鄱陽湖生態經濟區農田植被碳儲量與碳密度分析

李甜甜

鄱陽湖生態經濟區農田植被碳儲量與碳密度分析

李甜甜

（江西財經大學 統計學院，江西 南昌330013）

采用參數估算法對2001～2013年鄱陽湖生態經濟區農田生態系統的植被碳儲量與碳密度進行測算。結果顯示：該區農田植被碳儲量與碳密度均呈現上升趨勢；農田碳儲量與碳密度的變化受農作物種植結構、產量及總播種面積的影響。由此可見，植被碳儲量的變化對生態系統的固碳能力具有重要的影響，農田植被碳儲量與碳密度在一定程度上的提高，具有碳匯作用。研究農田生態系統碳儲量、碳密度對控制溫室效應具有重要的參考意義。

鄱陽湖生態經濟區；農作物；碳儲量；碳密度

溫室效應的根本原因，在于大氣中溫室氣體濃度的逐漸增加。由此產生的問題是全球氣候升溫、人類生活環境受到威脅、社會經濟可持續發展受到阻礙等。這一系列問題受到了各國政府及科學家的共同關注。因為人類活動的過度干預，使得大氣中CO2的濃度增加。陸地生態系統是全球生態系統的重要組成部分，而農田生態系統在陸地生態系統中的作用不可小覷，它所具有的固碳能力與大氣中CO2濃度降低以及全球變暖趨勢的減緩密不可分，它既是重要的碳源，也是重要的碳匯。植被的碳儲量變化對陸地生態系統甚至整個生態系統的固碳具有十分重要的影響。

有關碳儲量的研究，其主要集中在森林生態系統和草地生態系統，而有關農田生態系統碳儲量與碳密度的研究相比而言較少。以四川省鹽亭縣為例，羅懷良對近55年川中丘陵地區的農田生態系統植被進行碳儲量動態研究。結果顯示，該區農田碳儲量與碳密度，在一定程度上都有所提高，這說明其具有一定的碳匯作用，但其碳儲量與碳密度很不穩定。谷家川等人對皖江城市帶農作物碳儲量進行動態變化研究，結果表明農田植被的碳儲量與碳密度在一定程度上有所提高，具有顯著的碳匯效應。金姝蘭、楊芳英兩人對江西省農作物碳儲量進行估算和分析，結果表明該區碳儲量與碳密度呈現出東西高，南北低的趨勢。盧春霞等對我國農田生態系統碳蓄積及其變化特征進行研究，發現我國農田碳儲量處于持續增長中。分析農田植被碳儲量與碳密度的變化情況，對發展鄱陽湖生態經濟區的低碳農業、健康農業、生態農業以及促進鄱陽湖生態經濟區農業的可持續發展具有重要的現實和理論意義。

1　材料與方法

（1）研究區域及數據來源。以鄱陽湖生態經濟區為研究區域，選擇該區9個市的稻谷、小麥、玉米、大豆等9種主要農作物進行分析研究。數據來源于2002～2014年的《江西省統計年鑒》。從中得到2001～2013年的南昌、景德鎮、九江、新余、鷹潭、吉安、宜春、撫州、上饒9個市的農作物耕地面積、主要農作物產量以及各農作物的播種面積，其中以稻谷、小麥等9種農作物作為重點研究對象。經整理加總求和后得到該區的農作物耕地面積、各主要農作物產量和播種面積。文中農田植被經濟系數、含碳率和果實含水率的數據來源于前人的研究成果。

（2）計算方法。主要采用參數估算法來得出農田植被碳儲量與碳密度，即將農作物的生物量運用轉換系數換算出碳儲量和碳密度。碳儲量與碳密度的計算模型為：

其中，i為第i種農作物；C（%）為單位生物量的含碳率；Q（t）為農作物產量；f（%）為農作物收獲部分含水量；E為農作物的經濟系數；n為農作物的種類數；s（t）為碳儲量；s（t）為研究區域總碳儲量；A（ha）為區域農作物耕地面積；Di（t/ha）為區域中第i種農作物平均碳密度；D（t/ha）為區域農作物平均碳密度。

利用有關農作物的含碳率、收獲部分含水量和經濟系數來計算碳儲量和碳密度。9種農作物的參數如表1所示。

表1鄱陽湖生態經濟區主要農作物估算相關參數

（3）統計分析方法。采用描述性統計分析、相關性分析，對2001～2013年農田生態系統農作物的播種面積、種植結構和農田植被碳儲量、碳密度做相關性分析。

2　結果與分析

（1）鄱陽湖生態經濟區農田生態系統植被碳儲量與碳密度動態變化分析。2001～2013年，該區農田植被碳儲量和碳密度總體均呈現上升趨勢。由表2可知，碳儲量從2001年的120.85*105（t）下降到2003年的105.90*105（t），從2003年開始又逐漸上升到2013年的186.83*105（t），與2001年相比增加了65.98*105（t）。碳密度從2001年的2.67（t/ha）到2013年的3.91（t/ha），期間有所波動，但基本處于上升趨勢，與2001年相比，增加了1.24（t/ha）。總體來說，稻谷、玉米、薯類、油菜籽和棉花的碳儲量呈上升趨勢，小麥、甘蔗的碳儲量呈下降趨勢，而大豆和花生的碳儲量處于波動狀態，沒有明顯的趨勢。

