东山国有林场森林碳储量及影响因素分析.pdf

年月J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y第 卷第 期收稿日期:作者简介:熊志祥(),男,高级工程师,主要从事森林经营、森林保护和培育工作.东东山山国国有有林林场场森森林林碳碳储储量量及及影影响响因因素素分分析析熊志祥(湘乡市林业局,湖南 湘乡 )摘要:全球气候变化影响着人类的生存与可持续发展,加速发展森林碳汇是抵消和吸纳碳排放最经济有效的途径.国有林场是森林碳汇主要供给者之一,以东山国有林场为研究对象,探究不同乔木树种的碳汇能力,使用双因素方差分析检测了树种和林龄对森林碳汇能力的影响.结果表明:成熟林的碳储量占比为 ,表明成熟林在东山林场森林碳汇功能中发挥重要作用;中生阔叶林面积占比 ,而碳储量占比达到 ,表明扩大中生阔叶树种植面积,有利于提高林场的整体碳汇能力;双因素方差分析结果表明,树种、林龄及两者的交互作用均对森林的碳汇能力有显著影响.本研究为提高森林碳汇能力提供理论依据,为东山林场经营管理提供新的思路.关键词:蓄积量;碳储量;双因素方差分析;东山国有林场中图分类号:S 文献标识码:A文章编号:()A n a l y s i so fF o r e s tC a r b o nS t o r a g ea n dI n f l u e n c i n gF a c t o r s i nD o n g s h a nS t a t e o w n e dF o r e s tF a r mX i o n gZ h i x i a n g(X i a n g x i a n gF o r e s t r yB u r e a u,X i a n g x i a n g,H u n a n ,C h i n a)A b s t r a c t:G l o b a l c l i m a t e c h a n g e a f f e c t sh u m a ns u r v i v a l a n ds u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t A c c e l e r a t i n g t h ed e v e l o p m e n to f f o r e s t c a r b o ns i n k s i s t h em o s t e c o n o m i c a l a n de f f e c t i v ew a yt oo f f s e ta n da b s o r bc a r b o ne m i s s i o n s T h es t a t e o w n e df o r e s t f a r mi so n eo f t h em a i np r o v i d e r so f f o r e s t c a r b o ns i n k s I nt h i s s t u d y,D o n g s h a ns t a t e o w n e d f o r e s t f a r mw a s t a k e na s t h e r e s e a r c ho b j e c t t oe x p l o r e t h e c a r b o ns i n kc a p a c i t yo fd i f f e r e n t t r e es p e c i e s,a n dt h ee f f e c t so f t r e es p e c i e sa n df o r e s ta g eo nf o r e s tc a r b o ns i n kc a p a c i t yw e r ed e t e c t e db yt w ow a yANOVAT h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec a r b o ns t o r a g eo fm a t u r ef o r e s ta c c o u n t e df o r o f t h e t o t a l c a r b o ns t o r a g e,i n d i c a t i n g t h a tm a t u r e f o r e s t p l a y e da n i m p o r t a n t