玉環市喬木林固碳釋氧生態效益動態變化研究

謝 榕

（玉環市自然資源和規劃局，浙江 玉環 317600）

0 引言

聯合國政府間氣候變化專門委員會在其評估報告中指出，林業具有多種效益，兼具減緩和適應氣候變化雙重功能。森林在調節陸地生態系統與大氣碳庫之間的碳交換中起到“生物泵”的作用，固碳釋氧服務功能是森林生態系統最重要的服務功能。2021年3月15日，習近平總書記在中央財經委員會第九次會議上強調，實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局?！疤歼_峰”“碳中和”目標的提出，彰顯了我國積極應對氣候變化、推動構建人類命運共同體的國際擔當，同時體現了我國主動尋求高質量發展、促進社會經濟綠色低碳轉型的決心。固碳釋氧生態效益的量化研究對于實現“碳達峰”“碳中和”目標發揮著重要的支撐作用。鑒于此，筆者對浙江省玉環市喬木林固碳釋氧服務功能進行評估，旨在量化玉環市森林的固碳釋氧生態效益，研究不同年度、不同齡組喬木林固碳釋氧生態效益的動態變化，為森林資源價值評估、生態系統生產總值核算提供基礎數據，并作為全面、客觀反映當地林業生態建設成就的數據支撐，為深入開展“碳中和”與“碳達峰”相關工作提供理論支持。

1 研究區概況

玉環市地處浙江省東南沿海黃金海岸中段、臺州市最南端，位于東經121°05′～121°32′、北緯28°01′～28°19′。玉環市境內山脈系雁蕩山脈余脈，地勢中高、向東西兩側傾斜。小河塘縱橫平原，山區多溪流和坑是玉環市的水系特征之一。玉環市屬中亞熱帶季風氣候區，氣候溫暖濕潤，四季分明，雨量充沛，日照充足，無霜期長，具有明顯的海洋性氣候特征。玉環市森林植被分區屬于中亞熱帶常綠闊葉林南部亞地帶，植被類型主要有針葉林、常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、針闊混交林等，建群樹種有栲類、青岡、冬青、紅楠、楓香和木荷等，伴生樹種有野桐、化香、杜鵑等。據調查，玉環市樹種資源（不含草本）共50科141種。受長期頻繁的人為活動與自然災害影響，加之以往樹種類型單一，現存植被中馬尾松成為主要的優勢樹種，原生常綠闊葉林極為罕見。

2 研究方法

2.1 數據來源

數據來源為2002年、2014年玉環市森林資源規劃設計調查成果，2018年、2019年玉環市森林資源管理“一張圖”數據，經濟社會公共數據，相關同類研究成果數據等。筆者對收集的基礎資料和數據進行綜合處理，參照《森林生態系統服務功能評估規范》（GB/T 38582—2020），綜合運用生態學、經濟學、森林生態系統服務功能評估的理論與方法，計算相關統計數據。

2.2 指標體系與計算公式

森林生態系統通過森林植被、土壤動物和微生物固定二氧化碳、釋放氧氣，維持著大氣中二氧化碳和氧氣的動態平衡，為人類提供生存基礎。依據《森林生態系統服務功能評估規范》（GB/T 38582—2020），森林固碳釋氧功能主要包括固碳功能和釋氧功能兩方面。

2.2.1 年固碳量。森林植被固定二氧化碳的量可根據光合作用和呼吸作用的反應方程式計算。根據光合作用和呼吸作用的反應方程式可以得出，森林每生產1 g干物質需要吸收1.639 g二氧化碳、釋放1.199 g氧氣。考慮到枯枝落葉每年分解消耗的氧氣與枝葉形成所制造的氧氣大致相等，可忽略不計。先確定森林每生產1 t干物質固定吸收二氧化碳的量，再根據不同森林類型年凈初級生產力計算出森林每年固定二氧化碳的總量。森林植被年固碳量可由式（1）計算得出：

