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1、山东农业大学学士学位论文山东省乔木林碳汇价值估算与分析摘要：山东省森林资源丰富,是我国最主要的林区,其巨大的“碳汇”既具有重要的生态功能,也蕴藏着潜在的巨大经济利益,因此,对山东省森林碳汇估算及分析极为重要。本文以森林生态系统服务功能评估规范中的碳储量计算公式为基础，以山东省乔木林各优势树种为例，估算出山东省乔木林的碳储量及碳汇和释氧价值，总价值为277451.7万美元，其中黑杨类树种的固碳量最大，并对各林分碳汇价值作出评价与分析，结合相关问题提出合理化建议与措施。关键词：山东; 乔木; 碳汇Abstract: The forest resources of Shandong province
2、 are abundant, and Shandong is a main forest region in China. The tremendous carbon sink not only has very important ecological function, but also contains huge potential economic profit. Therefore, it is significant to estimate and analyses the carbon sink of Shandong province. This paper bases on
3、the carbon storage measures in Specifications for assessment of forest ecosystem services in China, takes dominant species of arboreal forest in Shandong province as an example, estimates the carbon storage of Shandong arboreal forest and the value of carbon stored and oxygen released. The total val
4、uation is 277.452 million dollar. Populus nigra Linn is the largest one. At the same time, it also evaluates and analyses the value of carbon sequestration. In the end, put forward some advices according to the problems.Key words: Shandong; arboreal forest; carbon sink1. 引言1.1 相关概念界定1.1.1 碳汇碳汇是指植物通过
5、光合作用将大气中的温室气体C02吸收并以生物量的形式贮存在植物体内和土壤中，从而降低该气体在大气中的浓度的过程。1.1.2 乔木林乔木是指树身高大的树木，由根部发生独立的主干，树干和树冠有明显区分。有一个直立主干，且高达6米以上的木本植物，乔木林由乔木组成，包含于森林。1.2 森林碳汇的价值为了人类免受气候变暖的威胁，1997年12月，在日本京都召开的联合国气候变化框架公约缔约方第三次会议通过了旨在限制发达国家温室气体排放量以抑制全球变暖的京都议定书，它规定，到2010年，所有发达国家排放的二氧化碳等6种温室气体的数量，要比1990年减少5.2%。为了帮助发达国家实现确定的减排目标,京都议定书
6、规定了3种机制,即排放贸易(ET)、联合履约(JI)和清洁发展机制(CDM)。其中排放贸易是指已经达到减排目标的发达国家把温室气体排放权卖给其他发达国家；联合履约是指发达国家之间可以通过共同实施温室气体减排项目，将获得的减排额度相互转让；清洁发展机制(CDM)是指发达国家与发展中国家通过开展项目合作向发展中国家提供资金和技术，将项目所实现的温室气体减排量，用于完成发达国家的减排指标。这三种机制的制定，推动了国际碳贸易，使森林碳汇具有了价值。1.2.1 经济价值2006年6月，“中国广西珠江流域治理再造林”作为全世界唯一的一个清洁发展机制森林碳汇项目被批准，该项目从2006年开始在广西苍梧、环江
7、县营造人工林4000公顷，在未来15年内由世界银行生物碳基金购买该项目产生的60万吨二氧化碳量。此外，在国际上，还存在着不受议定书规则限制的“非京都市场”。如美国加利福尼亚州、澳大利亚新南威尔士州、芝加哥气候交易所等。这些市场的产生与形成，显示出了森林碳汇在政府政策的影响下所具有的经济价值。1.2.2 环境价值与社会价值森林碳汇通过吸收CO2，释放O2，把CO2转化为有机物。在这一固碳过程中，森林碳汇降低了空气中的CO2含量，延缓了气候变暖，间接减小了由气候变暖带来的水资源短缺、土壤侵蚀等不良影响。2009年12月，联合国气候变化框架公约缔约方第15次会议在丹麦首都哥本哈根召开。此次大会讨论并
8、形成的哥本哈根协议在第六条中再次强调了减少滥伐森林和森林退化引起的碳排放的重要性，森林碳汇所具有的减缓气候变暖和促进可持续发展的环境与社会价值更加明显。1.3 森林碳汇的计量与监测评估方法“碳汇交易”活动，实际上是通过市场手段实现森林生态效益价值化的具体体现。而碳汇计量是评价森林碳汇生态效益大小的基础工作和科学制定生态补偿标准的重要依据之一。在森林碳汇计量方法的研究上, 国内外的很多专家也已经提出了许多方法。常见的有生物量法，蓄积量法，基于蓄积量法、生物量法的生物量清单法，涡旋相关法，涡度协方差法，驰豫涡旋积累法等。 生物量法因其简单、明确的特点，是目前应用最为广泛的方法。其主要是根据单位面积
