹種的森林碳匯量[2]（見表4）。

運用上述方法，計算出2000年以來湖南省森林資源碳匯量，結(jié)果見表5。

表4 2011年湖南省主要樹種的碳匯量Table 4 Main forest types’ carbon sinks of Hunan in 2011 104t

表5 湖南省歷年主要樹種的森林碳匯量Table 5 Main forest types’ carbon sinks in Hunan province since 2000 104t

3 結(jié)果與分析

森林碳儲量就是碳元素在森林的儲備量，換而言之，就是森林碳元素的質(zhì)量。而森林碳匯量是指森林植物吸收大氣中的二氧化碳并將其固定在植被或土壤中，從而減少該氣體在大氣中的濃度。森林碳儲量是一種存量，而森林碳匯則是一種增量。

3.1 碳匯量與碳密度變化

由表5中碳匯量計算結(jié)果可知，2011年湖南省森林碳匯量達到5.949 4×108t，比2000年的森林碳匯量4.232 8×108t增加了1.716 6×108t，年平均增長率為3.14%。2008年森林碳匯量出現(xiàn)減少，主要是因為出現(xiàn)冰凍天氣，致使大量森林毀損，森林碳匯量隨之出現(xiàn)急劇下降。與此比較，黃方[4]采用湖南省主要樹種實測的數(shù)據(jù)，估算出的森林匯量總量值為81.4×108t，與本研究結(jié)果相差較大。而焦秀梅[5]對湖南省植被的碳匯量估算值為7.18×108t，和本研究的估算結(jié)果相近?？赡苁且驗椴扇〉臄?shù)據(jù)、運用的方法和資料來源等的差異，以及時間、精細程度不同所導致的。而且，由于湖南總體森林資源蓄積量的不斷增加和核算參數(shù)Ci的選取不同，導致了結(jié)果的不一致性。很多學者在選取含碳率Ci時，多采取固定值（0.45或0.5）或根據(jù)實驗方法獲得，得出的結(jié)果相對而言就不一致。

其次，在森林碳密度方面，方精云等人估算全國森林的碳密度為38.05 t/hm2，焦燕等人的科研成果中估算全國森林碳密度約為23.69 t/hm2[3]。據(jù)《湖南林業(yè)統(tǒng)計年鑒》的資料顯示，2011年湖南省的森林面積為1 065.74萬hm2，估算出湖南的森林碳密度約為55.82 t/hm2，高于全國平均水平。

因此，湖南省森林資源的碳匯量較高，森林碳密度高。近年來湖南正在加強長株潭“兩型社會”建設(shè)、武陵山區(qū)及洞庭湖區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護，同時實施林業(yè)重點工程、實行限額采伐等一系列森林資源保護制度和措施，森林資源得到了有效保護與恢復(fù)，單位面積蓄積量不斷增加，森林的碳匯功能也不斷加強。

3.2 碳匯量與林業(yè)工程項目

湖南自2000年開始在永順、沅陵、桑植、隆回4縣開展退耕還林試點，2001年將試點范圍擴大到全省24個縣市區(qū)，2002年在全省范圍鋪開。到2006年底，國家累計下達湖南退耕還林面積117.53萬hm2的任務(wù)，其中退耕地造林50.4萬hm2，宜林荒山造林61.13萬hm2，封山育林6萬hm2[1]。隨著退耕還林及長江流域重點防護林體系建設(shè)工程等林業(yè)重點工程的實施，不但在改善生態(tài)環(huán)境、促進農(nóng)民增收致富和提高群眾生態(tài)意識等方面發(fā)揮了重要作用，而且也極大增加了湖南的森林碳匯貯量[6]。從湖南省造林面積與森林碳匯量之間的關(guān)系（見圖2）可以發(fā)現(xiàn)，森林碳匯量與造林面積呈正相關(guān)，即林業(yè)工程項目造林面積的增加，會促使森林碳匯量的增加。因此，加大林業(yè)工程項目的實施力度，成為目前增加森林碳匯量的重點。

3.3 碳匯與產(chǎn)業(yè)能源消耗

隨著湖南經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源消耗也在急劇增加。2011年，在三大產(chǎn)業(yè)能源消耗比例中，第二產(chǎn)業(yè)的能源消耗占68.67%，其中工業(yè)的貢獻率為65.97%。工業(yè)的快速發(fā)展增加了大氣中CO2的比重，影響森林碳匯量增加的潛力。依據(jù)《湖南統(tǒng)計年鑒》、相關(guān)研究報告的相關(guān)數(shù)據(jù)，對湖南森林碳匯量與三大產(chǎn)業(yè)能源消耗結(jié)構(gòu)關(guān)系進行實證分析，結(jié)果（見表6）表明，森林碳匯量的變化與三大產(chǎn)業(yè)的能源消耗息息相關(guān)。其中，第一產(chǎn)業(yè)能源消耗、第二產(chǎn)業(yè)能源消耗與森林碳匯量呈反方向變動，主要是由于以化石等燃料消耗為主的生產(chǎn)活動產(chǎn)生大量的CO2，無法被森林資源完全吸收，森林碳匯量減少；第三產(chǎn)業(yè)能源消耗與森林碳匯量呈正相關(guān)，主要是因為以服務(wù)業(yè)為主體的第三產(chǎn)業(yè)，能源消耗較少，產(chǎn)生的CO2等溫室氣體較為容易被森林吸收，從而增加森林碳匯量。第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)能源消耗對森林碳匯量的貢獻分別為-8 041.347、-4 151.518和3 212.566。因此，改變能源消費結(jié)構(gòu)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是增加湖南森林碳匯量的重要舉措。

