四川森林碳贮量现状和分布

1、四川森林碳贮量现状及其空间分布*骆宗诗1文吉富2王国良2向成华1刘波3(1四川省林业科学研究院四川 成都610081； 2富顺县国营林场四川富顺6432003四川省林业调查规划院四川 成都610081)摘 要：该研究采用材积源生物量法和四川省2007年森林资源监测数据，计测了四川森林总碳量和碳密 度。研究结果表明：2007年四川森林总碳量629.76Tg，平均碳密度50.67Mg.hm-2，主要得益于成熟林的 贡献。四川森林的碳贮量具有极大的空间差异性，在地貌上表现为：川西高山峡谷区(261.58 Tg C)川 西南山地区(114.32 Tg C)盆地西缘山地区(74.08 Tg C)盆地丘陵

2、区(59.33 Tg C)川西北高原区(45.15 Tg C)盆地南缘山地区(41.45 Tg C)盆地北缘山地区(33.85 Tg C)；在流域上表现为：岷江流域(228.57 Tg C)雅碧江流域(160.25 Tg C)嘉陵江流域(128.25 Tg C)金沙江流域(84.89 Tg C)长江干流(16.55 Tg C)沱江(11.25 Tg C)。森林碳密度有由东南向西北逐渐增加的趋势，即盆地北缘山地区(28.83 Mg-hm-2) 盆地丘陵区(31.71 Mghm-2)川西南山地区(42.80 Mghm-2)盆地南缘山地区(48.54 Mghm-2)盆地西缘山地 区(56.75 Mg

3、hm-2)v川西高山峡谷区(66.96 Mghm-2)v川西北高原区(69.76 Mg-hm-2)，或长江干流域(30.09 Mghm-2)v沱江流域(36.41 Mghm-2)v嘉陵江流域(38.72 Mghm-2)v雅碧江流域(52.94 Mg-hm-2)金沙江流域 (54.48 Mg.hm-2)v岷江流域(62.24 Mg.hm-2)。文中还讨论了森林碳贮量与碳密度的空间差异性在森林经营与 区划中意义，分区规划和分类经营管理是提高四川森林碳吸存能力的有效措施。关键词：碳贮量；碳密度；森林；四川中图分类号：S727文献标识码：A文章编号：1003-5508(2009)02-Situatio

4、n and distribution of forest biomass carbon storagein Sichuan province, ChinaLUO Zong-shi1 WEN Ji-fu2 WANG Guo-liang2 XIANG Cheng-hua1 LIU Bo3China;(1. Sichuan Academy of Forestry, Sichuan Province, Chengdu 610081, China;2- Fushun forestry farm, Fushun county , Sichuan , 643200,3. Sichuan Forestry i

5、nvestigatory Planting Institution, Sichuan Province, Chengdu 610081, China)Abstract: Using the provincial forestry inventory data that monitored by Sichuan Forestry Investigatory Planting Institution in 2007, forestry biomass carbon storage of Sichuan forest are estimated with the method of regressi

6、on equation between stand and volume in different forest types. The results show that total carbon storage and carbon density of Sichuan forest in 2007 were 629.76Tg C, 50.67Mghm-2, respectively. There is considerable spatial variability in forest C storage and C density in Sichuan. The ranked order

7、 of forest C in view of physiognomy was Sichuan western alpine gorge area (261.58 Tg C) Sichuan southwest mountainous area( 114.32 Tg C) western edge mountainous area of Sichuan basin (74.08 Tg C)hilly area of Sichuan basin (59.33 Tg C)Sichuan northwest tableland area( 45.15 Tg C) southern edge moun

8、tainous area of Sichuan basin( 41.45 Tg C)northern edge mountainous area of Sichuan basin(33.85 Tg C), and that of forest C in view of drainage area was Minjiang收稿日期：2008-11-26基金项目：四川林业科技先导计划重点创新工程项目一一四川林业工呈生态 经济和社会效益监测与评价编号：研究07-9) 作者简介：骆宗诗(1963一一)，男，硕士，助理研究员，主要从事森林生态学文研究。River (228.57 Tg C) Yalong

9、jiang River (160.25 Tg C) Jialingjiang River (128.25 Tg C) Jinshajiang River (84.89 Tg C) Changjiang stem River (16.55 Tg C) Tuojiang River (11.25 Tg C)。Forest C density increased from southeast area to northwest area, with the order of northern edge mountainous area of Sichuan basin(28.83 Mghm-2)v

