江西森林碳儲量空間分布特征及其價值分析

摘要：利用立木蓄積量、森林面積及森林土壤碳儲量等基本監測數據，對江西省森林生態系統的碳儲量和碳匯及其經濟價值進行了估算。結果表明：江西省森林生態系統碳儲量為1 286.37×106t，年碳匯能力為53.92×106 t，其經濟價值分別為3 923.429億元和164.47億元，江西省森林生態系統平均碳密度為147.57 t/hm2。預計江西省年2010年到2020年間森林生態系統碳匯潛力278.09×106 t碳或1 020.59×106 t CO2，由此產生的經濟效益平均每年可達53.01億元。同時還對江西省11個市的森林碳儲量、碳匯及其經濟價值進行了估算，得出了全省各市森林生態系統碳儲量和空間分布特征以及各地的森林碳匯林地價格。

關鍵詞：森林生態系統；森林碳匯；碳密度；碳匯經濟價值

中圖分類號：F124.5 文獻標識碼：A

Analysis of Spatial Distribution and the Value of Forest Carbon Stocks in Jiangxi Province

HUANG Min， LIAO Wei-ming， WANG Li-guo， DENG Rong-gen

(College of Forestry and Art， Jiangxi Agricultural University， Nanchang 330046，China)

Abstract:On basic monitoring data of the volume of tree， forest area， forest soil carbon storage， etc， the carbon storage of forest ecosystems， carbon sinks and its economic value in Jiangxi Province are estimated. The results showed that， the carbon storage of forest ecosystem is 1 286.37×106t; the carbon sink capacity is 53.92×106t / year; Respectively， its economic value is 92.3429 billion RMB and 16.447 billion RMB. The average carbon density of forest ecosystems is 147.57 t / hm2. The forest ecosystems is expected to increase carbon sequestration potential of 278.09 × 106 t carbon sink or CO2 1 020.59 × 106 t absorption each year from 2010 to 2020 year， which creates 530.1 billion RBM every year. While forest carbon stocks， carbon sinks and their economic value being estimated， the forest carbon stocks， the carbon spatial distribution characteristics and the value of forestland in 11 cities of Jiangxi Province are estimated.

Key words: forest ecosystem; forest carbon sinks; carbon density; economic value of carbon sinks

一、前言

（一）森林生態系統及其生態服務

森林生態系統及其生態服務森林生態系統指森林植物、動物、微生物以及光、溫、水、氣、土等成分，通過能量轉換和物質循環互相聯系、互相依存、互相制約所構成的一個不可分割的統一綜合體。森林是陸地生態系統的主體，這是因為森林是陸地上面積最大、結構最復雜、生物量最大、初級生產力最高的生態系統。在維持生態安全、維護人類生存發展的基本條件中，森林生態系統起著決定性和不可替代的作用。森林生態系統的服務功能主要包括：固定CO2、涵養水源、調節水文、保持土壤、調節氣候、凈化空氣、防風固沙、穩定大氣、土壤熟化、營養元素循環、廢棄物處理、傳授花粉、生物控制、提供生境、食物生產、原材料供應、遺傳資源庫、休閑娛樂場所以及科研、教育、美學、藝術等。隨著全球溫室效應的加劇，森林吸收CO2的碳匯功能進一步彰顯，人們對森林的固碳功能愈益重視。

（二）森林與全球氣候變化關系

對于全球變暖的原因，盡管仍有爭論，但目前國際主流觀點認為全球變暖及氣候異常變化主要是由于溫室氣體大量集結造成的。各種溫室氣體因其在大氣中的濃度、生命期不同，對全球變暖的作用也不盡一致，CO2在大氣中濃度高、生命期可達200年，是大氣中對氣候變化影響最大的溫室氣體。據估計，大氣CO2的溫室效應占全部溫室氣體總溫室效應的6l％。

