中国各省造林碳汇潜力分析

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1、中国各省造林碳汇潜力分析吕劲文.乐群，刘明花(华东师范大学地理信息科学教育部重点实验室城市气候与大气环境研究所.上海200062)e-mail： 摘耍：由于大气中二软化眯等温室气体浓度增加造成的全球气候变化已为统计观测数据证实.而 通过造冰减少大气碳积JK被认为是缓解气候变暖的有效途径之一.本文采用生物量估算法.依据 造林面职占全国无林地的比畫分五种情景估算了全国及各省相应的碳汇潘力，结果显示内蒙古. 云南以及中国中部省份的增汇潘力堆大.文中还讨论了我国参与全球气侯保护活动的必要性.以 及目前国内外通过对生杏系统碳汇的研究以实现气候保护的探索性实践.关键词造林碳汇大气保护气候变化1.9IW碳汇

2、一般是指从空气中清除二氧化礙的过程.活动.机制.在林业中主要超指電物吸收大气中的二氧 化碳并将其固定在植被或土填中.从而减少该气体在大气中的浓度.研究表明.不同自然地带的植被固碳 能力不同，以森林生态系统固碳能力最9L最稳固简言之.造林就毘固碳，绿化等同减排 1PCC考虑 通过人工造林和退耕还林.在1995-2050年间，全世界可增加碳储量60-87GtC (lGt=10ft) 这相当于减 少12-15%的世界同期化石燃料燃烧排放.个别国家也承诺通过増加森林碳汇来抵偿其化石燃料燃烧带来的 碟排放因比.准确的估计并分析森林碳汇的潜能.明确森林在减缓全球变暖中的作用就显得至关欺要1 依据 点际能源

3、年鉴2005统计显示叫 中国2005年工业碳总拌Jft较大，达到1451.64百万吨但 人均排放低于世界平均水平，且仅为奨国的1/5.目前我国尚未承担澄室气体减排义务，但面临着巨大的 国际压力.从森林资源的龄级结构来看.我国幼、中龄林比承大.占71.1%,成过熟林资源明显不足*从 单位面枳土地的生物蓄枳量来看，我国现有森林番积平均每亩仅5. 2o为世界平均6. 67.7亩的78左 右I林木生长率方面，全国平均为3.98%,毎公顷林分平均年生长仅3.36d仅为林业发达国家的50%： 林分郁闭度方面，现有森林相当一部分郁闭度在0.4以下.郁闭度介于0. 2-0.3之何的林分面枳占林分总 面积的20

4、. %9全国林分平均郁闭度为0.54,而发达国家平均达到07以上.总体而言.森林质量差必将 限制生态功毙的发挥，但也表明我国具有较大的该汇潜力方精云等的研究表明中国解放以来的碳增汇主 要来自人工林的贡献，因此大规模植树对于我国将有效地增加我国陆地生态系统的碳It存量.目的国内外对森林碳汇的估算方法大致分为两种：生物盘法和模型法.其中生物at估算法主要是依据 植物生长过程中碳储at的变化进行估算该方法较为简便.但未能考世林产品和土填对生态系统碳库变化 的老响；而模型法则较为全面的对碳在生杰系统中的循环进行了估算.但由于楔型參数的选取存在区域差 异的不确定性.有待进一步的开展基础性研究.因此在一定

5、程度上限制了模型的推广.田内外学者对世界 各地各种区城尺度的造林碳汇进行了估算2叫 其中Dixon(1994)等通过对94个国家进行了森林的生态调 研及经背分析.得岀可在未来50年増加固定碳 55GtC,并核算了相应的成本，而徐确应(1996)将全国 划分为5个乞域.对我国大规模适林减少大气碳累积进行了潜力分析和成本效益的评价本文即采用了生 物射古算法.对中国各省造林碳汇潜力进行了估算.2. 敷据和參效采用大规模适林绿化的方式增加碳吸存.可利用的土地面积是一重要的因素依据第六次全国森林资 源清査资料.全国共计无林地5732.32万公顷，包括宜林荒山荒地、采伐迹地、火烧迹地.宜林沙荒地. 约占总