表6 森林碳匯與三大產(chǎn)業(yè)能源消耗結(jié)構(gòu)關(guān)系Table 6 Relation of forest carbon sinks and energy consumption structure for three major industrial

4 結(jié)論與建議

研究表明，湖南省森林碳匯量大，森林碳匯密度高，發(fā)展?jié)摿Υ?，但嚴重依賴于自然環(huán)境和林業(yè)工程項目。說明湖南森林資源的潛力還沒有得到有效發(fā)揮，市場的作用還沒有充分體現(xiàn)。因此，如何確保在不降低人們生活質(zhì)量的前提下，增加森林碳匯、促進區(qū)域經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，是擺在我們面前的緊迫任務(wù)。建議從以下幾方面著手：

（1）降低產(chǎn)業(yè)能源消耗，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。以化石等燃料為主體的能源消耗，排放大量的CO2，造成環(huán)境質(zhì)量惡化，氣候變暖進程加劇。在環(huán)境承受能力的基礎(chǔ)之上，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)能源消耗結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)粗放型經(jīng)濟向節(jié)約型經(jīng)濟的轉(zhuǎn)變。同時，要大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級，促進區(qū)域經(jīng)濟的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

（2）加大實施林業(yè)工程力度，增加造林面積。當前湖南經(jīng)濟社會中，木質(zhì)林產(chǎn)品的需求增加，直接導致了森林砍伐數(shù)量增加。加大封山育林、造林再造林等工程項目的實施力度，保護森林資源，增加森林碳匯量，維護森林生態(tài)系統(tǒng)的安全。

[1] 國家林業(yè)局網(wǎng)站http://www.forestry.gov.cn/.

[2] 湖南省2011年度森林資源統(tǒng)計年報[R].

[3] 董方曉.對我國森林碳匯量的估算與分析—以遼寧省森林資源為例[J].林業(yè)經(jīng)濟，2010,(9):54-57 .

[4] 黃 方.湖南主要森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能經(jīng)濟價值及其生態(tài)對策研究[D].長沙：中南林業(yè)科技大學，2007:35-37.

[5] 焦秀梅.湖南省森林植被的碳貯量及地理分布規(guī)律[D].長沙：中南林業(yè)科技大學，2005:23-24.

[6] 尹少華.湖南省退耕還林工程生態(tài)效益評價[J].中南林業(yè)科技大學學報，2010,30(5):35-38.

[7] 易雪玲,鄧志高.控制森林減少的環(huán)境政策效應(yīng)分析[J].中南林業(yè)科技大學學報，2009,29(5):132-135.

[8] 謝紅彬,孫作玉.褐色土地再利用的利益相關(guān)者環(huán)境沖突分析[J].中南林業(yè)科技大學學報，2009,29(9):206-208.

[9] 劉文宇,張燦明.長沙市主要森林類型生態(tài)服務(wù)功能價值評價[J].湖南林業(yè)科技,2011,(3):31-35 .

[10] 韓素蕓,田大倫，閆文德，等.湖南省主要森林類型生態(tài)服務(wù)功能價值評價[J].中南林業(yè)科技大學學報,2009,29(6):6-12.

Estimation and evaluation of Hunan forest carbon sinks

YIN Shao-hua, ZHOU Wen-peng
(School of Business, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

The forest resources, as the main absorption and storage of carbon dioxide and other greenhouse gases, its’ capability of carbon fi xation gets great signif i cance for the sustainable social and economic development. This paper uses the theories and methods of biomass inventory method to determine and evaluate the Hunan forest carbon sinks. And the results show that the Hunan forest carbon stocks is relatively rich, the forest carbon density is large, the potential of development is huge, but forest carbon sinks seriously depend on natural environment and forestry project.At the same time, this paper analyzes the relationship between forest carbon sinks and the density of forest carbon sinks,carbon forestry projects,industrial energy consumption.So based on this understanding, this paper put forward some suggestions as to increase the amount of forest carbon sinks and to promote the sustainable development of Hunan province’s economic and social.

forest carbon sinks; estimate; evaluation; Hunan province

S718.5

A

1673-923X(2013)07-0136-04

2013-01-20

湖南省軟科學研究項目（2012ZK3170）

尹少華（1962-），男，湖南澧縣人，教授，博士，博士生導師，研究方向：農(nóng)林經(jīng)濟管理

[本文編校：謝榮秀]