r o l e i nt h e f o r e s t c a r b o ns i n k f u n c t i o no fD o n g s h a n f o r e s t f a r m T h e a r e ao fm e s o p h y t i cb r o a d l e a v e d f o r e s t a c c o u n t e df o r ,w h i l et h ec a r b o ns t o r a g ea c c o u n t e df o r ,i n d i c a t i n gt h a te x p a n d i n gt h ep l a n t i n ga r e ao fm e s o p h y t i cb r o a d l e a v e d t r e e sw a s c o n d u c i v e t o i m p r o v i n g t h eo v e r a l l c a r b o ns i n kc a p a c i t yo f t h e f o r e s t f a r m T h er e s u l t so f t w o w a ya n a l y s i so fv a r i a n c es h o w e dt h a t t r e es p e c i e s,f o r e s ta g ea n dt h e i r i n t e r a c t i o nh a ds i g n i f i c a n t e f f e c t so n f o r e s t c a r b o ns i n kc a p a c i t y T h i s s t u d yp r o v i d e s a t h e o r e t i c a lb a s i s f o r i m p r o v i n gf o r e s t c a r b o ns i n kc a p a c i t ya n dp r o v i d e sn e wi d e a s f o r t h em a n a g e m e n to fD o n g s h a nF o r e s tF a r mK e yw o r d s:v o l u m e;c a r b o ns t o r a g e;t w o w a ya n a l y s i so f v a r i a n c e;D o n g s h a nS t a t e o w n e dF o r e s tF a r m 引言全球气候变化已经威胁到全球生物及其赖以生存的生态环境,影响着人类的生存与可持续发展 .“森林碳汇”是指森林植被通过光合作用固定C O,将大气中的C O捕获、封存、固定在植物中,从而减少空气中C O浓度 ,森林是陆地生态系统的主体,年固碳量约占整个陆地生态系统的/,年净碳汇约为 P gC,森林在调节全球碳平衡、减缓大气中C O等温室气体浓度上升以及 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期应对气候变化等方面具有不可替代的作用 ,因此,森林碳汇问题越来越受到人们的重视.“碳达峰”“碳中和”是现阶段我国社会经济转型期明确提出的重要目标,实现“双碳”目标,是我国实现可持续发展、高质量发展的内在要求,也是推动构建人类命运共同体的必然选择 ,而森林碳汇是世界上公认的基于自然的最有效、最经济的固碳方式,是我国实现“双碳”目标的重要途径之一.国有林场是森林碳汇主要供给者之一,在构建国家生态安全格局中具有不可替代的地位和作用 .践行“两山”理念,巩固提升森林生态系统碳汇是“双碳”目标下国有林场未来发展的主方向.东山国有林场经营总面积 h m,其中,有林地面积 h m,占总面积的 ;疏林地 h m,占 总 面 积 的 ;辅 助 生 产 林 地 h m,占总面积的 .通过估算东山林场森林碳汇量和分析影响森林碳汇量的因素,对于增强林场森林碳汇能力和发展森林碳汇交易具有重要意义 ,也为东山林场经营管理提供新的思路.材料与方法 研究区域概况湘乡东山国有林场位于湖南省中部,涟水河中游,湘乡市城东南,地貌属于湘江中下游红岩丘陵区湘潭盆地中低缓丘陵,地理位置:东经 ,北纬 ,总面积 h m.该研究区域位于亚热带季风气候区,春雨连绵,夏季炎 热,秋 季 多 雨,冬 季 寒 冷.