黑龙江省森林碳库碳储量、碳密度及吸碳吐氧价值研究

()文章编号:1005-5215201410-0026-04

ProtectionForestScienceandTechnology

防 护 林 科 技

,Oct.2014

(S)No.10umNo.133

黑龙江省森林碳库碳储量、碳密度及吸碳吐氧价值研究

李峰,王韡烨,刘文环,王力刚,毕广有

()黑龙江省森林与环境科学研究院,黑龙江齐齐哈尔161005

摘 要:根据2按照1分别估算了黑龙江省森林碳008年黑龙江省森林面积蓄积统计资料,8个森林类型的蓄积量,库的生物碳储量、土壤碳储量,并分析了森林碳库生物碳密度的分布规律和影响因素,同时对黑龙江省森林吸碳吐,,氧价值进行了经济评价。结果表明,黑龙江省森林碳库生物碳储量为8.同时吸收二氧化碳3释93亿t2.93亿t。亿t

;,,放氧气2黑龙江省森林土壤碳储量为9.同时森林土壤吸收二氧化碳3释放氧气23.81亿t29亿t4.06亿t4.77关键词:森林碳库;生物碳储量;土壤碳储量;碳密度

:/中图分类号:S326.2 文献标识码:A doi10.13601.issn.1005-5215.2014.10.008j

,CarbonStoraeCarbonDensitfCarbonPoolandValueofAbsorbingyog

CarbonDioxideandReleasinxeninHeilonianrovincegOyggjgP

,W,,W,LiFenaneieLiuWenhuananianBiGuanouggWygLgggy

(,Q)AcademfForestandEnvironmentofHeilonianrov.iihar161005,ChinayogjgPq

,,umeof18foresttesthebioloicalcarbonstoraesoilcarbonstoraeofforestcarbonstocksinHeilonianypggggjg

:AbstractAccordinostatisticsforaccumulationofforestareainHeilonianrovincein2008,onthebasisofvolgtgjgP-

forestcarbonstockswereanalzed.Theeconomicevaluationforvalueofabsorbinarbondioxide&releasinxygcgoy-enwereconducted.Resultshowsthat:resultshowsthatcarbonstoraeofcarbonpoolare3milliontinHeigg-

,;Provincewereestimatedresectivelthedistributionlawandinfluencinactorsofcarbondensitorbioloicalpygfyfg

,,;lonianrovincewhileabsorbinarbondioxide3.293billiontreleasinxen2.381billiontsoilcarbonofgjgPgcgoyg,m,carbonpoolare929milliontinHeilonianrovinceeanwhileabsorbinarbondioxide3.406billiontreleagjgPgc-sinxen2.477billiont.goyg

:;;;Keordsforestcarbonstocksbioloicalcarbonstoraesoilcarbonstoraecarbondensitgggyyw

有机体干质量的 碳是一种重要的生命物质,

45%以上都是由碳构成的。全球碳储量约为75×

15

分别储存在大气、海洋、岩石圈和陆地生10t碳1,

物圈四个巨大碳库中,并以各种形式在碳库内部和

[]

,前我国森林植被总碳储量高达7其中乔木8.11亿t,,占7.灌木林3.占4.竹林1.t59%;58亿t58%;98

[]

,亿t占2.53%2。

,林6占8疏林地和四旁树5.6.62亿t5.29%;93亿

碳库之间循环往复,以维持地球生命的营养和能量要求。最为活跃的碳库是陆地生物圈碳库,最为活跃的碳循环就是大气碳库和陆地生物圈碳库之间的碳交换。森林是地球上最大的陆地生态系统,是全球碳循环的主要部分。据中国林科院依据第七次森林资源清查结果和森林生态定位监测结果评估,目

收稿日期:2014-04-25

,李峰(男,黑龙江呼兰人,大学,研究 作者简介:1963-)

员级高级工程师,现从事森林生态研究.应用生态等方面研究.

