河南森林碳儲量及發展趨勢

文/劉一鳴

河南森林碳儲量及發展趨勢

文/劉一鳴

依據“京都議定書”、“巴厘路線圖”等國際協議，通過林業碳匯措施減少大氣中二氧化碳濃度已成為國際公認的緩解氣候變暖的有效途徑。通過碳匯來實現對二氧化碳等溫室氣體的吸收與固定，不僅可以達到間接減排的效果，而且操作成本低、效益好、易施行，是目前應對氣候變暖最經濟、最現實、最有效的手段。森林在生長過程中，通過光合作用將葉子吸收的二氧化碳和根部輸送上來的水分轉化為糖和氧氣，二氧化碳就以有機物的形式存儲在森林的樹干、樹葉、樹枝、樹根和森林土壤里，從而減少大氣中二氧化碳的濃度，減緩溫室效應，這一過程成為森林碳匯。

大規模的植樹造林不僅保護和改善了我國的生態環境，也為全球減緩氣候變暖作出了巨大貢獻。

森林碳儲量與全球氣候變化

森林在生產過程中，利用28.3 KJ的太陽能，吸收264 g二氧化碳和108 g水，產生180 g葡萄糖和192 g氧氣，再將180g葡萄糖轉化為162 g多糖（纖維素或淀粉）。所以森林每產生162 g有機物需要吸收264 g二氧化碳，即林木每形成1噸干物質將吸收1.63噸二氧化碳。據估計，地球上的綠色植物每年大約制造四五千億噸有機物，這遠遠超過了地球上每年工業產品的總產量，所以綠色植物常被形象地稱為“綠色工廠”。如果森林采伐或毀林的生物量損失超過森林生長的生物量增加，則表現為碳排放源，反之則表現為碳吸收匯。隨著我國重點林業生態工程的實施，植樹造林取得了巨大成績。據第六次全國森林資源清查，全國森林面積達到1.75億公頃，森林覆蓋率從20世紀90年代初期的13.92%提高到2008年的18.21%。同時，積極實施天然林保護、退耕還林還草、草原建設和管理、自然保護區建設等生態建設與保護政策，進一步增強了林業作為溫室氣體吸收匯的能力。我國作為造林大國，大規模的植樹造林不僅保護和改善了我國的生態環境，也為全球減緩氣候變暖作出了巨大貢獻。

表 1 喬木林生物量生長碳吸收能力

表 2 散、四、疏生物量生長碳吸收能力

闊葉林是河南省森林碳匯的主要貢獻者，其中楊樹、櫟類在河南省闊葉林乃至森林碳儲量中占主導地位。

河南省森林碳儲量變化與規律

河南省位于黃河中下游，地理坐標介于東經110°21-116°39，北緯31°23-36°22之間，全省土地總面積是167 000百公頃，其中林業用地是45 641百公頃，占27.33%，非林業用地是121 359百公頃，占72.67%。北部的太行山、西部的伏牛山及南部的桐柏山和大別山等山區是河南省森林資源的主要分布區，以天然闊葉林為主，平原地區主要是豫東黃淮海沖積平原和南陽盆地。河南省喬木森林以柏木、落葉松、油松、馬尾松、杉木、櫟類、闊葉混、硬闊類、楊樹、泡桐十大樹種為主。河南省處于我國南北方的交界處，林木生長方式既不像南方那樣過于迅速，無法達到應有的固碳能力和時限，也不像北方那樣過于緩慢，達到效益的周期過長。

從河南省林業活立木蓄積動態變化看，全省林木蓄積總生長量大于消耗量，林木資源數量呈現快速增長趨勢。全省林木蓄積從1992年的11 748萬立方米增加到2008年的18 051萬立方米、2010年的19 888萬立方米（外推法），增幅為40.9%。全省森林面積和森林蓄積快速增加，森林覆蓋率穩步提高。

依據森林資源調查數據，即喬木林總蓄積量、各優勢樹種蓄積量、活立木蓄積量年生長率，通過實際采樣測定各優勢樹種的基本木材密度和生物量轉換系數，并計算河南省平均的基本木材密度和生物量轉換系數，生物量含碳率取0.5，根據相關文獻和省級溫室氣體清單編制指南，可以估算喬木林生物量生長碳吸收。散生木、四旁樹、疏林的生長碳吸收估算方法同上，結果見下表1、表2。