6、国土面积的6%.本研究中各省的造林面积依据其无林地面枳在全區无林地面稅中所占的比重进行相 应的配置本研究聲考历年全国森林资源清査资料.依据各省主耍造林树种及用材林面积选择树种进行种植各 省选种树种1至6种不尊，并将各省造林地平均分配至各选种树种.森林碳汇童的估算采用方精云心提出 的计算方法.其中增加考虑了各树种林龄不同而产生的参数差异各林龄各树种的碳密度数据来源于全SI 森林资源统计，参数采用徐新良等3的计算结果.木材采伐下来后用途各异，而其使用的年限也各不相同 本文依据徐德应总结的中国木材消耗结构表拟合了全国木材消耗曲线.在使用寿命期内假定由木材存储 的碳平均排放.例如.使用寿命为20年，则

7、毎年有1/20的碳排放.3. 研吭方法釆用生物量估算法计算碳汇总JL i表示全田31个省级行政单位(未包括香港澳门、台湾儿j表示 全国森林资源统计3个林龄，幼龄林、中龄林、成熟林，k表示选取的主要造林树种Ba = ajit + 如 x x 横(1)(1) 式B#表示i省第j个林龄的k树种的生物量(Mg) , s.b鼻为常数，參考徐折良(2007)的计算结 果，弘表示第j个林龄的k树种在i省的平均体积密度 W/M) 31 3 92/1 /-I t1(2) 式B。表示全国各省、各林龄及各树种的总生物录(Mg) A,表示第j个林龄的k树种在i省的面积C = BaxCo(3) 式C表示碳汇总量，Co为

8、碳含最转换系数.一般采用05进行计算山”仃木材消耗曲线依据徐梯应归纳总结的全国木材消耗结构数据进行拟合图中灰点表示在200年的木材 消耗年限里，各年所消耗的累积百分数，至200年时木材全部耗尽.碳元素又回到大气中.黒线为拟合曲 线拟合方程中x表示木材消耗的年数.而y值代表消耗掉的木材的累积百分数图1中国木材消耗曲线050100150200250年限4. 结果分析本研究疚据造林面块占总可造林面积的比例分设五个方案(20%. 4* 60%、83%. 100%),根据上述 方法编写稅序分别计算实施这五个方案至2050年固定的碳总fit.并与2005年全国工业礦总幷放童进行比 对其中，方案三基本反应了

9、我国到本世纪中期造林计划所要达到的目标由表3可见，在中国需要在8族 的无林地上进行造林，并经过近半个世纪的经营.方能在森林中固定一年的碳排放St方案五的计算结果 表明.至2050年我国命林覆盖面积将达到24. 2%,并增加1.87X101碳通过造林固定大气中的二氧化碳 在时间上有一定的海后性，因此人类需要通过长期合理的規划造林才能实现对大气的有效保护.同时，采 取措施减少谈排放.从根源上抑制大气中二氧化碳浓度的增加.表1.碳吸收所需林地及相应的碳汇设想方案12345造林面积(10W)11.4622.9334.3945.8657.32碳总吸收ft(10ftW (A)0.370.751.121.4

10、91.87中国2005年工业碳总排放ft（10ft碳）1.45A和B的比值（%）25.5251.7277.24102.76128.97注：販有森林的吸收和排放未计算在内，只计算新造森林的冲吸收.以方案三为例.运用同样方法可计算出中国各省碳汇港力.采用Arcgis9.1绘阳.结果示于图2方 案三中.全国总计固碳112亿吨.从图中可以看出内蒙古、云南以及中国中部省份的碳增汇潜力较大是 我国未来重要的碳增汇区.这与其宜林地面积广阔关系密切.但年总降水童是上述区域增汇的瓶颈；中国 东部省份虽不缺降水但可用于造林的土地有限，堆汇的相对潜力较小；西部的新0和西藏两省由于自然条 件的限制，虽地域辽阔，但该增