大氣中溫室氣體的排放的CO2大約占77%（IPCC，2001a）。大氣中CO2濃度（GHGs）已由工業前時代的279ppm上升到2005年的379ppm，史無前例地增加了36％。從1880年至今地面氣溫已升高了0.5-0.7℃。目前CO2濃度的年增長速度為1.8ppm。按此增長速度計算，到2100年，大氣中的CO2濃度將達到540-970ppm。有研究表明［1］，到2100年全國平均氣溫將可能上升1.8-4℃（IPCC 2007a）。

現有研究表明，大氣中CO2的迅速增長主要是人類活動造成的。其中，大量使用化石燃料是主要因子。當然，發達國家在過去一二百年中大量使用化石燃料是大氣CO2迅速增長的最主要原因。此外，在工業發展過程中對森林的破壞也是大氣CO2迅速增長的重要原因。據有關研究估計，從1850-1950年，由于化石燃料的燃燒，向大氣排放的碳總計達1 500-1 900億t。 而在1850-1950年間，由于森林的破壞而排放的碳總量估計為900-1 200億t［2］。眾所周知，森林在其生長過程中，通過同化作用吸收大氣中的CO2，形成光合物質，并把它保存于生物質中，從而降低大氣中CO2的含量，減少溫室氣體。森林生態系統對于溫室氣體的作用主要表現在以下六個方面。

1．森林是大氣CO2重要的碳匯 (sink)。陸地植被通過光合作用每年從大氣中吸收1 200億t碳，其中植物呼吸返回大氣約600億t碳，土壤有機質分解返回500億t碳，干擾返回約90億t碳，陸地植被年凈碳吸收量約10億t碳。在這些碳交換中，森林的貢獻約占80％。

2．森林是潛力巨大的碳庫 (reservoir)。據估計，全球植被碳量總額為466GtC，1 m深度范圍內土壤的含碳量為2 011GtC，兩者合計近2 500GtC。在各類植被類型中森林面積只占陸地總量的1/3，而它所儲存的碳量卻占植被總量的4/5，加上森林土壤碳儲量，森林生態系統碳儲量高達1 146GtC，幾乎是陸地碳庫總量的一半。

3．能源替代。森林生物原料作為能源不僅僅是農村生活用的薪材和木炭，還可用于發電。全世界每年所年提供的生物質能，從技術潛力上講，到2050年高達441EJ，高于2000年度全球能源消費的總量。生物燃料綜合氣化聯合循環發電供熱系統，到2010年全世界每年可減排14MtC，到2020年這一潛力可以增加到90MtC。

4．原材料替代。鋼鐵、水泥、鋁材及塑料等重要原材料，均屬于能耗密集性產品，均可在一定程度上為木材所替代，從而大量減少溫室氣體的排放。

5．對現有森林碳庫的保護。防止毀林、控制森林火災、森林病蟲害防治，可減少森林生物量損失，從而使得現有森林所含碳不至于釋放到大氣中。

6．增加森林碳庫容量。增加森林碳庫容積，從而將大氣中的碳吸收儲存。根據IPCC的評估，1995-2050年間，全球大約有344Mhm2林可用于造林活動，固碳潛力達60-87GtC，其中70%在熱帶，25％在溫帶，5％在寒帶，其年平均固碳率為1.1-1.6GtC 。

（三）生態服務功能的經濟特點

森林生態系統服務經濟價值分為可利用價值(Use values)和非利用價值(non—use values)，可利用價值進一步劃分為直接利用價值(direct use values)、間接利用價值(indirect-use values)。非利用價值主要是存在價值(existence values)、可選擇價值(option values)和遺產價值(bequest values)。生態系統服務(ecosystem Services)與傳統經濟學意義上的服務(它實際上是一種購買和消費同時進行的商品)不同，生態系統服務只有部分能夠進入市場被買賣，大多數生態系統服務是公共品或準公共品，無法進入市場［3］。生態系統服務以長期服務流的形式出現，能夠帶來這些服務流的生態系統是自然資本。從經濟和社會的角度來看，森林生態系統功能的特點有:外部經濟效益、公共產品屬性、非市場行為、社會資本屬性。