黑龙江省森林资源丰富,是林业大省。林业经

[]

45.7%3。丰富的森林资源为黑龙江省乃至国家生

活立木蓄积达1hm2,7.7亿m3,森林覆盖率态建设、生态安全、生态文明做出了巨大贡献,同时黑龙江省丰富的森林资源也是个巨大的碳库。

营总面积31其中森林总面积2045万hm2,80.3万

1 试验材料来源及研究意义

通讯作者:毕广有,男,研究员级高工,主要从事防护林、

计资料,按照1分别估算了8个森林类型的蓄积量,黑龙江省森林碳库的生物碳储量,并分析了黑龙江

本研究根据2008年黑龙江省森林面积蓄积统

、碳密度及吸碳吐氧价值研究 第10期 李峰等 黑龙江省森林碳库碳储量 省森林碳库生物碳密度的分布规律和影响因素。为了提高森林碳库生物碳储量的估计精度,本研究对18个森林类型主要树种含碳量和树干密度都分别

进行了研究测定。

开展黑龙江省森林碳库碳储量研究,分析碳密度分布规律,对于把黑龙江省林业生态工程项目与碳汇项目结合起来,把森林碳汇生态效益数量化、市场化、商品化,对于开发黑龙江省森林碳汇潜在的巨大经济价值、争取国际碳基金都具有重要意义。

据森林生物固碳量计算林地固碳量。

27

林地固碳量换算系数β为1.其作用是根244,

2.5 森林全部固碳量计算公式:

CF=树木生物固碳量+林下植物固碳量+林地固碳量

=∑(SC+α∑(SC+SCiiiiiij×j)j×j)j×j)β∑(其中:Cδ×γiij=Vj×ρ×式中:CF-森林人全部固碳量;Sij-第i地区

2 研究内容与方法

第j类森林类型的面积;Ci地区第j类森林类ij第型的生物量碳密度;Vij-第i地区第j类森林类型单位面积蓄积量;δ-生物量扩大系数;α-林下植蓄积量法是以森林蓄积量数据为基础的碳计量

方法。其原理是根据森林主要树种抽样实测,计算出森林主要树种的平均容重(-3

蓄积量求出生物量,再根据生物量与碳量的转换系tm)

,根据森林总数求出森林的固碳量[

4

].1 森林资源蓄积扩大倍数。δ的确定

利用该系数可将树木蓄积量换算成以树木为主体的生物蓄积量。根据测数学,中国针叶树和阔叶树的树叶平均生物量占整株树总生物量的树枝占15.75%、树根占25.0%、树干占526.5.7%5,%由,此可计算出树木生物蓄积量扩大倍数为默认值为.2 含碳率1.9

)[5]

。1.9(IPCC该系数是为了将生物量γ的测定

(干重)转换成固碳量的换算系数。委托东北林业大学土壤化验中心,对碳汇树种的干枝叶根、林下植被、枯枝落叶及土壤各层的所有样品含碳量进行了化验分析。测试样品均烘干至恒重后再进行含碳量化验分析。采用重铬酸钾-硫酸氧化湿烧法分析测定。每个样品测试2次相近测定结果的平均值,为每个3次,取样品的最终含碳量3次测定中。

.3 各树种树干密度ρ的确定

不同树种的树干密度也不同,为了精确估算不同树种的生物量,本文根据中国林业科学研究院木材研究所种的树干密度1982年测定的结果,重新整理得到不同树[

6]

。算系数.4 林下植物固碳量换算系数法国科学家研究表明β的确定

α及林地固碳量换,森林蓄积生物固碳量占

森林固碳总量的总量的由此计8%,算林地固碳量占森林固碳总量的41%,林下植物固碳量占森林固碳出林下植物固碳量换算系5数1%α。为(.含凋落物195,其作用是根据森林生物固碳量计算林下植物)固碳量。

