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阳泉地区不同树种碳汇能力的比较
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摘要:根据阳煤集团林业处森林资源2类调查资料,用森林蓄积量推算了2005年与2009年林业处所管辖油松、落叶松、侧柏的生物量、碳储量及碳密度,分析其在时间上的动态变化和空间上的分布情况,比较不同树种的碳汇能力。结果表明:2009年与2005年相比,森林总的碳储量增加了234 002.93MgC,增长率为36.41%,表明3种树种均有固碳的能力,森林起着一个碳汇作用;其中侧柏的碳密度增长最快,表明3种树种中,侧柏最适宜本地区栽种。?
关键词:森林;碳汇;碳储量
1 引言
森林是陆地生物圈的主体,在全球碳平衡中做出了巨大贡献。这是因为,森林汇聚着全球植被碳库的86%以上的碳,及全球土壤碳库的73%的碳,每年固定的碳约占整个陆地生态系统的2/3?。有研究表明,森林每产生1m?2生物量,平均吸收1?83tCO?2,有很强的碳汇功能?。因此森林生态系统在调节全球碳平衡、减缓大气中CO?2等温室气体浓度上升以及维护全球气候等方面中具有不可替代的作用。
2 材料和方法
2.1 研究地区概况
林业处所管辖森林大部分在阳泉市盂县境内,本地区地处黄土高原东缘,位于山西省东部,属暖温带大陆性季风气候,四季分明。气温年差较大,丘谷较山地变化小,南部较北部温和,降雨较均匀,年平均气温10.1℃,月均最高气温23.5℃,月均最低气温-5℃,极端最高气温40.2℃,极端最低气温-19.2℃,≥10℃的年均积温3 500℃。全年日照时数为2 733.2h,太阳总辐射为133.922千卡/cm?2。年平均降雨540.2mm,年内降雨量分布极不均匀,主要集中在7、8、9月,约占全年降水量的67%,无霜期160d左右。
盂县境内地貌以山地为主,其面积为3 362?1km?2;其余为丘陵和平原,丘陵面积为627?9km?2,平原面积为462km?2。从整体看,西高东低,最高点海拔为1 803?6m,最低点海拔仅为350m。目前,境内主要以人工林为主,栽种的主要林木树种为油松、落叶松及侧柏。
2.2 研究方法
2.2.1 野外调查
根据阳煤集团林业处森林资源清查资料(森林资源2类调查资料汇编,2005,2009),进行实地调查,目测校验林型、树种并记录。调查的树种主要为纯林,还有一部分混交林。
2.2.2 碳平衡指标计算方法
选用2005年和2009年的森林统计资料,比较分析不同年份、不同森林类型乔木树种的碳储量变化情况;分析不同森林类型树种的固碳能力。
2.3 研究内容
2.3.1 蓄积量、生物量、碳储量、碳密度
根据森林清查资料记录的树种、面积和蓄积,采用方精云等?建立的各林分生物量与蓄积量之间的回归关系式:
?B?=?aV+b?.
来推算标准地森林类型的生物量、碳储量、碳密度。森林碳储量仅指林木的活生物量,不包括森林生态系统中的四周树木、枯死木、下木层、草木层、枯枝落叶层及森林土壤层等的碳库,用林地面积蓄积计算森林碳储量,见表1。
表1 不同林分类型生物量、碳储量、碳密度计算方程?
关系式参数含义
?B?=?aV+B??B?:生物量;?a?和?b?为常数;?V?:蓄积量
?C?=0.45?B??C?:碳储量
?D=C/S??D?:碳密度;?S?:面积?
2.3.2 不同时期不同类型森林面积比较
根据阳煤集团林业处森林资源清查资料比较2005年与2009年的森林面积,分析森林面积的变化情况。
2.4 结果与分析
2.4.1 不同森林类型的碳储量、碳密度极其变化
森林类型采用阳泉某地林业区划标准,不同森林类型的碳储量、碳密度及其变化分析结果如表2。
表2 不同时期各森林类型蓄积量、生物量、碳储量及碳密度?