年 平 均 气 温 约 ,月份最热,月平均气温 ,月份最冷,月平均气温 .年降水量 mm,全年各月均有降水.年平均空气相对湿度,年积雪日数 d,无霜期 d.林场境内土壤类型以砂岩发育的酸性红壤为主,土层厚度 c m,表层土层厚 c m,腐殖质层厚c m以下,具有一定的保水保肥能力.地处亚热带常绿阔叶林植被区,植物资源较丰富,有木本植物 科 属 种,草本植物 多科 多种.现有森林植被主要有针叶林、阔叶林和针阔混交林,建群种主要有杉木(C u n n i n g h a m i a l a n c e o l a t a)、马尾松(P i n u sm a s s o n i a n a)、湿地松(P i n u s e l l i o t t i i)等针叶树种和香樟(C i n n a m o m u mc a m p h o r a)、枫香(L i q u i d a m b a rf o r m o s a n a)、檫木(S a s s a f r a s t z u m u)等阔叶树种,森林覆盖率达 .估算方法 生物量估算方法森林生物量的估测方法主要包括:收获法、胸径树高生长模型法、生物量蓄积量转换模型法、遥感估算模型法等 ,基于森林资源数据,利用生物量蓄积量转换模型计算森林生物量的方法相对成熟且便捷.大量研究已经证明,森林蓄积量与生物量之间存在良好的线性关系(公式),因此本研究采用此方法估算东山国有林场主要树种生物量.Ba Vb()式()中:B为地上生物量(t/h m);V为单位面积活立木蓄积(m/h m);a,b为参数.本研究具体参数引自文献 ,不同树种类型的参数值如表所示.表不同树种类型蓄积量和生物量转换方程参数树种名称树种名称ab杉木 马尾松、湿地松 阔叶混交林 杂木(花卉苗木)碳汇量估算方法林木的含碳率是估算森林碳储量必须的基本参数.目前,国内外森林碳储量的估算方法通常采用森林生物量乘以含碳率计算得到,部分学者采用国际通用碳转换系数 g C/g ,这在进行大范围研究时能减少工作难度.本研究中森林碳储量以国家林草局印发的 造林项目碳汇计量监测指南 以及前人的研究成果中各树种的含碳率为依据进行测算.数据分析使用E x c e l进 行 数 据 的 统 计 和 分 析,使 用S P S S 进行双因素方差分析,分析不同树种、不同龄组以及两者交互作用对森林碳汇能力的影响.结果与分析 不同树种面积蓄积东山国有林场乔木林面积 h m(表),其中:杉木组面积 h m,占乔木林面积的 ;马尾松组面积 h m,占乔木林面积的 ;国外松组面积 h m,占乔木林面积的 ;中生阔叶林组面积 h m,占乔熊志祥:东山国有林场森林碳储量及影响因素分析生态文明建设:自然与生态木林面 积 的 ;慢 生 阔 叶 林 组 面 积 h m,占乔木林面积 的 ;花 卉苗木组面 积 h m,占乔木林面积 .东山国有林场乔木林 蓄积 m,其中:杉木组蓄 积 m,占乔木林蓄积的 ;马尾松组蓄积 m,占乔木林蓄积的 ;国外松组蓄积 m,占乔木林蓄积的 ;中生阔叶林组蓄积 m,占乔木林蓄积的 ;花卉苗木组蓄积 m,占乔木林蓄积的 .表东山国有林场优势树种(组)面积与蓄积优势树种(组)面积/h m比例/蓄积/m比例/杉木组 马尾松组 国外松组 中阔组 慢阔组 花卉苗木组 合计 从树种上看,东山林场现有乔木林树种中,针叶林面积 h m、蓄积 m,分别占乔木林面积和蓄积的比例为 和 ,针叶林比重相对较大,在一定程度上影响了森林生态系统在抵御森林火灾、抵抗林业有害生物、防止水土流失等方面的生态功能.不同龄级面积蓄积东山林场乔木林面积 h m,蓄积 m(表).其中:幼龄林面积 h m,占乔木林面积的 ,幼龄林蓄积 m,占乔木林蓄积的 ;中龄林面积 h m,占乔木林面积的 ,中龄林蓄积 m,占乔木林蓄积的 ;近熟林面积 h m,占乔木林面积的 ,近熟林蓄积 m,占乔木林蓄积的 ;成熟林面积 h m,占乔木林面积的 ,成熟林蓄积 m,占乔木林蓄积的 ;过熟林面积 h m,占乔木林面积的 ,过熟林蓄积 m,占乔木林蓄积的 .表东山国有林场乔木林面积蓄积统计统计单位合计面积/h m蓄积/m幼龄林面积/h m蓄积/m中龄林面积/h m蓄积/m近熟林面积/h m蓄积/m成熟林面积/h m蓄积/m过熟林面积/h m蓄积/m东山林场 比例/从林龄来看,东山林场现有乔木林面积 h m、蓄积 m.其中:中、幼林面积 h m,蓄积 m,分别占乔木林面积和蓄积的比例为 和 ;近、成、过 熟 林 面 积 h m、蓄积 m,分别占乔木林面积和蓄积的比例为 和 .