物碳转换系数;;-βρ含碳率。

-林地碳转换系数-容积系数;

γ3. 研究结果与分析

31 黑龙江省森林主要树种不同器官含碳率

黑龙江省各林分类型主要树种的干、枝、叶、根含碳率测定分析结果见表表1 黑龙江省森林主要树种不同器官含碳率

1。

%

树种样本数树干

树枝

树叶

树根

树种平均红松樟子松6555落叶松755151..585652.02522..28552小黑杨852.1.207.9

3银中杨341.6651.59415535.66青山杨34859..7324420952.232.5650.014大青杨149..87884059..0313510..53545940..39迎春五号35959..18840.21山杨141..554415855943白桦65959.7.2851..45424041..5453黑桦0..304350565049..65559.96柞树15950..432950..33324940椴树0.4.3140.214049.6.1449..14云杉9244949..573491449阔叶林9

54.523..2327

54.2.5.71424

5850.80..0066

56.102..6343

49..814956针叶林

42..401580.5表2 黑龙江省森林主要树种树干密度

t.0m8-3树种树干密度树种树干密度红松樟子松0迎春落叶松0.山5号杨0黑松0.335白桦0.0.38油松0.水胡黄椴树0.348.5

9云杉0.58433柏树0冷杉0.360..3486小黑杨0.0.36黑桦银中杨0青山杨

0.43柞树0.3.38388

大青杨

0.49 0..6388从表1可以看出,

黑龙江省森林主要树种不同器官含碳率的变化范围在松、樟子松、落叶松的树干、4树枝8.44、%树叶~5、3树根的含碳.23%。红率比较接近,各树种树根的含碳率高于相应的树干、

2222028

树枝、树叶的含碳率。

防 护 林 科 技 2014年

密度变化范围在0.其中柞树的树干密度35~0.68,最大。

土壤碳储3.3 黑龙江省不同林分类型生物碳储量、

量估算及碳密度分析

量估算及碳密度分析见表3。

林地土壤固碳量/t

(=Vδργ1.244)15821118.9614350784.732360421.162910360.3699540408.12112702488.5420350.6192411605.34386533.191939400.246693776.4113335090.26

-2

3.2 黑龙江省各林分类型主要树种的树干密度

黑龙江省各林分类型主要树种的树干密度见表(资料来源于中国林业科学研究院木材研究所王效2

。科,1982年测定结果)黑龙江省森林主要树种树干 从表2可以看出,

林分

类型红松林

面积/hm2

蓄积V3/m

立木生物固碳量/t=Vδργ黑龙江省不同林分类型生物碳储量、土壤碳储

表3 黑龙江省森林碳库不同林分类型生物碳、土壤碳估算及碳密度分析

V×1.9×0.5227×0.35=12717941.29V×1.9×0.5203×0.38=11536000.59V×1.9×0.519×0.49=187795465.10V×1.9×0.5084×0.36=17444.66V×1.9×0.4995×0.43=2339517.97V×1.9×0.4919×0.68=800105.24V×1.9×0.4984×0.49=90596855.73V×1.9×0.5000×0.38=337902.96V×1.9×0.49×0.50=74285856.38V×1.9×0.4880×0.5=155901037.10V×1.9×0.4880×0.4=37535190.04V×1.9×0.4884×0.6=10719525.93V×1.9×0.5×0.5=6029880.85

747075273.30

V×1.9×0.4884×0.5=6512020.08V×1.9×0.5098×0.4=31072261.41V×1.9×0.47×0.38=3746915.65V×1.9×0.4919×0.68=579872.76V×1.9×0.5039×0.39=2817.60

森林碳库生物固碳量/t=

()Vδργ1+0.195

15197939.8413785520.71224415580.82267446.372795723.9795619604.26108263242.6040379366.6388771598.37186301739.3044854552.1012809833.492754951.607205707.627781863.9937131352.3844775.20692947.953367.03