二、森林生態系統碳儲量、碳密度及其經濟價值估算方法

（一）碳儲量估算方法

森林生態系統植物碳貯量的計算。有的是利用森林生物量的野外樣地調查資料計算林地平均碳密度，再利用碳密度和森林面積折算碳庫貯量；另一種是通過建立生物量與立木蓄積量之間的關系，以此為基礎估算碳貯量。前一方法由于碳密度取不同樹種、林種、林齡的平均值，變量因子較多，估計精度低，所以本文主要以立木蓄積量為基礎進行估算。

立木蓄積具有的生物量與蓄積量之比值，不同樹種有一定的差異，但差異不是很明顯。如康惠林等(1996) ［4］采用1.9 t／m3平均值；楊永輝等(1996)［5］研究河北森林碳匯功能分針葉樹(2.55或41.6％)與闊葉樹(1.6664％)；徐振邦等研究喬木的結果為1.62 ［6］。IPCC建議值為：1.75-1.90，為諸多學者采用［7-8］，本研究采用此比值計算。植物碳含量變化一般不大，在0.44-0.5之間，康惠林等(1996)［9］取50％；GEF中國林業溫室氣體清單課題組研究成果取0.5，楊永輝(1996)［5］采用0.44。植被凋落物，研究表明，森林植被凋落物平均值為：8.21 m3/hm2［10］；林下植被生物量一般為林木總生物量的6.1％。

森林生態系統碳庫主要由2個部分組成，即植被和土壤（含凋落物）。也就是：

森林生態系統總碳貯量=植被總碳貯量 +土壤總碳貯量（含凋落物總碳貯量）

植被固碳量=立木蓄積生物量所貯碳量+林下植被固碳量森林

植被碳庫貯量=立木蓄積量×(立木蓄積對應的樹木總生長量／立木蓄積量)×木材比重×木材含碳量+林下植被固碳量

根據國際通用IPCC默認值，本研究采用的計算常數為：生物量／立木蓄積之比值1.90 ；木材比重0.5 t／m3；含碳量0.5；CO2／C：3.67；林下植被生物量取植被總生物量的 6.1％。

對于土壤碳庫的碳貯量，本研究采用森林土壤平均碳密度與森林面積為基礎計算。即：土壤碳庫碳貯量=1m深度內土壤碳+凋落物；碳密度=碳質量／面積。森林植被凋落物平均值8.21 m3/hm2 ；

根據以上提出的計算思路和方法，結合2004年中共江西省委、江西省人民政府《關于加快林業發展的決定》規劃目標，計算出江西省現森林碳儲量和碳匯的經濟價值。

（二） 森林生態系統固碳經濟價值計算方法

森林碳匯功能是外部經濟效益，屬于典型的公共產品．不能通過市場經濟機構即市場進行交易。森林固碳的價值計算方法主要有：人工固定CO2成本法、造林成本法、碳稅法等。不論是成本替代法，還是碳稅法，或其他各種統計方法或模型得出的結果差別很大(表2)。每固定1 t碳的成本，低的只有幾美元，高的則達數百美元。但單價50美元以下的居多。差異來源主要是計算方法、價值觀念和經濟水平的不同，如有的考慮了資金貼現、機會成本等，有的則沒有考慮。本文分別采用價格最低香港的10美元（合68.3元）/t C ；最高價位瑞典碳稅1 024.5元/t C；平均造林成本305元/t C 三個單價分別進行估算。