可见,近、成、过熟林面积和蓄积的比例均较高,部分林木出现老化现象.森林碳储量()按树种分.依据东山林场森林资源数据,根据树种组成、蓄积量等(表)计算不同树种生物量,采用 造林项目碳汇计量监测指南 有关树种碳含量计算碳储量,结果如表所示.表东山国有林场优势树种(组)生物量和碳储量优势树种(组)面积/h m面积占比/蓄积/m生物量/t碳储量/t比例/杉木组 马尾松组 国外松组 中阔组 慢阔组 花卉苗木组 合计 由表可知,东山林场乔木林中,杉木组生物量、碳储量分别为 、t,占总碳储量的比例为 ;松类(马尾松、国外松)生物量、碳储量分别为 、t,占总碳储量的比例为 ;中 阔 组 生 物 量、碳 储 量 分 别 为 、t,占总碳储量的比例为 ;慢阔组生物量、碳储量分别为 、t,占总碳储量的比例为 ;花卉苗木组生物量、碳储量分别为 、t,占总碳储量的比例为 .因此,适度扩大中生阔叶树种植面积,有利于提升林场风景林景观质量,在应对气候变化中发挥更大的碳汇功能.()按龄级分.依据东山林场森林资源数据,以及不同龄组面积、蓄积量(表)计算不同龄组生 年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期物量,采用 造林项目碳汇计量监测指南 有关树种碳含量计算碳储量,结果如表所示.由表可知,幼龄林生物量、碳 储量分别 为 、t,占总碳储量的比例为 ;中龄林生物量、碳储量分别为 、t,占总碳储量的比例为 ;近熟林生物量、碳储量分别为 、t,占总碳储量的比例为 ;成熟林生物量、碳储量分别为 、t,占总碳储量的比例为 ;过熟林生物量、碳储量分别为 、t,占总碳储量的比例为 .成、过熟林以 的面积占比为林场提供了 的森林碳储量,这表明成、过熟林在森林碳汇功能中发挥十分重要的作用.表东山国有林场乔木林不同龄组生物量和碳储量统计单位合计面积/h m蓄积/m幼龄林面积/h m蓄积/m中龄林面积/h m蓄积/m近熟林面积/h m蓄积/m成熟林面积/h m蓄积/m过熟林面积/h m蓄积/m东山林场 比例/生物量/t 碳储量/t 森林碳汇量影响因素分析以“树种”和“林龄”为变量的双因素方差分析结果表明,树种和林龄均对森林碳汇量有显著影响(P ),且两者的交互作用亦对森林碳汇量有显著影响(P ).其中,“树种”解释了森林碳汇量变异的 ,“林龄”解释了森林碳汇量变异的 ,而两者交互作用解释了森林碳汇量变异的 .这表明,在东山林场内林龄是影响森林碳储量的主要因素.表树种、龄组及其交互作用对森林碳汇量影响的双因素方差分析指标变异来源自由度均方F值P值效应量碳汇量树种 林龄 树种林龄 讨论与结论东山国有林场碳储量按树种分大小为:中阔组杉木组马尾松组国外松组慢阔组花卉苗木组,碳密度按树种分大小为:慢阔组中阔组国外松组马尾松组杉木组.中阔、慢阔组以 的面积为林场提供了 的碳储量,这表明适当扩大阔叶树的种植面积,有利于提高东山林场的碳汇能力.碳储量按龄组分大小为:成熟林过熟林中龄林近熟林幼龄林,碳密度按龄组分大小为:过熟林成熟林近熟林中龄林幼龄林.过熟、成熟林以 的面积占比为林场提供了 的森林碳储量,这表明适当延长森林培育周期,有利于提高东山林场的碳汇能力.根据自然科学角度,增加东山林场森林碳汇可从总量和质量两方面着手,总量方面是指增加有林地面积,质量方面是指增加森林单位面积蓄积.因此从总量上看,应扩大造林面积,并避免森林火灾、虫害等对森林造成的负面影响.提高森林单位面积蓄积的主要手段包括抚育管理、补植、改造等经营措施,以提高森林的碳汇功能.此外,调节森林基本结构、混交林比例,延长轮伐期,优化乔、灌、草植物群落的物种组成以及生态补偿等措施提高林场生态固碳量.参考文献:R o b i n s o nR A,C r i c kH Q,L e a r m o n t hJA,e ta l T r a v e l l i n gt h r o u g haw a r m i n gw o r l d:c l i m a t e c h a n g ea n dm i g r a t o r ys p e c i e sJ E n d a n g e r e ds p e c i e s r e s e a r c h,:F a n gJY,G u oZD,H u H F,e ta l F o r e s t b i o m a s s c a r b o n s i n