11、汇潛力小.因此.在中国中部地区进行大规模适林氐可以囲定大气中游离 的二氧化碳，亦能有效的改善中国的陆地生态系统，起到保持水土、涵养水濒和防风固沙尊作用.JA7单位，亿吨图2中国各番造林歩汇港力分布图0.0001 -0.1206 0.1207-0 34660.3467 - 0.87580.8759-4.50415 讨论中0!是一个生态环境舱弱的5I家.海岸线浸长.海岛众多，易受海平面上升的形响，森林板盖率低. 土地荒浜化严晝，容易诱发自然灾害.这些基本国情决定了我国很容岛受气候变踱的危書决定了我国必 須积极參与全球应对气候变化的活动 1998年以前，我国主更依赖天然林资源.对其过度开发导致了长江

12、 潦域和松花圧流域的洪涝灾害此后的天然林保护工程既缓解了生杰危机，也增加了碳汇据专家估算 19802005年中国造林活动累积挣吸收约30.6亿吨二氧化碳.森林管理累积净吸收1& 2亿吨二氧化碳 减少钗林排放4.3亿吨二氧化碳（叫随着科学数据的采集积累，当前有关碳汇何题討研究已经从以往单一 的着眼于同一下垫面转移封着眼于包括陆地和海洋在内的疫个生态系统，国内外专家学者对于游离该的固 定方式以及后续处理进行了更广泛的探索，例如周国逸u等通过对鼎湖山国家自然保护区森林的研究表明 成熟森林土填能吸收大的碳，有力的冲击了成熟森林土填有机碳平衡的传统理念，R-Lal,H,学者对形响 土壤的固碳能力的因素进

13、行了分析，并探讨了土壤碳吸存能力对农作物生长的老响.而日本政府正着手联 合电力和石油令业讲行大规權实胎.试00将火力发电厂徐放的二氧化戏经分离.回收并量终埋入地下.即 实现碳捕捉和破填埋.由于目前国内尚缺乏统一的碳汇计量监测体系.因此对气候保护的*化播施产生了一定的限制.本研 究在估算全国康汇潘力时未考應日益扩展的四旁树木（村旁、宅旁、水旁.路旁）产生的碳汇.例如上海市 由于缺乏无林地统计数据.因此无法计算碳增汇潘力.但实际上2005年上海的绿化锁盖念已达到37%,人#均绿地面积已经超越大阪.其礦汇潜力不容忽视同时.土填的碳汇潘力亦未加以考虑，有待今后研究的 深入.今后还可通过分析林种吸收甲烷

14、、氧化亚氯等温室气体的能力.营造一定面积的特定树种，以緩解 除二氧化碳之外的其余温室气体对全球气候适成的影响参考文献1JW生.徐晋涛.李怒云造林绿化与气候变化一碳汇何题研究北京，中田林业出版社.20032 Xiaoquen Zhang, Deying Xu. Potential carbon sequestration in China* s forests Environnental science and policy, 2003,6:421-4323 USEnergy InformationAdministrationInternational Energy Annual 2005,ht

15、tp:/nrw eia. doe. gov/iea/4 Fang J Y, Chen A P , Peng C H t et al. Changes in forest biomass carbon storage in China between 1949 and 1998. Science, 2001,292:2320-23225 M.G.HCannell9 RMilne. K. J.Hargeraves, et al. National inventories of terrestrial carbon sources and sinks: the U.K. experience. Climatic Change, 1999,42:505-5306 Roger A. Sedjo. Forest to offset the green house effect. Journal of Forestry, 1989,87:12-157 Robert K. Dixon, Jack K. Yinjum and Paul E. Schroeder Conservation and seq