9、生物量、森林面积生物量在树木各器官中的分配比例、树木各器官的平均碳含量等参数计算而成。由于生物量法在计算生物量时往往只考虑地上部分，即使考虑了地下部分，由于当前技术手段的限制和取样的困难，也很难得到精确数据，使得计量精度会有一定的下降。蓄积量法，是一种以森林蓄积量数据为基础的碳估算方法。其原理是根据对森林主要树种抽样实测, 计算出森林中主要树种的平均容重, 根据森林的总蓄积量求出生物量, 再根据生物量与碳量的转换系数求森林的固碳量。 它是生物量法的延伸, 继承了生物量法的优点, 如操作简便, 技术直接、明了, 有很强的实用性。但是, 由于是生物量法的继承也就在所难免的产生一些计量误差。在对转换
10、系数的选择上只区分了树种, 而对其它因素却并没有加以考虑, 因此并没有实质性的突破, 在使用时仍然存在很大的误差。生物量清单法, 就是将生态学调查资料和森林普查资料结合起来进行，首先计算出各森林生态系统类型乔木层的碳贮存密度，然后再根据乔木层生物量与总生物量的比值, 估算出各森林类型的单位面积总生物质碳贮量。涡旋相关法 是以微气象学为基础的一种方法。这一方法首先是应用于测量水汽量, 20 世纪80 年代已经拓展到CO2 通量研究中。涡旋相关技术仅仅需要在一个参考高度上对CO2 浓度以及风速风向进行监测。大气中物质的垂直交换往往是通过空气的涡旋状流动来进行的, 这种涡旋带动空气中不同物质包括CO
11、2 向上或者向下通过某一参考面, 二者之差就是所研究的生态系统固定或放出CO2 的量。 涡度协方差法是以微气象学为基础的涡度协方差法，是最为直接的可连续测定的方法,尽管还存在着一些不足之处, 该方法仍然作为现今碳通量研究的一个标准方法获得了广泛应用。 驰豫涡旋积累法目前在国内并没有得到很好的应用。在国外该方法在进行森林碳汇计量的时候应用较多。对森林碳汇进行监测和评估可以充分了解我国的森林碳汇的现状和潜力，为我国林业经济的可持续发展提供依据。近年来，中国林科院等相关科研单位在碳汇的监测与评估方面的研究取得了一定的成果。2009年，国家林业局气候办公室组织编制的中国绿色碳基金造林项目碳汇计量与监测
12、指南从成本有效性原则出发，采用的基于固定样地的连续测定办法，进一步规范了基于中国绿色碳基金支持下的造林项目产生的碳汇监测工作，也对类似造林项目的监测提供了参考。1.4 研究的立项背景地球变暖已成为全球关注的重要问题，据联合国政府间气候变化专门委员会IPCC第四次评估报告认为：气候变暖的主要原因，9095%的可能性是人为向大气中排放温室气体所造成的。IPCC预测：至2050年大气中CO2浓度将达到550ppm(1998年已达到368ppm),为产业革命前（1750年为270ppm）CO2浓度的2倍，近百年来，地球已增温0.30.5，至2100年，全球气温可能升高1.94.5，有的地方可能达到6。
13、地球变暖，由此将引起两极冰雪部分融化，海平面上升，旱涝洪灾及热浪频繁，部分岛国及沿海城镇被淹没，大量动植物物种灭绝，人类生产生活面临严重挑战。因此，全球各国都应行动起来，通过节能减排增加碳源等来遏制地球变暖。减少大气中的温室气体含量的手段主要包括2个方面：一是减少排放源，二是增加吸收汇。根据京都议定书中的定义，源是指向大气中排放温室气体；汇是指从大气中清除温室气体。由于森林能进行光合作用，是大气中CO2的吸收者、固定者和贮存者，起汇集CO2于森林植物体中的作用，所以森林是大气中CO2之“汇”，也称为森林的碳汇作用或森林的碳汇功能，也有人称森林为陆地“碳库”，简称“碳汇”。 因此，利用自然界植物
14、的光合作用来吸收和贮存CO2，是控制CO2比较直接有效的方法。森林是陆地生态系统的主体，贮存了全球陆地生态系统地上80%以上的碳储量和陆地地40%的碳储量。保护和管理好现有森林，扩大森林面积、蓄积量，生物量和生长量，充分发挥森林的碳汇作用，不仅可以遏制和减缓全球气候变化，而且可以美化和改善环境，充分发挥森林的生态、社会、经济和文化等多种巨大功能和效益。京都议定书已于2005年2月16日正式生效。它规定作为碳源的国家或地区必须通过减排、限排的方式以减少向大气中排放CO2的量，提出了联合履约、排放贸易的机制，作为碳源的国家或地区向作为碳汇的国家或地区支付CO2排放的补偿费，籍此达到向大气中减排和限
15、排CO2的目的。尽管世界各国在森林碳汇的研究上已经取得了很大的成就，在森林碳汇计量方法的研究上, 国内外的很多专家也已经提出了许多方法，但山东对于森林碳汇方面的研究还是比较缺乏的。1.5 研究的目的意义气候变暖是人类面临的十大生态问题之首,而人类社会大量排放二氧化碳等温室气体形成的温室效应则是气候变暖的根源。联合国气候变化框架公约是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体的排放、以应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约。京都议定书的出台和生效使联合国气候变化框架公约具有了实际的温室气体减排目标和实际的可操作性。京都议定书旨在降低世界范围内的二氧化碳排放量，目前减排的思路主要有两
16、个方面：一是着眼于减少排放源（减少能源消耗或工业生产）、进行技术改造或者技术回收处理二氧化碳。这样做要付出巨大的成本，会影响到各国经济发展，所以在具体行动过程中遇到了极大的阻力，而且难以操作。二是通过造林和再造林等措施增加森林吸收二氧化碳的汇，以森林吸收二氧化碳量抵消工业二氧化碳排放量。2009 年 9 月 22日，胡锦涛主席在联合国气候论坛上宣布了中国应对气候变化的4 项措施之一大力增加森林碳汇，争取到2020 年森林面积比 2005 年增加 4 000 万 hm，森林蓄积量比 2005 年增加 13 亿 m，这是中国为应对气候变化做出的一项重要承诺，进一步表明了林业在中国应对气候变化中的战略地位和作用。因此，积极发展碳汇林业，是中国减少温室气体排放，落实承诺的有效途径之一。山东省森林资源丰富,是我国最主要的林区,其巨大的“碳汇”既具有重要的生态功能,也