10、hilly area of Sichuan basin (31.71 Mg- hm-2) Sichuan southwest mountainous area(42.80 Mg-hm-2) southern edge mountainous area of Sichuan basin(48.54 Mg- hm-2) western edge mountainous area of Sichuan basin(56.75 Mg-hm-2) Sichuan western alpine gorge area (66.96 Mg-hm-2)vSichuan northwest tableland a

11、rea (69.76 Mg-hm-2), and with the order of Changjiang stem River (30.09 Mg- hm-2) Tuojiang River(36.41 Mg-hm-2) Jialingjiang River(38.72 Mg-hm-2) Yalongjiang River (52.94 Mghm-2)vJinshajiang Rive(54.48 Mg-hm-2) Minjiang River(62.24 Mg-hm-2). The role of spatial variability of forest C storage and fo

12、rest C density in the forest management and division was discussed in this paper, and it was suggested that sub-regions planting and division forest management would improve the potential of carbon sequestration in Sichuan forests.Key words: Carbon storage; Carbon density; Forests; Sichuan Province1

13、引言全球气候变暖已成为全球关注的重大问题，它不仅仅反映在学术研究上，已上升到经济社会和国际政 治交往1。森林是陆地生物圈的主体，贮存了陆地生态系统76%98%的有机碳，在全球碳循环和碳平衡 中起着巨大作用，是控制地球变暖的重要缓冲器1。近年来国外很多学者在大尺度或区域尺度上对森林植 被碳贮量及其碳汇功能进行了大量研究，估算了全球或区域森林植被的碳贮量及其变化，这些研究表明北 半球温带森林和北方森林起着CO2“汇”的作用2-8,1。；国内研究表明，中国森林自上世纪70年代以来亦是 碳汇9,11-14。此外，在减排行动上，发展成本低、潜力大、可持续的林业来增加生物固碳，充分发挥林业 的重要作用，将

14、成为各国政府采取减排、缓解气候变化的行动措施1。四川省位于青藏高原东南缘，在中 国地势中处于第一、第二阶梯上，是全球气候变化的敏感地带15。其境内地形地貌极为复杂，森林类型多 样，森林面积和蓄积分别居全国第4位和第2位，而其西部高山原始林区处于我国东南半部和西北半部的 前缘地带，又是长江上游各主要支流的源头，是重要的水源涵养林区。特殊的自然地理位置，决定了四川 森林在我国森林碳循环中的重要地位。因此，本文研究的目的是：1)估算全省森林碳总量和碳密度现状； 2)了解森林碳贮量在不同地貌类型和不同流域上的空间变化；3)为通过森林资源管理和造林等林业行为来 增加森林碳库容量和潜力提供基础数据。2研究

15、资料与方法2.1研究资料本文所用的森林资源数据来源于四川省2007年森林资源监测资料，其数据是以县级为单元，包括各 类林分的龄级(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林)、面积和蓄积。文中以县域为单元，分别统 计了不同地貌类型(盆地丘陵区、盆地北缘山地区、盆地南缘山地区、盆地西缘山地区、川西南山地区、 川西高山峡谷区和川西北高原区)、不同流域(长江干流、嘉陵江、金沙江、岷江、沱江和雅碧江)和21 个市州的各龄级林分的面积和蓄积。由于监测资料中的经济林、竹林、疏林及灌木林仅有面积，故对这些 林分未作统计分析。1.2研究方法森林碳贮量的估算是以森林生物量为基础的，而森林生物量的估算因其方法的不确定

16、性一直受到人们 的关注。目前认为材积源-生物量法是一种较好的估测森林生物量的方法(Volume-biomass method)，因 其基本上能很好地体现实际情况11，所以，近年发表的有关森林碳贮量和碳密度的论文大多采用此法 9,11,12,13,14。为了便于文献间的比较，采用方精云建立的森林生物量与蓄积量的关系方程来估算2007年四川森林生物量914。生物量换算因子（BEF）与林分蓄积（x）之间的关系为9：BEF = a + bx式中a、b为常数，四川主要森林类型的a和b参数见表1。各森林类型的生物量是利用森林资源监测资 料提供的面积和蓄积量以及BEF的关系计算而来。其计算公式为：B =彦

