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基于新指标的森林碳汇评价 ——以杉木、桉树为例

基于新指标的森林碳汇评价 ——以杉木...

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作者：秦晓锐山东农业大学

学位级别：硕士

近年来,随着温室气体浓度的逐渐升高,全球气候变化问题变得愈发严重,破坏了地球生态系统的平衡。而森林生态系统的固碳功能可以有效缓解全球气候变化问题,是地球生态平衡的重要保证。但是评价森林固碳效益时,选用碳储量作为评价指标不... 详细信息

近年来,随着温室气体浓度的逐渐升高,全球气候变化问题变得愈发严重,破坏了地球生态系统的平衡。而森林生态系统的固碳功能可以有效缓解全球气候变化问题,是地球生态平衡的重要保证。但是评价森林固碳效益时,选用碳储量作为评价指标不能体现出固碳时间所带来的额外效益,森林经营决策也不能与森林伐后木质林产品的生命周期相结合。为此,本研究提出了更加全面科学的固碳效益指标—吨年（Ton-year）,定义吨年为综合考虑了林分固碳数量与固碳时间的森林固碳效益评价指标,其数学意义为森林连年固碳量乘以各部分碳被固定年数的累加,如林分固持1吨碳1年,则为1吨年;固持1吨碳10年或固持10吨碳1年,均为10吨年。对比碳储量,吨年指标综合考虑了固碳时间所带来的额外效益,将森林固碳效益的计量与林产品生命周期长度有机结合起来,在考虑经济效益的同时也能考虑固碳效益,给人工林经营管理和生产实践提供更加科学有效的指导。本研究以广西壮族自治区为研究地点,选择杉木、桉树两个树种为研究对象,以广西壮族自治区2005-2015年3期一类连续清查资料和部分实地调查测量的数据作为计算基础。具体以各林场的标准地划分为基础,将295块杉木样地和481块桉树样地作为建模和检验数据。具体研究结论如下:（1）以上述数据为基础,对比4种常用的理论生长方程,通过非线性最小二乘法分别进行拟合,筛选得出杉木、桉树的最佳生长方程分别为Gompertz和Richards模型,通过了独立性检验,符合预测精度要求,将各方程作为预测林分生长的基础。（2）基于裸地造林的假设,模拟出两树种的林分生长曲线,通过生物量因子转换法计算出林分各时期固碳量,再进一步推算出新指标“吨年”描述的森林固碳效益值。研究发现在各树种预测期内,若不考虑后续木质林产品,当林分生长量逐渐趋于平缓至不再增长时,林木吨年仍会继续增长,并未出现峰值,此时为了更大的碳汇效益,应当尽量延缓收获时间。（3）加入林产品碳库进行分析后,随着林产品生命周期水平的提升,林分年均吨年呈现增长趋势,并开始在预测期内出现峰值,林分的碳汇成熟龄随林产品生命周期水平的升高而降低。以杉木为例,当林产品生命周期从40年延长至60年时,每公顷杉木林分最大年均吨年由67.82t·a增长为85.81t·a,林分碳汇成熟龄则从48年降低至34年,而假设林产品生命周期延长至300年时,每公顷杉木林分最大年均吨年增长为335.23 t·a,林分碳汇成熟龄为27年,逼近数量成熟龄。造成这种现象的原因是将林产品考虑为一个碳库,随着林产品生命周期水平的不断提高,其提供的固碳效益也在不断增大,当林产品固碳效益占林分总固碳效益的比例上升到一定程度时,缩短轮伐期以获得更多的木材产品继续固碳才是最好的方案。（4）对比杉木和桉树两个树种,其林分吨年指标均随林龄的增长而增大,但其中桉树的变化较为敏感,比如在不考虑后续林产品的情况下,当林龄增长至20年时,每公顷桉树林分年均吨年为98.31t·a,而杉木仅为11.32t·a。对于林产品生命周期的反应也是桉树最为敏感,比如,当林产品生命周期延长至40年时,桉树林分的碳汇成熟龄降低至5年,与桉树数量成熟龄（5a）持平,而此时杉木碳汇成熟龄为48年,与杉木数量成熟龄（26a）仍存在一定差距。而在林产品的各种生命周期水平下,代表固碳效率的年均吨年值均是桉树较大。结果表明就固碳效率而言,桉树＞杉木,高生长速率且短生长周期的树种占有一定优势,但也受生物量转换系数和木材密度等其他因素影响。

关键词：森林碳汇固碳效益吨年木质林产品生命周期碳汇成熟龄

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