式（1）中：為森林年固碳量，單位為t/a；為林分面積，單位為hm；為二氧化碳中碳的含量，單位為%；為林分年凈生產力，單位為t/（hm·a），不同齡組數值參考相關研究確定。

森林土壤年固碳量即是土壤固碳速率，按照式（2）計算：

式（2）中：為森林土壤年固碳量，單位為t/a；為單位面積林分土壤年固碳量，單位為 t/（hm·a）。

2.2.2 固碳效益。森林年固碳效益計算公式為：

式（3）中：為森林年固碳價值，單位為元/a；為固碳價格，單位為元/t。

2.2.3 年釋氧量。森林制造氧氣的物質量可以根據植物光合作用方程式并參照林木固碳量換算得出。森林年釋氧量可由式（4）計算得出：

式（4）中：為評估林分年釋氧量，單位為t/a；為林分面積，單位為hm；為林分年凈生產力，單位為t/（hm·a），不同齡組數值參考相關文獻確定；為森林生態系統服務修正系數。

2.2.4 釋氧效益。森林釋氧效益計算公式如下：

式（5）中：為林分年釋氧價值，單位為元/a；C為氧氣價格，單位為元/t。

2.3 評估價格

林分固碳效益采用碳稅法進行評估，使用瑞典的碳稅率，折合人民幣1 200元/t；釋氧效益根據中華人民共和國國家衛生健康委員會網站中氧氣平均價格1 000元/t進行評估。

3 研究結果

3.1 固碳釋氧量與總效益

對喬木林固碳功能進行評估得出，2002年玉環市喬木林固碳量為766 212 t，固碳總效益為91 945萬元；2014年玉環市喬木林固碳量為1 040 744 t，固碳總效益為124 889萬元；2018年玉環市喬木林固碳量為949 867 t，固碳總效益為113 984萬元；2019年玉環市喬木林固碳量為1 000 239 t，固碳總效益為120 029萬元（見表1）。對喬木林釋氧功能進行評估得出，2002年玉環市喬木林釋氧量為1 685 073 t，釋氧總效益為168 507萬元；2014年玉環市喬木林釋氧量為2 452 433 t，釋氧總效益為245 243萬元；2018年玉環市喬木林釋氧量為2 199 140 t，釋氧總效益為219 914萬元；2019年玉環市喬木林釋氧量為2 200 852 t，釋氧總效益為220 085萬元（見表1）。對玉環市喬木林4 a的固碳釋氧量和固碳釋氧效益進行動態對比可以得出，2014年玉環市喬木林固碳量、釋氧量及其效益最高，2014年、2018年、2019年喬木林固碳釋氧量和效益明顯高于2002年。

表1 玉環市固碳釋氧總體動態情況變化表

3.2 不同齡組固碳釋氧效益

喬木林通常分為幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林和過熟林5個齡組。如表2所示，2002年玉環市幼齡林固碳效益為20 269萬元，2014年固碳效益為56 700萬元，2018年固碳效益為42 368萬元，2019年固碳效益為23 096萬元；2002年玉環市中齡林固碳效益為61 512萬元，2014年固碳效益為 46 953萬元，2018年固碳效益為43 937萬元，2019年固碳效益為68 676萬元；2002年玉環市近熟林固碳效益為9 820萬元，2014年固碳效益為12 268萬元，2018年固碳效益為19 045萬元，2019年固碳效益為20 049萬元；2002年玉環市成熟林固碳效益為264萬元，2014年固碳效益為5 819萬元，2018年固碳效益為4 303萬元，2019年固碳效益為4 181萬元；2002年玉環市過熟林固碳效益為80萬元，2014年固碳效益為3 149萬元，2018年固碳效益為4 332萬元，2019年固碳效益為4 028萬元。由以上數據可以看出，對固碳效益貢獻最高的是中齡林，計算4 a固碳效益平均值得出固碳貢獻值排序為中齡林＞幼齡林＞近熟林＞成熟林＞過熟林。