17、5 A - BEF -七i=1 j=1式中，B为汇总单元的总生物量（不同地貌类型、不同流域或不同市州），A为第i类森林第j龄级的汇 总面积，勺为第i类森林第/龄级的全省平均林分蓄积量。森林碳贮量为森林生物量乘以系数0.5 （即每克干物质的碳含量）9,11,14，文中森林的碳贮量仅指林木 的活生物量，不包括森林生态系统中的枯死木、下木层、枯枝落叶层以及森林土壤层等的贮量。表1不同林分类型生物量与蓄积量回归方程参数林分类型a (Mg-m-)b (Mg)样本数相关系数参考文献云冷杉 Picea, Abies0.464247.4990130.989铁杉、柳杉、油杉 Tsuga, Cyptomeria,

18、 Keteleeria0.415841.3318210.899杉木 Cunninghamaia lanecolata0.399922.5410560.959柏木类Cypress0.612946.1451110.969落叶松Larix0.609633.8060340.829华山松 Pinus armandii0.585618.743590.919y由松 Pinus tabulaeformis0.75545.0928820.969马尾松、云南松 Pinus massoniana, P. vunanensis0.51011.0451120.929其它松类和针叶林 other pines and co

19、nifer forests0.516833.2378190.989、11桦木Betula1.068710.237090.709落叶栋类 Deciduous oaks1.14538.5473120.989桉树 Eucalyptus0.88734.5539200.809杨树 Populus0.475430.6034100.879樟、楠木、槠、青冈 Cinnamomum, Phoebe,1.03578.0591210.9111Cyclobalanopsis Castanopsis檫树及阔叶混交林Sassafras and mixed0.625591.1103190.939、11broad-leaf

20、forests杂木林 Nonmerchantable woods0.75648.3103110.999泡桐 Paulownia0.89560.0048220.99163结果2.1四川森林碳贮量和碳密度现状根据2007年四川森林资源监测资料的汇总数据和各优势树种的生物量与蓄积量回归模型计算，四川 森林碳总量2007年为629.76Tg （表2），主要贮存在成熟林（近熟林、成熟林和过熟林）中。成熟林碳贮 量为462.96 Tg C，占全省碳总量的73.51%；幼、中龄林的碳贮量为166.80 Tg C，仅占26.49%。全省森林 平均碳密度为50.67Mg C-hm-2，高于1998年全国平均碳密

21、度的44.91 Mg Chm-211，但低于世界平均水平 的86 Mg C-hm-290同碳总量一样，较高的碳密度得益于成熟林。成熟林的平均碳密度为67.36 Mg C-hm-2, 是幼龄林24.75 Mg C-hm-2的2.72倍；是中龄林34.09 Mg C-hm-2的1.98倍。表2按行政区域和龄级统计的四川森林2007年总面积、总碳贮量和碳密度幼龄林中龄林近熟林成熟林过行政区域总面积总C量C密度总面积总C量C密度总面积总C量C密度总面积总C量C密度总面积，(x104ha) (Tg C)(Mg/ha)(x104ha)(Tg C) (Mg/ha)(x104ha)(Tg C) (Mg/ha)

22、(x104ha) (Tg C)(Mg/ha)(x104ha)(成都市4.241.0224.079.973.6937.003.681.5441.813.492.2965.781.77自贡市0.230.0418.952.210.4922.301.510.3825.030.240.0730.350.02攀枝花市5.000.6012.0811.402.5122.048.692.9433.845.352.4645.983.70泸州市4.120.9122.0014.394.2329.413.671.2834.954.962.6453.150.69德阳市1.440.4329.945.071.9839.021

23、.010.4948.412.401.6668.981.23绵阳市18.234.9627.2030.7411.3736.9812.586.2749.8111.108.1473.2611.44广元市37.5410.1927.1320.276.5032.087.062.6337.284.162.6062.480.62遂宁市5.091.6933.205.582.1738.980.130.0540.790.020.0136.120.00内江市1.020.2423.132.950.9331.741.690.5029.510.390.1332.750.08乐山市6.891.6423.8812.054.793

24、9.765.812.3440.2511.018.0072.689.62南充市14.104.5232.069.213.3336.150.130.0326.840.050.0239.720.00眉山市2.190.4520.333.571.1933.254.482.2449.965.883.7864.340.17宜宾市8.261.7621.2611.113.2429.145.411.4827.251.850.5931.570.52广安市2.300.5624.303.861.0427.042.100.4923.310.590.1627.810.04达州市22.345.0022.4017.854.512