三、 結果與分析

（一）江西各市森林植被固碳量及其經濟價值

2004年度江西省森林植被固碳總量為178.19 Mt。全省l1個市中，贛州的森林植被碳儲量最大，達49.39Mt，占全省總量的27.72％；較大的市州還有吉安、撫州、上饒、宜春等市，固碳量分別達到34.21、21.43、19.34及20.84Mt。贛州、吉安、上饒、撫州、宜春、九江6市森林植被固碳之和160.93 Mt，約占全省總量的90.3％。較小的市為南昌、新余、萍鄉、鷹潭、景德鎮，森林植被碳儲量分別僅有1.63、2.77、3.06、3.4及6.41Mt，分別占全省總量的0.91%、1.55%、1.72％、1.91%及3.60％，合計占全省總量的9.7%。全省森林碳儲量的經濟效益，如果以305元/t C價位估算，其經濟價值達450.52億元，如以1 024.5元/t C及68.3元/t C價位計算，則其經濟價值也可分別達1 825.57億元、121.70億元。

（二）江西各市森林土壤固碳量及其經濟價值

各市中，贛州市的碳貯量最高，達324.28 Mt，占全省森林總碳貯量的29.25％，其次為吉安、上饒、撫州、宜春，其貯碳量分別為182.12、144.59、128.49、115.18Mt，分別占全省的16.43、13.06％、11.59％、10.42%。該5個市森林貯量之和約占全省11個市總和的80.87％。碳貯量相對少的市為南昌、新余、鷹潭，分別僅有11.56、18.86、21.21 Mt，其在全省的比例也分別只占1.04％、1.71％和1.91%。其他4個市州的碳貯量分布在25-100 Mt之間。

（三）江西森林生態系統碳儲量和碳密度

江西省森林生態系統的儲碳量為1 286.37106 t，碳密度平均值為147.57 t/ hm2。全省各市中，贛州市的碳儲量最高，為373.67Mt ，南昌市最低，為13.19Mt；各市的碳密度分布，新余市森林碳密度最高，萍鄉市其次，宜春市第三，分別為196.33、181.61 、166.51t/ hm2，以鷹潭市的碳密度為最低，為133.19t/ hm2，其次景德鎮市，為137.27t/hm2 。全省各市碳密度差異小，最大差異63.14t/ hm2。碳密度是單位面積上的碳存貯量，是生態系統碳存貯能力的重要指標。

上述結果說明，各市的林分質量差異不大，貯碳能力基本相近。周玉榮等(2000) 研究表明，我國森林生態系統的平均碳密度為258.83 t/hm2，而江西省平均水平為147.57t/ hm2。可見，全省森林碳密度水平仍然處于低水平。這主要是江西省的中幼林多、近成過熟林少，林齡組結構還不合理的緣故。同時說明，全省森林生態系統碳匯潛力很大，即使不再增加森林面積，只要求達到全國的平均碳密度水平，江西省森林生態系統還較大潛力貯存碳或CO2。實際上，全省土地肥沃，雨量充沛，光熱條件極好，而且大多為速生豐產林的中幼林，其貯碳潛力應高于全國平均水平。

（四）江西森林碳儲量及未來碳匯經濟價值

十五期間，江西全省森林生態系統的總碳儲量為1 286.37×106t。江西省森林生態系統碳庫價值，如果以造林成本價305元/t C價位估算，其經濟價值達3 923.429億元，如以瑞典碳稅1 024.5元/t C價位和碳價最低香港的10美元（68.3元）/t C計算，則其經濟價值也可分別達13 178.86億元、878.59億元。如果按照江西省的林業發展目標，即到2010年實現全省森林覆蓋率62％，2020年實現森林立木蓄積量10.5億m3，則全省森林生態系統總貯碳量可以達到1 638.26Mt，在305元價位下的經濟價值為996.69億元，2010年到2010年間的碳匯潛力278.09 Mt(相當于1 020.59 Mt二氧化碳)，其碳匯經濟效益價值總量如果以305元/t C價位估算，其碳匯經濟價值達848.18億元。

