虎山林場重點生態(tài)公益林碳匯計量研究

劉顯忠，李峰，車樹海，王力剛，王韡燁

（1.黑龍江省肇源縣林業(yè)局，黑龍江 大慶 166500；2.黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

為保障生態(tài)和國土安全，近年來，國家先后開展了天然林保護、退耕還林等六大林業(yè)重點工程。與此同時，在全國實施了重點公益林保護工程，把生態(tài)區(qū)位極為重要或生態(tài)狀況極為脆弱，對國土生態(tài)安全、生物多樣性保護和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要作用的重點防護林和特種用途林劃為國家重點公益林。黑龍江省從2001年開始實行了國家重點生態(tài)林保護工程，至今已取得了顯著的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。對重點公益林生態(tài)服務(wù)功能評估越來越受到重視，對涵養(yǎng)水源、保育土壤等方面的評估方法比較成熟，報道較多，對固碳釋氧功能的報道較少。因此開展對重點生態(tài)公益林碳匯功能進行計量研究，以期為生態(tài)公益林碳匯功能評估提供科學(xué)的計量方法，為生態(tài)公益林碳匯交易提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗地區(qū)概況

重點公益林碳匯計量試驗區(qū)域選擇在林口縣虎山林場。虎山林場位于林口縣城東北部，距林口縣城50km，地理位置130°24′20″—130°40′10″E，45°29′50″—45°30′40″N。植被屬長白山植物區(qū)系。主要是以山楊、白樺、黑樺、蒙古櫟、椴樹等為主的天然闊葉林。虎山林場區(qū)劃生態(tài)公益林總面積12 137 hm2，占林業(yè)用地的70.3%。其中區(qū)劃界定重點公益林面積5 498hm2，占林業(yè)用地的31.8%；區(qū)劃界定一般公益林面積6 639hm2，占林業(yè)用地總面積的30.5%。

2 研究方法

生物量法是以森林生物量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的碳計量方法。

（1）活的生物量（生物碳）包括地上生物量和地下生物量；

（2）非活生物量包括枯死木和枯落物；

（3）土壤有機碳。

所以生物量法計量固碳量，每個林分類型包括5個碳庫：地上生物量（干、枝、葉）、地下生物量（根）、枯死木、枯落物、土壤[1]。

2.1 林木碳匯計量

碳匯計量林分選擇虎山林場天然次生林為重點生態(tài)公益林，主要樹種為蒙古櫟、山楊、白樺及黑樺。在林分內(nèi)選取2塊標(biāo)準(zhǔn)地，標(biāo)準(zhǔn)地一般長度為40 m，寬度為25m。在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)分別樹種進行每木檢尺，實測每株樹木的胸徑，求出每種樹木的平均胸徑。按照平均胸徑在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)每種樹木選取1株標(biāo)準(zhǔn)木，對標(biāo)準(zhǔn)木做樹干解析，同時測定標(biāo)準(zhǔn)木的樹干、樹枝、樹葉、樹根的生物量。現(xiàn)場實測樹干和樹枝的生物量，樹葉的生物量通過現(xiàn)場選取3個標(biāo)準(zhǔn)枝（大、中、小），摘下標(biāo)準(zhǔn)枝上所有葉片，稱質(zhì)量，然后根據(jù)3個標(biāo)準(zhǔn)枝樹葉的質(zhì)量，估算全樹葉片的鮮質(zhì)量。樹根的生物量采用現(xiàn)場人工挖取全樹根稱質(zhì)量方法。同時取得樹木干、枝、葉、根的樣品，并分別稱取鮮質(zhì)量，樣品帶回。

2.2 枯枝落葉及土壤固碳計量

在每1塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，選取0.5m×0.5m的樣方3個，分為枯枝落葉層、腐殖質(zhì)層、A層和B層。