樟子松林3427383070

落叶松林4802002388658403云杉林10463054516冷杉林云冷杉柞树林柞矮林椴树林白桦林杨树林针阔混针混林阔混林珍阔混软阔混硬阔混其他总计

568656621076

57328277546912417

16708651259040502920079195247468127249093601842799412178622221413187724

80197243140351311925285212694486

17700941567360937323362835141259445101205754205385391614116719143794

103438

41393536588337

生物固碳量

比例/%1.701.540.250.3110.7112.134.529.9420.870.875.021.430.811004.160.500025.14

森林碳库生物碳密度/

thm-2

36.7240.2246.7321.6749.1651.0257.2332.8831.1437.0831.7350.1546.4542.6043.5735.6157.8538.3843.47

233617558.603505.09

4661163.07

721361.71

8100952.987501171.78

根据黑龙江省森林面积蓄积统计表18种林分

类型蓄积量,估算出黑龙江省森林碳库生物碳总储(。从林分类型构成看,量为8.见表3)落叶93亿t松林分生物碳比例最大,占2其次为阔叶混5.14%,交林,占2再次是白桦林,占1说明0.87%,2.13%,黑龙江省森林落叶松蓄积量最大。

较大,介于2柞1.67~57.85thm-2。硬阔混交林、

3蓄积V/m

云杉等等林分生物碳密度却>50thm。而杨树、

较小,这主要是由于林龄差异造成<32thm-2,的。硬阔混交林、柞树林、云冷杉林、针阔混交林的成熟林和过熟林占的比例较大,多为天然林;杨树、云杉纯林多为人工林,其中幼龄林、中龄林的比例较大。

9293610.10

从表3可以看出,各林分类型生物碳密度差异

3.4 各龄级生物固碳量分布

黑龙江省各林分类型按龄级生物固碳量分布情况见表4。

树林、云冷杉林、针阔混交林的生物碳密度较高,

用材林幼龄林中龄林近熟林成熟林过熟林总计

2面积/hm

30176074416310639074860471100079321731

1587294863874072111140791615241506312060522724691443

生物固碳量/t=V×1.9×0.5×0.5×(1+0.195)

90098824.49219902018.1754183.7629752100.14411352980.36845853.8

表4 按龄级分布各林分类型生物固碳量

生物固碳量比例/%

21.9053.4615.747.231.66100

生物碳密度/thm-2

29.87.3560.8661.2162.23

。表4)21.9%、53.46%、15.74%、7.23%、1.66%(

说明黑龙江省森林固碳量以幼龄林和中龄林为主,占7单5.36%。中龄林树木生长达到最旺盛时期,位时间内森林形成的碳沉降增量达到最大,森林固碳速度最快,说明黑龙江省森林固碳潜力很大。成

幼龄林、中龄 从各林分类型用材林龄级分布看,林、近熟林、成熟林、过熟林的生物固碳量分别占

熟林、过熟林立木蓄积量达到最大,这时森林碳沉降作用已经降到最低,森林固碳速度最低,而其固碳量却达到最大。

3.5 黑龙江省森林吸碳吐氧功能经济评价

根据表3计算出的黑龙江省森林生物碳库固碳,量为8.对黑龙江省森林生物碳库吸碳吐氧93亿t功能进行经济评价,见表5。

、碳密度及吸碳吐氧价值研究 第10期 李峰等 黑龙江省森林碳库碳储量

表5 黑龙江省森林生物碳库吸碳吐氧经济评价

截止

时间

8

20098.93×10

29

林木生物

固碳量/t

吸收CO林木生物碳汇2量释放O2量

//价值(亿元人民币)tt

1136.67

释放O2

价值(亿元)14286

介于24.2 各林分类型生物碳密度差异较大,1.67

柞树林、云冷杉林、~57.85thm-2。硬阔混交林、针阔混交林的生物碳密度较高,>50thm-2。而杨树、云杉等林分生物碳密度却较小,<32thm-2。幼龄林、中龄林、近4.3 从各林分类型龄级分布看,