由上述結果可知，從2005年到2010年，由于河南省森林總生長率大于消耗率，喬木林生物量生長碳吸收從619.19萬噸碳增加到964.88萬噸碳，而散生木、四旁樹、疏林的生長碳吸收變化不大。據統計，河南省現有的實際生物量碳貯量大約是10 061.31萬噸碳，根據2010年河南省森林面積，計算出平均碳密度為29.95噸碳/公頃，小于全國的平均值（42.82噸碳/公頃）。由于樹木碳儲量密度一般隨著樹木的齡級的增加而增大，即隨著幼齡林、中齡林、近熟林的不斷生長，其碳密度會不斷增加，到過熟林碳密度達到最大。若以2010年的森林各優勢樹種、各齡組蓄積及各齡組年均生長率為基礎，將各齡組的平均年齡作為起始點，可以估算森林碳儲量的潛力，數值大約是目前碳儲量的20倍，即碳儲量的潛力高達201 226萬噸。這說明如果我們能保護森林在成長過程中不受任何自然及人為的破壞，森林資源具有巨大的固碳潛力。根據2003年、2008年的森林資源的清查和外推，河南省森林的蓄積量以每年900萬m3的速度遞增，若能保持這種速度，則總的碳儲量每年以414-464萬噸碳的速度增加。

河南省森林碳儲量發展對策建議

河南喬木林可分為針葉林和闊葉林兩大類。針葉林包括馬尾松、油松、落葉松、柏木、杉木5種，其面積是3 155百公頃，占全省總面積的9.2%，碳儲量為591萬噸，占總碳儲量的7.7%；闊葉林包括楊樹、櫟類、闊葉混、硬闊類、泡桐5種，其面積是28 160百公頃，占全省總面積的81.7%，碳儲量為7 042萬噸，占總碳儲量的92.2%。可見，闊葉林是河南省森林碳匯的主要貢獻者，其中楊樹、櫟類在河南省闊葉林乃至森林碳儲量中占主導地位。

森林的碳儲量與森林中樹木的齡組密切相關。在森林發展的整個演替的過程中，可以把森林的碳動態分為4個階段：碳積累速率較低的初始階段、碳積累速率較高的階段、碳積累速率下降的成熟階段和碳分解到土壤的森林死亡階段。河南省現有森林中幼齡林、中齡林占絕大多數，它們的面積占總面積的89.9%，其碳儲量占全省碳儲量的80%；成熟林面積占10.1%，碳儲量占全省碳儲量的20%，與其所占的面積相比，成熟林的碳儲量明顯高于幼、中齡林。由于幼、中齡林的碳密度遠低于成熟林的碳密度，可見幼、中齡林的面積所占比例高是導致河南森林碳儲量、碳密度低于全國平均值的主要原因。隨著幼齡林、中齡林的不斷生長、成熟，會存儲更多的二氧化碳，具有巨大的潛力。

通過森林管理措施增加森林生長量和碳密度，使森林體現出碳匯功能是新形勢下對森林管理提出的新要求。通過延長森林的采伐作業周期，加強森林資源的撫育間伐管理，使森林具有合理的林分密度，促進森林生長，也可以增加森林的實際生物量和碳儲量。加強林產品的循環再利用，延長各種木制品的使用壽命，從而減少對森林采伐的需求，也可間接增加森林的碳吸收，延緩空氣中CO2濃度的升高。森林病蟲害常被稱為“無煙的森林火災”，一旦發生并蔓延，損失是慘重的。可根據經驗，調整森林結構，提高森林質量，多樹種合理配置，優化樹種結構，提高森林自身抵御自然災害的能力。另外，由于河南省特殊的地理環境，冬春兩季森林火險較高，所以應加強森林火災管理，以提高對各種自然和人為干擾的預測、預報能力，減少對森林的破壞，避免造成損失。

（作者單位：河南省實驗中學分校）