年份树种面积?/hm?2蓄积量?/m?3生物量?/Mg碳储量?/MgC增长率?/%碳密度?/(Mg/hm2?)
油松7758.81 408004.19 308211.46 138695.16 17.88
2005落叶松1201.98 63441.64 61360.17 27612.07 22.97
侧柏381.43 18929.00 11627.73 5232.48 13.72
合计9342.22 490374.83 381199.35 171539.71 18.36
油松7758.81 555908.00 419938.00 188972.10 36.25 24.36
2009落叶松1201.98 86120.00 83292.41 37481.59 35.74 31.18
侧柏381.43 27329.00 16776.09 7549.24 44.28 19.79
合计9342.22 669357.00 520006.50 234002.93 36.41 25.05
?
注:Mg=10?6g。
(1)不同时期森林类型的碳储量变化。2009年与2005比较,森林总的碳储量增加了234 002?93MgC,增长率为36.41%;表明3种树种均有固碳的能力。2009年较2005年,3种树种的碳储量均有所增加,油松增加36.25%;落叶松增加35.74%;侧柏增加44.28%。表明森林有很强的固碳作用,起到了碳汇的作用,这与全国森林植被碳库变化的动态相一致。
(2)不同时期森林类型的碳密度变化。2009年与2005年比较,碳密度在各森林类型中均有所增加,表明3种树种中,碳密度较高的成熟林比例均有所增加。其中以侧柏碳密度的增加幅度最高,油松林的碳密度上升了36.25%,落叶松的碳密度上升了35.74%,侧柏的碳密度上升了44.28%,这表明侧柏成材较快,碳密度较高的成熟林比例提高,松林成材较慢。说明3种树种中,侧柏较适合在本地区推广种植。
2.4.2 新增林地面积及树种变化
盂县2005年与2009年全县面积比较见表3。表中其它包括杨树、榆树、槐树等树种。
表3 不同时期不同树种面积的变化
时期油松落叶松侧柏其它合计
2005年面积/hm?220 70115 87910 2468 38855 214
2009年面积/hm?221 63418 46913 2688 49361 864
2009年增加面积/hm?29332 5903 0221056 650
增长率/%4.5116.3129.491.2512.04
2009年较2005年,阳泉市森林总面积增长了?6 650hm?2 ?,总增长率为12.04%。其中油松面积增加了933hm?2,增长率为4.51%;落叶松面积增加了2 590hm?2,增长率为28.84%;侧柏面积增加了?3 022hm?2?,增长率为38.72%;其它树种面积增加了105hm?2,增长率为9.33%。这表明这几年在树种的栽种配置上有所调整,侧柏的增加幅度最大,油松的增加幅度较小,这是由于侧柏成才快,栽种面积推广快引起的。2005年到2009年之间新增森林为幼龄林,其蓄积量还很少,目前还不能起到固碳的作用。
3 结语
本地区的森林2005年较2009年林型、林龄结构趋于合理性发展。本地区的平均碳密度(25.05Mg/hm2?)远低于全国平均水平(44.85Mg/hm2? ),低于碳密度较高(53?1Mg/hm2? )的黑龙江、吉林、西藏和海南等省?。目前林业处所管辖的森林质量比较差,树种较单一,幼龄林和残次林较多,但是从另一个侧面也反映如果对现有森林加以更好的抚育和管理,作为二氧化碳的“汇”,森林发展有很大潜力。一个具有复层混交立体连续性的森林体系,是维持生物多样性更好发挥森林生态服务功能的物质基础。
从以上研究可以看出,森林的碳储量很大,在吸收CO?2,释放O?2方面发挥着巨大作用。本地区是传统的以采掘业为主的重工业区,以煤炭、铝矾土、硫铁矿、水泥为主导的产业格局,在今后仍是本市经济发展的重要依托。因此,增加造林、再造林项目,加快污染治理步伐,使本地区的经济建设步入良性发展的轨道就显得尤其重要。
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