25、5.247.941.9124.011.510.4630.230.13雅安市8.371.8822.4310.273.9238.1812.436.0648.7410.517.3269.6323.85巴中市20.875.2925.3519.375.8830.338.393.1537.582.991.4949.850.23资阳市3.101.0533.957.743.0038.750.130.0432.650.060.0345.390.00阿坝州23.425.9825.5331.1212.8341.2419.0711.2959.2252.8042.2680.0465.72甘孜州33.598.5225.3

26、540.9617.0141.5246.6326.0355.8285.9167.9279.0656.17凉山州18.782.9515.6844.5512.5128.0958.2621.5436.9765.3434.0752.1430.13全省241.1159.6724.75314.25107.1334.09210.7892.6643.96270.61186.0868.76206.14注：1Mg=106g=1 吨；1Tg= 1012g =106Mg。2.2四川森林碳贮量和碳密度的空间分异四川森林碳贮量和碳密度的空间分布差异极大（表2、图1和图2）。在行政区域上，碳贮量主要分布 在甘孜藏族自治州和阿

27、坝藏族羌族自治州，其次是凉山彝族自治州，其碳贮量分别为172.56、134.56和 96.18Tg C，分别占全省森林碳贮量的27.40、21.31和15.27%，3个州共占63.98%；在地貌类型上，碳贮 量主要分布于川西高山峡谷区、其次是川西南山地区和盆地西缘山地区，其碳贮量分别为261.58、114.32 和74.08Tg C，分别占41.54、18.15和11.76%，3个区域共占71.45%；在流域上，碳贮量主要分布于岷江 流域，其次是雅碧江和嘉陵江流域，其碳贮量分别为228.57、160.25和128.25Tg C，分别占36.30、25.45 和20.37%，3个流域共占82.1

28、1%。平均碳密度与碳总量有着类似的分布现象，在60 Mg C-hm-2以上的主 要分布于阿坝州、甘孜州和雅安市，或岷江流域，或川西北高原区和川西高山峡谷区。A总碳量1 2 3 4 5 6 7000005 0 5 0 5 nz 0Z 1里碳总图1不同地貌类型森林总碳量和碳密度分布情况。数字1、2、3、4、5、6、7分别代表盆地丘陵区、盆地北缘山地区、盆 地南缘山地区、盆地西缘山地区、川西南山地区、川西高山峡谷区和川西北高原区。图2不同流域森林总碳量和碳密度分布情况。数字1、2、3、4、5、6分别代表长江干流域、嘉陵江流域、金沙江流域、 岷江流域、沱江流域和雅碧江流域。4讨论4.1四川森林碳贮量类

29、型划分森林碳库的大小不仅与森林物种的组成、年龄结构以及环境因子有关，而且与森林面积、演替阶段、 年龄组成以及人类干扰等因素密切相关。探讨不同森林类型、不同行政区域的碳储量大小不仅对评估地区 森林在碳循环中的作用具有重要意义，而且对于森林恢复重建以及保护和管理也有较大的指导意义。本文 以森林类型或21个市州的森林面积、碳总量和碳密度为因子，使用SPSS软件采用逐步回归法进行聚类分 析，对森林类型进行聚类（未列出），对21个市州进行区划（图3）。聚类结果表明，可分为3种森林类型：第1组为高碳储量森林，包括栋类（Quercus）林、冷杉（Abies） 林、云杉（Picea）林和柏木林（Cypress

30、）4个森林类型。这几个森林类型是四川省森林的主体，其面积分别占全省森林总面积的20.13%、17.35%、11.55%和 12.21%，而其碳储量依次是136.22、184.59、100.63 和56.89Tg C，分别占全省森林总碳储量的21.63%、29.31%、15.98%和9.03%，这些森林类型是全省森林 碳储量的主要贡献者，面积占全省森林面积的61.24%，而碳贮量却占全省森林碳总量的75.95%；第2组 是中碳储量森林，包括云南松(Pinus yunnanensis)林、马尾松(P massoniana)林和高山松(P. densata) 林等3种森林类型，分别占全省森林总面积的

31、9.61%、6.91%和4.78%，碳储量相对较低，分别是26.77、 16.03和27.33TgC，占全省森林总碳储量的4.25%、2.55%和4.34%；第3组为低碳储量森林，包括杉木 (Cunninghamaia lanecolata)林、落叶松CLarix)林、柳杉(Cyptomeria)林、软阔叶林和硬阔叶林等27 类，这些类型分布面积较小，占全省森林总面积的17.46%，碳储量共计81.29TgC，占全省森林总碳储量 的 12.91%。依聚类结果，可将全省21市州划分为3个类型区。第一类为高碳储量区，包括甘孜州、凉山州和阿 坝州3个州，其面积分别占全省森林总面积的21.18%、17