枯枝落葉層生物量：收取樣方內(nèi)全部枯枝落葉，現(xiàn)場稱質(zhì)量，同時取樣并稱質(zhì)量；

腐殖質(zhì)層、A層和B層，分別挖取樣方內(nèi)各層土壤并稱重，同時取樣稱質(zhì)量。

2.3 樣品干質(zhì)量測定

在實驗室內(nèi)，對所有的樹木、草本植物及土壤樣品進行烘干。樹葉及草本植物烘干溫度控制在80℃，樹干、樹枝、樹根及土壤烘干溫度控制在105℃，所有樣品烘干至衡質(zhì)量后再計算干質(zhì)量。

總干質(zhì)量（生物量）＝樣品干質(zhì)量／樣品鮮質(zhì)量×總鮮質(zhì)量

土壤總干質(zhì)量＝樣品干質(zhì)量／樣品濕質(zhì)量×土壤總濕質(zhì)量

2.4 生物量與固碳量轉(zhuǎn)換計算

蒙古櫟、山楊、白樺、黑樺的干、枝、葉、根的平均含碳率采取濕燒法測定，蒙古櫟的含碳率為49.19%、山楊含碳率為50.19%、白樺的含碳率為49.84%、黑樺的含碳率為49.84%。每個樹種的生物量與相應(yīng)的含碳率的乘積即為該樹種的固碳量。

蒙古櫟、山楊、白樺、黑樺天然次生林枯枝落葉層及土壤的含碳率采取濕燒法測定，枯枝落葉層為51.56%，土壤A層為8.12%、B層為5.19%。每層的生物量與相應(yīng)的含碳率的乘積即為該層的固碳量。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 重點公益林生物量及固碳量計量

3.1.1 虎山林場重點公益林樹木生物量、固碳量及空間分布見表1。

表1 虎山林場重點公益林樹木生物量、固碳量及空間分布

表1中每個樹種各器官的生物量與其相應(yīng)的含碳率之積即為每個樹種各器官固碳量，各器官分別合計得到每個樹種的生物量及固碳量，每個樹種生物量及固碳量合計得到天然林總的生物量及固碳量。由表1可知，固碳量與生物量成正比，以樹干、樹根、樹枝、樹葉的順序由高到低排列。虎山林場重點生態(tài)公益林每公頃的生物固碳量（簡稱生物碳）為38.89t，平均每年每公頃的固碳量為1.065t。

3.1.2 虎山林場重點公益林土壤固碳量計量

虎山林場重點公益林土壤固碳量及空間分布見表2。

表2 虎山林場重點公益林枯枝落葉和土壤固碳量及空間分布

由表2可知，虎山林重點生態(tài)公益林土壤固碳量（簡稱土壤碳）為87.51t·hm－2，其中土壤碳主要集中在A層（A20cm，B3cm），占土壤總固碳量的83.02%；枯枝落葉層6cm，較厚，占土壤總固碳量的9.69%；B層3cm厚，較瘠薄，占土壤總固碳量的7.29%。

虎山林場重點生態(tài)公益林碳總量為126.40t·hm－2（生物碳＋土壤碳）。生物碳為38.89t·hm2，占碳總量的30.77%；土壤碳為87.51t·hm－2，占碳總量的69.23%，土壤碳高與生物碳。

4 結(jié)論

4.1 虎山林場楊、樺、柞重點公益林的固碳量與生物量成正比，以樹干、樹根、樹枝、樹葉的順序由高到低排列。重點公益林的生物固碳量（簡稱生物碳）為38.89t·hm－2，平均固碳量為1.065t·hm－2·a－1。

4.2 虎山林場楊、樺、柞重點公益林土壤固碳量（簡稱土壤碳）為87.51t·hm－2，其中土壤碳主要集中在A層，占土壤總固碳量的83.02%；枯枝落葉層占土壤總固碳量的9.69%；B層占土壤總固碳量的7.29%。

4.3 虎山林場楊、樺、柞重點公益林碳總量為126.40t·hm－2（生 物 碳 ＋ 土 壤 碳）。 生 物 碳 為38.89t·hm－2，占碳總量的30.77%；土壤碳為87.51t·hm－2，占碳總量的69.23%，土壤碳高于生物碳。

[1]李怒云.林業(yè)碳匯計量[M].北京：中國林業(yè)出版社，2009：33－34