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20世紀以來，全球氣候發生了明顯變化,大氣中CO2濃度急劇上升及由此導致的溫室效應及氣候異常成為目前人類面臨的最嚴峻的環境問題之一[1]。森林生態系統作為陸地生態系統的主體，是CO2的重要碳庫，維持著陸地生態系統植被碳庫的86％以上和土壤碳庫的73％。森林每年光合作用固定的碳約占整個陸地生態系統的2/3，相當于人類活動所釋放碳量的10倍之多。森林碳庫發生細微的變化就會對全球氣候系統產生巨大的影響，在減緩全球氣候變化和全球碳循環中起著不可替代的作用[2]。因此，準確地估算森林生態系統的固碳現狀，不僅是應對氣候變化的需要，對合理經營和管理森林、促進森林生態系統固碳功能的增加也具有重要意義[3]。近20年來，國內外學界針對森林生態系統的植被和土壤碳儲量、碳密度和碳匯功能等進行了大量的研究[4-6]，但多數研究集中在全球層面上或是國家層面上的森林整體碳儲量估算研究[5-8]。這些研究由于涵蓋的生物氣候類型、植被類型、基礎數據來源、研究方法、數據處理模型等的復雜多樣，估算的結果存在很大差異，彼此間也缺乏可比性。另外，有關森林生態系統碳儲量的研究主要關注于喬木層，對林下植物、枯落物和土壤碳庫的研究較少，以致結果不能直接用于指導較小尺度上森林生態系統固碳、增匯的經營管理，需要對省、地、縣等不同區域層面的森林碳庫分別進行研究。貴州省是我國南方重點林區之一，也是我國木材主要產地和生態建設的主要陣地。但是缺乏關于貴州省森林生態系統碳儲量、森林碳匯等全面系統的研究。本文以貴州省森林資源為研究對象，估算其喬木林、竹林、灌木林和經濟林碳匯現狀，旨在了解貴州省的森林碳匯現狀，為我國區域尺度的森林生態系統碳匯功能，以及我國森林生態系統碳儲量和碳循環的研究提供基礎數據，為持續固碳增匯的森林經營提供科學參考，并據此進一步說明森林碳匯對減少全區域碳排放的重要貢獻。 1試驗地概況 貴州省地處東經103o36'~109°35'、北緯24°37'~29°13'，面積17.6萬km2，平均海拔1100m，全省林業用地面積8.77×106hm2，森林面積7.03×106hm2，森林覆蓋率39.93％。喬木林5.49×106hm2，竹林1.1×105hm2；活立木總蓄積3.10×108m3，其中：喬木林蓄積3.03×108m3。 2研究方法 2.1數據來源 本研究采用的森林資源數據為2000~2010年貴州省森林資源二類調查的匯總數據[9]。 2.2估算方法 采用溫室氣體清單估算法（國家發展改革委應對氣候變化司：省級溫室氣體清單編制指南（試行），2011年5月）。森林和其它木質生物質生物量碳貯量的變化，包括喬木林（林分）生長生物量碳吸收，散生木、四旁樹、疏林生長生物量碳吸收，竹林、經濟林、灌木林生物量碳貯量變化，以及活立木消耗碳排放。具體計算方法如下：式中：△C生物量為森林和其它木質生物質生物量碳貯量變化（t碳）；△C喬為喬木林（林分）生物量生長碳吸收（t碳）；△C散四疏為散生木、四旁樹、疏林生物量生長碳吸收（t碳）；△C竹/經/灌為竹林（或經濟林、灌木林）生物量碳貯量變化（t碳）；△C消耗為活立木消耗生物量碳排放（t碳）。 2.2.1喬木林生物量生長碳吸收 根據本區域森林資源調查數據，獲得估算年份的喬木林總蓄積量（V喬）、各優勢樹種（組）蓄積量、活立木蓄積量年生長率（GR）；通過實際采樣測定或文獻資料統計分析，獲得各優勢樹種（組）的基本木材密度（SVD）和生物量轉換系數（BEF），并計算該區域平均的基本木材密度和生物量轉換系數，從而計算本區域喬木林生物量生長碳吸收，計算公式如下：中：V喬為某年份本區域的喬木林總蓄積量（m3）；Vi為本區域喬木林第i樹種（組）蓄積量（m3）；GR為本區域活立木蓄積量年生長率（％），選取國家參考值8.45％；BEFi為本區域喬木林第i樹種（組）的生物量轉換系數，即全林生物量與樹干生物量的比值（無量綱）；為本區域喬木林BEF加權平均值；SVDi為本區域喬木林第i樹種（組）的基本木材密度（t/m3）；為本區域喬木林SVD加權平均值；i為本區域喬木林優勢樹種（組）i=1，2，3……n；0.5為生物量含碳率，取0.5，下同。 