32、.46%和15.46%，碳储量依次是172.56、96.18 和134.17 Tg C，分别占全省森林总碳储量的27.40%、15.27%和21.31%，碳密度依次是65.55、44.31和69.84 M C/hm2，森林类型主要是云、冷杉林、云南松林和硬阔叶林。第二类是中碳储量区，包括绵阳市、广元 市、雅安市、巴中市、达州市和乐山市6个市，其面积占全省森林面积的6.77%3.65%，碳储量在11.92 Tg C40.91 Tg C之间，占全省森林总碳储量的1.89%6.50%，碳密度在23.96 M C/hm260.63 M C/hm2，# 类型主要有云、冷杉林、栋类林、柳杉林、杉木林和柏木

33、林。第三类是低碳储量区，包括自贡市、内江市、 广安市、遂宁市、资阳市、德阳市、眉山市、成都市、南充市、宜宾市、泸州市和攀枝花市12个市，其 面积占全省森林面积的0.34%2.75%，碳储量在0.99 Tg C10.02 Tg C之间，占全省森林总碳储量的 0.16%1.59%，碳密度在23.63 M C/hm248.91 M C/hm2，森林类型主要是柏木林、马尾松林和云南松林。Rescaled Distance Cluster Combine TOC o 1-5 h z CASE 0510152025遂宁市 资阳市 内江市广安市 自贡市德阳市 眉山市 成都市 泸州市 南充市宜宾市 攀枝花市

34、绵阳市 推安市 达州市巴中市 广元市乐山市 阿坝州 凉山州甘孜州Label Nujr H1111F-q-j I-13 一 3 -I6 -q一I一-I一21I-1图3按行政区域碳贮量聚类图4.2碳贮量区划与森林经营气候变暖是人类面临的十大生态问题之首，而大量排放CO2等温室气体形成的温室效应则是气候变化 的根源。世界范围内温室效应的产生原因，有1/3-1/2是由于森林面积或森林资源的减少而影响了生物圈 对大气CO2的固定所造成的。由于森林碳汇功能具有比其它减排方式更经济和高效的优点17，因此从长远 来看，增加森林面积和提高森林质量以达到提高CO2吸收、固持功能，将是减缓全球气候变暖过程的重要 措

35、施。森林生态系统具有强烈的时空异质性和复杂的内部联系，在通过森林资源管理和造林等林业行为来 增加森林碳库容量和潜力时，必须要充分考虑这种时空异性和复杂性，应分区制定森林经营规划和实行分 类经营管理。从森林碳贮量区划类型来看，甘孜州、阿坝州和凉山州3个高碳储量区是四川原始林的分布 区域，也是岷江流域、雅碧江流域和金沙江流域的主要发源地，区域面积广阔，森林类型以云冷杉原始林、 云南松林和滇青冈等硬阔叶林为主，是四川森林碳贮量的主要贡献地区位，其面积占全省森林面积的 54.10%，而碳贮量占全省森林碳总量的63.98%，因而其森林的消涨将极大地影响全省森林的源汇功能。 然而，由于成、过熟林生长基本趋

36、于平缓，碳汇功能将减弱，对这一地区一是继续实施天然林保护工程以 稳定该区域的碳储量；二是合理采伐成、过熟林，采伐迹地及时更新造林，为森林碳汇提供新的发展空间。 相比之下，中碳储量区和低碳储量区(四川盆地丘陵区及盆周山地)主要是近年来林业重点工程所营造的 人工林，森林类型主要是柏木、马尾松和杉木林人工林，幼、中龄林居多，森林碳贮量低，碳密度也低。 由于该区森林普遍存在树种单一、结构和功能较差、病虫害频繁发生，导致森林碳汇功能减弱。因而应加 强这一地区的森林抚育，如对低产、低效林进行林分改造，提高森林碳汇功能。随着森林生长，现有人工 林经营与管理水平的提高，这一地区将是四川森林碳汇的主要贡献者。参考文献：国家林业局课题组.论林业在应对气候变暖中的重大作用.林业经济,2007,3:3537.Dixon RK, Brown S, Houguton RA, et al. Carbon pools and flux of global forest ecosystem. Science, 1994, 262:185190.Kauppi P E, Mielikainen K, Kuusela K. Biomass and carbon budget of European Forests, 1997