表2 喬木林各齡組固碳釋氧效益動態情況變化表 萬元

如表2所示，2002年玉環市幼齡林釋氧效益為45 219萬元，2014年釋氧效益為126 496萬元，2018年釋氧效益為94 521萬元，2019年釋氧效益為51 526萬元；2002年玉環市中齡林釋氧效益為 104 705萬元，2014年釋氧效益為79 923萬元，2018年釋氧效益為74 789萬元，2019年釋氧效益為116 900萬元；2002年玉環市近熟林釋氧效益為 17 954萬元，2014年釋氧效益為22 428萬元，2018年釋氧效益為34 818萬元，2019年釋氧效益為36 653萬元；2002年成熟林釋氧效益為483萬元，2014年釋氧效益為10 639萬元，2018年釋氧效益為7 866萬元，2019年釋氧效益為7 643萬元；2002年過熟林釋氧效益為147萬元，2014年釋氧效益為 5 758萬元，2018年釋氧效益為7 920萬元，2019年釋氧效益為7 363萬元。由以上數據可以看出，對釋氧效益貢獻最高的同樣是中齡林，計算4 a釋氧效益平均值得出釋氧貢獻值排序同樣為中齡林＞幼齡林＞近熟林＞成熟林＞過熟林。

幼齡林固碳釋氧效益最高值出現在2014年，最低值出現在2002年；中齡林固碳釋氧效益最高值出現在2019年，最低值出現在2018年；近熟林固碳釋氧效益最高值出現在2019年，最低值出現在2002年；成熟林固碳釋氧效益最高值出現在2014年，最低值出現在2002年；過熟林固碳釋氧效益最高值出現在2018年，最低值出現在2002年。由此可以得出，除中齡林外，2002年各齡級固碳釋氧效益都遠低于2014年以后的各個年份。

4 結論與討論

4.1 固碳釋氧效益與齡組的關系

玉環市中齡林在固碳釋氧方面的效益值最高，其次是幼齡林。其主要原因是中、幼齡林在齡組中占比較大，而且中齡林固碳釋氧速率普遍高于近熟林、成熟林、過熟林。

固碳效益研究結果表明，2002年幼齡林與中齡林固碳效益占比最大，為88.95%；2014年幼齡林與中齡林固碳效益占比略有減小，為83.00%；2018年幼齡林與中齡林固碳效益占比繼續下降，為75.72%；2019年幼齡林與中齡林固碳效益占比為76.46%。分析幼齡林、中齡林釋氧效益的動態變化，2002年幼齡林與中齡林釋氧效益比重最大，為88.97%；2014年幼齡林與中齡林固碳釋氧占比減小為84.17%；2018年幼齡林與中齡林釋氧效益占比76.98%；2019年幼齡林與中齡林釋氧效益占比76.52%。由此可見，隨著時間的推移，中齡林、幼齡林固碳、釋氧效益占比均總體呈降低趨勢。造成這種情況的原因可能是2002年喬木林構成中幼齡林、中齡林占絕對優勢，近成過熟林面積較少，齡組結構不盡合理。但是從動態結果來看，隨著時間的推移，近熟林、成熟林、過熟林在固碳釋氧量逐步緩慢提高，玉環市的林地結構逐漸合理化。

4.2 固碳釋氧效益與碳匯的關系

2021年2月22日，國務院發布《關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》，指出要實現“碳達峰”“碳中和”目標。喬木林作為森林中最重要部分，對于吸收大氣中的二氧化碳、降低大氣中二氧化碳質量濃度起到至關重要的作用。針對玉環市來說，近些年通過采取國土綠化造林、森林督查等措施，林地面積有所增加，林分結構趨于合理化，2014年以后喬木林固碳釋氧的能力與2002年相比有了較大提高。但如何科學計量林業碳匯成為林業碳匯需要解決的首要問題。通過對于玉環市喬木林的固碳釋氧效益的評估，在理論上嘗試明確了玉環市喬木林的固碳釋氧量，從而為碳計量提供了相對科學的方法，為實施森林生態效益補償，實現“碳中和”與“碳達峰”的目標提供了基礎理論和實踐 方法。