熟林、成熟林、过熟林的生物固碳量分别占21.9%、说明黑龙江省森53.46%、15.74%、7.23%、1.66%,林固碳量以幼龄林和中龄林为主,占75.36%。中龄林树木生长达到最旺盛时期,单位时间内森林形成的碳沉降增量达到最大,森林固碳速度最快,说明黑龙江省森林固碳潜力很大。

根据表3计算出的黑龙江省森林土壤碳库固碳

,量为9.对黑龙江省森林土壤固碳价值进行29亿t经济评价,见表6。

截止

时间2009

森林碳库土壤

固碳量/t

.29×10

88

32.74×1023.81×10

表6 黑龙江省森林土壤碳库吸碳吐氧经济评价

森林土壤固碳

(亿元人民币)1182.52

88

34.06×1024.77×10

吸收CO2量释放O2量

//tt

释放O2

价值(亿元)14862

表6计算说明: 表5、

采用国际京都市场交易-1

,则每CO2价格5

.52美元吸收t碳价格为释放COO2量2量=固碳量5.52××(4(

444//1122))=;20.24美元;

氧气价格采用工业氧气售价=固碳量×(

32/12由表5计算可知,黑龙江省(6);截至00元20t

-1

09年。)

森林碳库生物固碳量为0.248.9按目前国际上碳汇美3亿元计t碳,价格每t碳为2算,目前黑龙江省林木生物碳汇价值为二氧化碳1136.67亿元(见表放氧气价值达32.93亿由表6计算可知1428t6,释放氧气5)。同时吸收亿元(

见表(吐氧,黑龙江省(5截至)。)23.81亿t,释碳库土壤固碳量为2009年)

森林价格每t碳为20.249.2美9亿元计t碳,按目前国际上碳汇算,目前黑龙江省森林土壤固碳价值为二氧化碳放氧气价值达34.061亿181486t2,2释放氧气.52亿元(见表亿元(

见表(吐氧6)。)624)。.77同时吸收亿t,释. 结论

1 根据全省森林面积蓄积统计数据,

应用蓄积量法,按照不同林分类型以及相应的木材密度、含碳率,计量黑龙江省森林碳库生物碳总储量为其次为阔叶混。其中落叶松8.93亿

交林林分,生占物碳比例最大,占25.14%,2.13%。

20.87%,再次是白桦林,占48..493 黑龙江省(截至亿t碳,前20国09年)

森林生物固碳量为按目际上碳汇价格每为20.24美元计算,目前黑龙江省林木生物碳t碳汇价值为t1136.67亿元。同时吸收二氧化碳,释放氧气。

23.81亿t,释放氧气价值达13422.983亿6亿

元4截至亿.5t 黑龙江省(碳。按同样碳价2森林土壤固碳为格00计9年)算,黑龙江省森林土9壤.2固9

碳价值为化碳34.0611亿8t2,.5释放氧气2亿元。同时森林土壤吸收二氧达14862亿元。24.77亿t

,释放氧气价值参考文献:

[1]李顺龙.森林碳汇问题研究[M].哈尔滨:东北林业大学出版社,[2]2李海奎006:70

,中国林业出版社雷渊才.中国森林植被生物量和碳储量评估[,2010:42M].北京:[3

]段新军,汇问题[J高玉娟].,林业科技情报李顺龙.黑龙江省林业的发展应该关注森林碳,[4

]杨海军,邵全琴,陈卓奇,等2.0森林碳蓄积量估算方法及其应用分06,38(4):16-17析[[5]李顺龙J].地球信息科学,,森林碳汇问题研究2007[,9M(4].):哈尔滨5-12:东北林业大学出版社,[6]2张坤006.:9森林碳汇计量和核查方法研究8

[北京:北京林业大学,2007D].

t44t1