表2　2001～2013年鄱陽湖生態經濟區農田生態系統植被碳儲量與碳密度動態變化

表3是2001～2013年鄱陽湖生態經濟區農田種植結構與播種面積的動態變化表。由表3可知，農作物種植結構和總播種面積均發生了波動性的變化。稻谷的播種面積比例從2001年的50.81%上升到2013年的65.33%，可見稻谷是鄱陽湖生態經濟區最主要的農作物。棉花的播種比例從2001年的1.55%上升到2013年的1.80%，小麥、薯類、甘蔗的播種比例分別從2001年的0.80%、2.70%和0.47%下降到2013年的0.24%、2.47%和0.30%，而其他農作物的播種比例都有所波動，呈現時高時低的現象。鄱陽湖生態經濟區農作物總播種面積時高時低，但總體來說，總播種面積變化不大，平均總播種面積為4.50*106（t）。

表3　2001～2013年鄱陽湖生態經濟區農田種植結構與播種面積的動態變化

（2）鄱陽湖生態經濟區碳儲量和碳密度的影響因素分析。計算農作物種植結構、總播種面積與農田碳儲量與碳密度的Pearson相關系數（如表4所示），其中稻谷、小麥、玉米、大豆、甘蔗以及總播種面積與碳儲量相關關系顯著，花生、棉花與碳儲量的相關關系比較顯著，而薯類、油菜籽與農田植被碳儲量相關關系不顯著。稻谷、小麥、甘蔗和總播種面積與碳密度相關關系顯著，玉米、大豆、花生和棉花與碳密度相關關系比較顯著，而薯類、油菜籽與碳密度沒有顯著的相關關系。由此可見，2001～2013年鄱陽湖生態經濟區農作物種植結構與播種面積的動態變化是引起農田生態系統中碳儲量與碳密度變化的主要因素。

表4　農作物種植結構、總播種面積與農田碳儲量、碳密度的Pearson相關系數

P≤0.01表示“顯著”，0.01＜P≤0.05表示“比較顯著”，P＞0.05表示“不顯著”。

（3）鄱陽湖生態經濟區農田生態系統植被碳密度分析。表5是鄱陽湖生態經濟區不同農作物的平均碳密度的分布結果，由表可知，稻谷的平均碳密度最高，為2.891（t/ha），其次是油菜籽、棉花，分別為0.167（t/ha）、0.095（t/ha），而小麥的平均碳密度最低，為0.006（t/ha）。可見，農作物平均碳密度的大小與農作物產量和播種面積的大小有關，稻谷的播種面積大，產量高，其平均碳密度大；小麥的播種面積小，

產量少，其平均碳密度小。

表5　鄱陽湖生態經濟區農作物平均碳密度（t/ha）

3　結論與建議

對2001～2013年的鄱陽湖生態經濟區農田植被碳儲量與碳密度運用參數估算法進行測算。經測算發現，總體上，農田植被碳儲量與碳密度均呈現上升趨勢，農田植被碳儲量從2001年的120.85*105（t）逐漸上升到2013年的186.83*105（t），年均增長4.2%。農田植被碳密度從2001年的2.67（t/ha）上升到2013年的3.91（t/ha），年均增長3.6%。稻谷是該區種植面積最大且主要的農作物，由于農田碳儲量與碳密度與農作物種植結構、產量和總播種面積有著密切的聯系，而稻谷的碳儲量與碳密度最大，因此稻谷的種植對該區農田碳儲量與碳密度有著重要的影響。農田碳儲量的上升在一定程度上提高了生態系統的固碳能力，碳儲量與碳密度的增加在一定程度上加強了碳匯作用。

目前，我國有關農田生態系統植被碳儲量與碳密度的研究相對較少，說明所獲取的估算參數并不充分且具有一定的誤差，核算的結果也存在一定的不確定因素，這需要對其開展更加深入細致的研究，進一步完善農田植被碳儲量的估算參數和有關測算模型，從而為提高農田植被碳儲量，減少環境中碳排放量提供理論指導，支持農業生產的可持續發展。農田植被碳儲量與碳密度具有一定的碳源、碳匯及固碳的作用。

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Analysis of Carbon Storage and Carbon Density of Crops in the Poyang Lake Ecological Economic Zone

LI Tian-tian
（Institute of Statistics,Jiangxi University of Finance and Economics，Nanchang，Jiangxi 330013，China）

This research adopts parametric eva1uation method to ca1cu1ate the carbon storage and carbon density of crops in Poyang 1ake eco1ogica1 economic zone in 2001～2013.Resu1ts are as fo11owing：the carbon storage and carbon density of farm1and vegetation in the area showed a trend of rising；the change of farm1and carbon storage and carbon density are affected by crop p1anting construction，output and p1anting area.Thus，the change of the vegetation carbon storage has an important inf1uence on ecosystem carbon sequestration abi1ity，farm1andvegetation carbon storage and carbon density increase with a carbon sink to a certain extent.Discussing the farm1and ecosystem carbon storage and carbon density has important reference meaning to contro1 the greenhouse effect.

Poyang Lake eco1ogica1 economic zone；crops；carbon storage；carbon density

F323.22

A

2095-980X（2016）03-0145-02

2015-03-06

李甜甜（1990-），女，江蘇大豐人，碩士研究生，主要研究方向：經濟、環境統計。