四、小結

森林生態系統的價值遠非只是向人們提供木材，也不僅僅是能履行《京都議定書》規定的CO2減排義務所體現出來的經濟價值。森林生態系統是一個生命支持系統，它還有諸多生態服務功能，如制造氧氣、涵養水源、調節氣候、防風固沙等，碳匯功能只是森林生態系統全部功能小部分。在只考慮碳的情況下，小結江西全省森林生態系統的空間特征和經濟價值：

1.碳儲量及經濟價值巨大。十五期間，江西全省森林生態系統的總碳儲量為1 286.37×106t。江西省森林生態系統碳庫價值，如果以造林成本價305元/t C價位估算，其經濟價值達3 923.429億元，如以瑞典碳稅1 024.5元/t C價位和碳價最低香港的10美元（68.3元）/t C計算，則其經濟價值也可分別達13 178.86億元、878.59億元。

2. 碳匯未來潛力及經濟價值巨大。按照江西省的林業發展目標，即到2010年實現全省森林覆蓋率62％，2020年實現森林立木蓄積量10.5億m3，則全省森林生態系統總貯碳量可以達到1 638.26Mt，在305元價位下的經濟價值為996.69億元，2010年到2020年間的碳匯潛力278.09 Mt(相當于1 020.59 Mt二氧化碳)，其碳匯經濟效益價值總量如果以305元/t C價位估算，其碳匯經濟價值達848.18億元。

3. 空間分布不均。江西省森林碳儲量為1 286.37 106t，碳密度平均值為147.57 t/hm2。各市中，贛州市碳儲量最高，為373.67Mt ，南昌市最低，為13.19Mt；各市的碳密度分布來看總的分別趨勢為：西高東地，北高南低。新余市森林碳密度最高，萍鄉市其次，宜春市第三，分別為196.33、181.61 、166.51t/ hm2，以鷹潭市的碳密度為最低，為133.19t/hm2，其次景德鎮市，為137.27t/hm2 。但是全省各市碳密度差異不是很大，最大差異63.14t/hm2。

上述結果說明，各市的林分質量差異不大，貯碳能力基本相近。周玉榮等(2000)［11］研究表明，我國森林生態系統的平均碳密度為258.83 t/hm2，而江西省平均水平為147.57t/ hm2。可見，全省森林碳密度水平仍然處于低水平。這主要是江西省的中幼林多、近成過熟林少，林齡組結構還不合理的緣故。同時說明，全省森林生態系統碳匯潛力很大，即使不再增加森林面積，只要求達到全國的平均碳密度水平，江西省森林生態系統還有較大潛力貯存碳或二氧化碳。

參考文獻：

［1］ 李怒云，呂佳編譯.林業碳匯計量［M］．北京：中國林業出版社.2009.

［2］ 應時氣候變化——省級決策能力建設培訓教［EB/OL］．http:www.ccchina.gov.cn

［3］ Costanza，R.d′Arge，R，.Groot.et a1.The Value of the World′s Ecosystem Services and Natural Capita［J］．Nature.1997，387(15):253-260．

［4］ 康惠林.森林碳功能估計［J］．應用生態學報，1996，7(3):230-240．

［5］ 楊永輝，畢緒岱.河北省森林固C的效益［J］．生態學學雜志，1996，15(4):51-54．

［6］ 何麗莎，Rachel Stern.絕非無價從經濟角度看香港大自然保育的效益［EB/OL］.www.civicexchange.org，2002．

［7］ 馮豐隆.林業與氣候變遷［J］．氣候變化綱要公約資訊速報，2000(24):8-11．

［8］ IPCC.氣候變化2001：減緩［EB/OL］．http:www.grida.no／climate.

［9］ 田育新，李錫泉，蔣麗娟.湖南第一期長防林碳匯量及生態經濟價值研究［J］．水土持研究，2003，11(1)．

［10］ Krieger，D.J. The Economic Value of Forest Ecosystem Services A review，2001．

［11］周玉榮，于振良.主要森林態系統碳碳平衡［J］．植物生態學報，2000，24(5):5l8-522.

（責任編輯：石樹文）