k s i n E a s t A s i a,w i t hs p e c i a l r e f e r e n c e t ot h e r e l a t i v ec o n t r i b u t i o n so f f o r e s te x p a n s i o na n df o r e s tg r o w t hJG l o b a l C h a n g e B i o l o g y,():P e c lGT,A r a j oMB,B e l l JD,e t a l B i o d i v e r s i t yr e d i s t r i b u t i o nu n d e rc l i m a t ec h a n g e:I m p a c t so ne c o s y s t e m sa n dh u m a nw e l l b e i n gJ S c i e n c e,e a a i S y a m p u n g a n iS,C h i r w aP W,A k i n n i f e s iFK,e ta l T h ep o t e n t i a lo fu s i n ga g r of o r e s t r y a s a w i nw i ns o l u t i o nt oc l i m a t ec h a n g e m i t i g a t i o na n da d a p t a t i o na n dm e e t i n gf o o d s e c u r i t yc h a l l e n g e s i nS o u t h e r nA f r i c aJ A g r i c u l t u r a l J o u r n a l,():董川,李建钦,杨光,等我国林业碳汇研究进展述论J绿色科技,():宋娅丽,康峰峰,韩海荣,等自然因子对中国森林土壤碳储量的影响分析J世界林业研究,():(下转第 页)年月绿 色 科 技(J o u r n a l o fG r e e nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y)第 期枸杞、花鸟等岛屿开展横向生态保护补偿.加强生态补偿金使用面研究,出台相关配套地方性法规和政策,确保资金能有效使用.结语本文基于海洋生态产品(海洋生态系统服务)概念并根据舟山海洋生态产品现状,对其进行科学分类并开展针对性的研究,在坚持保护优先的前提下,围绕海洋生态产品实现路径进行探索,提出了一系列的对策措施.()立足舟山实际提出海洋生态产品三大分区:滨海,海湾,近(远)海海域.()根据海洋生态产品分类及其价值实现基本途径,探索建立舟山海洋生态产品价值实现机制:市场交易、金融服务、生态保护补偿等.()针对舟山海洋生态产品可持续供给和价值转化存在的问题和瓶颈,提出修复和保护海洋生态、增加优质海洋生态产品供给、创新海洋生态产品价值转化机制等系列举措.参考文献:刘畅,刘耕源,廖少锴,等海洋生态产品及其价值实现路径J中国国土资源经济,():洪子燕,杨再从黄土高原的历史变迁讨论种草种树和生态产品的转化问题J河南科技大学学报(农学版),()李京梅,王娜海洋生态产品价值内涵解析及其实现途径研究J太平洋学报,():C o s t a n z aR,D eG r o o t,F a r b e r s,e ta l T h ev a l u eo fw o r l d se c o s y s t e m s e r v i c e s a n d n a t u r a lc a p i t a lJN a t u r e,():曾紫芸,章露兮新时代背景下森林生态产品有效供给途径探析J绿色科技,():肖建红,王敏,刘娟,等基于生态标签制度的海洋生态产品生态补偿 标 准 区 域 差 异 化 研 究 J自 然 资 源 学 报,():贺义雄,叶芳我国海洋生态产品供给机制与制度设计研究J海洋开发与管理,():王海兰基于可持续发展的海洋产业生态化问题J港口经济,():胡旭珺,周翟尤佳,张惠远,等国际生态补偿实践经验及对我国的启示 J环境保护,():舟山市史志办公 室舟 山 年 鉴 R舟 山:舟 山 市 史 志 办 公室,高晓龙,程会强,郑华,等生态产品价值实现的政策工具探究 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