2021-4-10 | 农业
20世纪以来，全球气候发生了明显变化,大气中CO2浓度急剧上升及由此导致的温室效应及气候异常成为目前人类面临的最严峻的环境问题之一[1]。森林生态系统作为陆地生态系统的主体，是CO2的重要碳库，维持着陆地生态系统植被碳库的86％以上和土壤碳库的73％。森林每年光合作用固定的碳约占整个陆地生态系统的2/3，相当于人类活动所释放碳量的10倍之多。森林碳库发生细微的变化就会对全球气候系统产生巨大的影响，在减缓全球气候变化和全球碳循环中起着不可替代的作用[2]。因此，准确地估算森林生态系统的固碳现状，不仅是应对气候变化的需要，对合理经营和管理森林、促进森林生态系统固碳功能的增加也具有重要意义[3]。近20年来，国内外学界针对森林生态系统的植被和土壤碳储量、碳密度和碳汇功能等进行了大量的研究[4-6]，但多数研究集中在全球层面上或是国家层面上的森林整体碳储量估算研究[5-8]。这些研究由于涵盖的生物气候类型、植被类型、基础数据来源、研究方法、数据处理模型等的复杂多样，估算的结果存在很大差异，彼此间也缺乏可比性。另外，有关森林生态系统碳储量的研究主要关注于乔木层，对林下植物、枯落物和土壤碳库的研究较少，以致结果不能直接用于指导较小尺度上森林生态系统固碳、增汇的经营管理，需要对省、地、县等不同区域层面的森林碳库分别进行研究。贵州省是我国南方重点林区之一，也是我国木材主要产地和生态建设的主要阵地。但是缺乏关于贵州省森林生态系统碳储量、森林碳汇等全面系统的研究。本文以贵州省森林资源为研究对象，估算其乔木林、竹林、灌木林和经济林碳汇现状，旨在了解贵州省的森林碳汇现状，为我国区域尺度的森林生态系统碳汇功能，以及我国森林生态系统碳储量和碳循环的研究提供基础数据，为持续固碳增汇的森林经营提供科学参考，并据此进一步说明森林碳汇对减少全区域碳排放的重要贡献。
1试验地概况
贵州省地处东经103o36'~109°35'、北纬24°37'~29°13'，面积17.6万km2，平均海拔1100m，全省林业用地面积8.77×106hm2，森林面积7.03×106hm2，森林覆盖率39.93％。乔木林5.49×106hm2，竹林1.1×105hm2；活立木总蓄积3.10×108m3，其中：乔木林蓄积3.03×108m3。
2研究方法
2.1数据来源
本研究采用的森林资源数据为2000~2010年贵州省森林资源二类调查的汇总数据[9]。
2.2估算方法
采用温室气体清单估算法（国家发展改革委应对气候变化司：省级温室气体清单编制指南（试行），2011年5月）。森林和其它木质生物质生物量碳贮量的变化，包括乔木林（林分）生长生物量碳吸收，散生木、四旁树、疏林生长生物量碳吸收，竹林、经济林、灌木林生物量碳贮量变化，以及活立木消耗碳排放。具体计算方法如下：式中：△C生物量为森林和其它木质生物质生物量碳贮量变化（t碳）；△C乔为乔木林（林分）生物量生长碳吸收（t碳）；△C散四疏为散生木、四旁树、疏林生物量生长碳吸收（t碳）；△C竹/经/灌为竹林（或经济林、灌木林）生物量碳贮量变化（t碳）；△C消耗为活立木消耗生物量碳排放（t碳）。
2.2.1乔木林生物量生长碳吸收
根据本区域森林资源调查数据，获得估算年份的乔木林总蓄积量（V乔）、各优势树种（组）蓄积量、活立木蓄积量年生长率（GR）；通过实际采样测定或文献资料统计分析，获得各优势树种（组）的基本木材密度（SVD）和生物量转换系数（BEF），并计算该区域平均的基本木材密度和生物量转换系数，从而计算本区域乔木林生物量生长碳吸收，计算公式如下：中：V乔为某年份本区域的乔木林总蓄积量（m3）；Vi为本区域乔木林第i树种（组）蓄积量（m3）；GR为本区域活立木蓄积量年生长率（％），选取国家参考值8.45％；BEFi为本区域乔木林第i树种（组）的生物量转换系数，即全林生物量与树干生物量的比值（无量纲）；为本区域乔木林BEF加权平均值；SVDi为本区域乔木林第i树种（组）的基本木材密度（t/m3）；为本区域乔木林SVD加权平均值；i为本区域乔木林优势树种（组）i=1，2，3……n；0.5为生物量含碳率，取0.5，下同。
2.2.2散生木、四旁树、疏林生物量生长碳吸收
散生木、四旁树、疏林生物量生长碳吸收估算方法如下：根据本区域森林资源调查数据，获得估算年份的散生木、四旁树、疏林总蓄积量（V散四疏）、活立木蓄积量年生长率（GR）。其基本木材密度和生物量转换因子用全区域的加权平均值代替。
2.2.3竹林、经济林、灌木林生物量碳贮量
根据竹林、经济林、灌木林面积变化和单位面积生物量估算其生物量碳贮量变化，计算公式如下：式中:为竹林（或经济林、灌木林）生物量碳贮量变化（t碳）；为竹林（或经济林、灌木林）面积年变化（hm2）；为竹林（或经济林、灌木林）平均单位面积生物量（t干物质）。
2.2.4活立木消耗碳排放
根据森林资源调查数据，获得估算年份的活立木总蓄积量（V活立木），即乔木林、散生木、四旁树、疏林的蓄积量总和。根据活立木蓄积消耗率（CR）、全区域平均基本木材密度和生物量转换系数估算活立木消耗造成的碳排放，计算公式如下：式中：活立木蓄积消耗率（CR）选取国家参考值3.70％。
2.3活动水平数据确定方法
假设在两次清查间隔期内的各地类面积（或蓄积量）年变化速率相同。如最近一次森林资源清查年份t3等于或晚于2005年，则2005年各地类的面积（或蓄积量）数据可利用最近2次清查的面积（或蓄积量）通过内插法获得。如某区域最近一次森林资源清查年份t3早于2005年，则2005年各地类的面积（或蓄积量）数据需要最近3次调查结果通过外推法获得。