2.2.2散生木、四旁樹、疏林生物量生長碳吸收 散生木、四旁樹、疏林生物量生長碳吸收估算方法如下：根據本區域森林資源調查數據，獲得估算年份的散生木、四旁樹、疏林總蓄積量（V散四疏）、活立木蓄積量年生長率（GR）。其基本木材密度和生物量轉換因子用全區域的加權平均值代替。 2.2.3竹林、經濟林、灌木林生物量碳貯量 根據竹林、經濟林、灌木林面積變化和單位面積生物量估算其生物量碳貯量變化，計算公式如下：式中:為竹林（或經濟林、灌木林）生物量碳貯量變化（t碳）；為竹林（或經濟林、灌木林）面積年變化（hm2）；為竹林（或經濟林、灌木林）平均單位面積生物量（t干物質）。 2.2.4活立木消耗碳排放 根據森林資源調查數據，獲得估算年份的活立木總蓄積量（V活立木），即喬木林、散生木、四旁樹、疏林的蓄積量總和。根據活立木蓄積消耗率（CR）、全區域平均基本木材密度和生物量轉換系數估算活立木消耗造成的碳排放，計算公式如下：式中：活立木蓄積消耗率（CR）選取國家參考值3.70％。 2.3活動水平數據確定方法 假設在兩次清查間隔期內的各地類面積（或蓄積量）年變化速率相同。如最近一次森林資源清查年份t3等于或晚于2005年，則2005年各地類的面積（或蓄積量）數據可利用最近2次清查的面積（或蓄積量）通過內插法獲得。如某區域最近一次森林資源清查年份t3早于2005年，則2005年各地類的面積（或蓄積量）數據需要最近3次調查結果通過外推法獲得。 #p#分頁標題#e# 2.4排放因子數據及選取 森林碳匯估算參數來源于國家發展和改革委員會《省級溫室氣體清單編制指南（試行）》（2011年5月），其中選用的貴州省主要參考值包括：①木材密度加權平均值：＝0.425t/m3；②生物量擴展因子加權平均值：全林＝1.842，地上＝1.480；③竹林、經濟林、灌木林平均單位面積生物量采用全國平均值（見表1）；④含碳率：本文不考慮樹種、器官、林齡等的差異，均采用與IPCC推薦一致的含碳率（即0.5）。 3結果與分析 3.1貴州省森林碳匯量估算結果 如表2。2000、2005、2010年，貴州省森林碳匯分別為1538.0萬t、2244.7萬t、2431.4萬tCO2當量，呈穩定增長；平均每公頃森林年吸收碳匯為2.98t、2.94t和2.99tCO2當量，森林碳匯能力較強（平均2.97tCO2當量/hm2•a）。 3.2貴州省碳排放和森林碳匯 根據貴州省發展和改革委員會應對氣候變化處所做的貴州省級溫室氣體排放清單編制（初測）技術報告（2011年1月）測算結果，2000年、2005年和2010年貴州省年溫室氣體排放總量14865.3萬t、23340.4萬t、36104.6萬tCO2當量，碳排放總量逐年增多。森林碳匯能力雖然逐年提高，但森林碳匯量占全區域碳排放總量的比例卻呈下降趨勢（圖1）。 3.3貴州省森林碳匯潛力 根據統計，貴州省尚有面積161.70萬hm2宜林荒山荒地和22.72萬hm2無立木林地，如果能按80％的面積（約130萬hm2）用于發展碳匯林業，在未來30年所產生的森林碳匯量是非常大的。按平均水平林地吸收固定2.97tCO2當量（/hm2•a）計算，130萬hm2的森林每年吸收386.1萬tCO2當量，30年內將增加吸收11583.0萬tCO2當量。 4討論 4.1貴州省正處于碳排放增長階段，森林碳匯潛力有很大的提升空間。2000、2005、2010年貴州省森林碳匯分別為1538.0萬t、2244.7萬t、2431.4萬tCO2當量；同期碳排放量分別為14865.3萬t、23340.4萬t、36104.6萬tCO2當量。如果貴州省的面積161.70萬hm2宜林荒山荒地和22.72萬hm2無立木林地，按80％的面積（約130萬hm2）用于發展碳匯林業，預測在未來30年內森林碳匯總量將增加11583.0萬tCO2當量。 4.2應考慮森林轉化所引起的溫室氣體排放問題。按所選用的評估方法的要求，本文還需要計算森林轉化所引起的溫室氣體排放，即估算“有林地”（包括喬木林、竹林、經濟林）轉化為“非林地”（如農地、牧地、城市用地、道路等）過程中，由于地上生物質的燃燒和分解引起的二氧化碳、甲烷和氧化亞氮排放。因這部分數據暫缺，本文沒有考慮森林轉化所引起的溫室氣體排放問題。待條件成熟后，應該考慮改部分數據。
