1、四川森林碳貯量現狀及其空間分布*駱宗詩1文吉富2王國良2向成華1劉波3(1四川省林業科學研究院四川 成都610081； 2富順縣國營林場四川富順6432003四川省林業調查規劃院四川 成都610081)摘 要：該研究采用材積源生物量法和四川省2007年森林資源監測數據，計測了四川森林總碳量和碳密 度。研究結果表明：2007年四川森林總碳量629.76Tg，平均碳密度50.67Mg.hm-2，主要得益于成熟林的 貢獻。四川森林的碳貯量具有極大的空間差異性，在地貌上表現為：川西高山峽谷區(261.58 Tg C)川 西南山地區(114.32 Tg C)盆地西緣山地區(74.08 Tg C)盆地丘陵

2、區(59.33 Tg C)川西北高原區(45.15 Tg C)盆地南緣山地區(41.45 Tg C)盆地北緣山地區(33.85 Tg C)；在流域上表現為：岷江流域(228.57 Tg C)雅碧江流域(160.25 Tg C)嘉陵江流域(128.25 Tg C)金沙江流域(84.89 Tg C)長江干流(16.55 Tg C)沱江(11.25 Tg C)。森林碳密度有由東南向西北逐漸增加的趨勢，即盆地北緣山地區(28.83 Mg-hm-2) 盆地丘陵區(31.71 Mghm-2)川西南山地區(42.80 Mghm-2)盆地南緣山地區(48.54 Mghm-2)盆地西緣山地 區(56.75 Mg

3、hm-2)v川西高山峽谷區(66.96 Mghm-2)v川西北高原區(69.76 Mg-hm-2)，或長江干流域(30.09 Mghm-2)v沱江流域(36.41 Mghm-2)v嘉陵江流域(38.72 Mghm-2)v雅碧江流域(52.94 Mg-hm-2)金沙江流域 (54.48 Mg.hm-2)v岷江流域(62.24 Mg.hm-2)。文中還討論了森林碳貯量與碳密度的空間差異性在森林經營與 區劃中意義，分區規劃和分類經營管理是提高四川森林碳吸存能力的有效措施。關鍵詞：碳貯量；碳密度；森林；四川中圖分類號：S727文獻標識碼：A文章編號：1003-5508(2009)02-Situatio

4、n and distribution of forest biomass carbon storagein Sichuan province, ChinaLUO Zong-shi1 WEN Ji-fu2 WANG Guo-liang2 XIANG Cheng-hua1 LIU Bo3China;(1. Sichuan Academy of Forestry, Sichuan Province, Chengdu 610081, China;2- Fushun forestry farm, Fushun county , Sichuan , 643200,3. Sichuan Forestry i

5、nvestigatory Planting Institution, Sichuan Province, Chengdu 610081, China)Abstract: Using the provincial forestry inventory data that monitored by Sichuan Forestry Investigatory Planting Institution in 2007, forestry biomass carbon storage of Sichuan forest are estimated with the method of regressi

6、on equation between stand and volume in different forest types. The results show that total carbon storage and carbon density of Sichuan forest in 2007 were 629.76Tg C, 50.67Mghm-2, respectively. There is considerable spatial variability in forest C storage and C density in Sichuan. The ranked order

7、 of forest C in view of physiognomy was Sichuan western alpine gorge area (261.58 Tg C) Sichuan southwest mountainous area( 114.32 Tg C) western edge mountainous area of Sichuan basin (74.08 Tg C)hilly area of Sichuan basin (59.33 Tg C)Sichuan northwest tableland area( 45.15 Tg C) southern edge moun

8、tainous area of Sichuan basin( 41.45 Tg C)northern edge mountainous area of Sichuan basin(33.85 Tg C), and that of forest C in view of drainage area was Minjiang收稿日期：2008-11-26基金項目：四川林業科技先導計劃重點創新工程項目一一四川林業工呈生態 經濟和社會效益監測與評價編號：研究07-9) 作者簡介：駱宗詩(1963一一)，男，碩士，助理研究員，主要從事森林生態學文研究。River (228.57 Tg C) Yalong

9、jiang River (160.25 Tg C) Jialingjiang River (128.25 Tg C) Jinshajiang River (84.89 Tg C) Changjiang stem River (16.55 Tg C) Tuojiang River (11.25 Tg C)。Forest C density increased from southeast area to northwest area, with the order of northern edge mountainous area of Sichuan basin(28.83 Mghm-2)v

10、hilly area of Sichuan basin (31.71 Mg- hm-2) Sichuan southwest mountainous area(42.80 Mg-hm-2) southern edge mountainous area of Sichuan basin(48.54 Mg- hm-2) western edge mountainous area of Sichuan basin(56.75 Mg-hm-2) Sichuan western alpine gorge area (66.96 Mg-hm-2)vSichuan northwest tableland a

11、rea (69.76 Mg-hm-2), and with the order of Changjiang stem River (30.09 Mg- hm-2) Tuojiang River(36.41 Mg-hm-2) Jialingjiang River(38.72 Mg-hm-2) Yalongjiang River (52.94 Mghm-2)vJinshajiang Rive(54.48 Mg-hm-2) Minjiang River(62.24 Mg-hm-2). The role of spatial variability of forest C storage and fo

12、rest C density in the forest management and division was discussed in this paper, and it was suggested that sub-regions planting and division forest management would improve the potential of carbon sequestration in Sichuan forests.Key words: Carbon storage; Carbon density; Forests; Sichuan Province1

13、引言全球氣候變暖已成為全球關注的重大問題，它不僅僅反映在學術研究上，已上升到經濟社會和國際政 治交往1。森林是陸地生物圈的主體，貯存了陸地生態系統76%98%的有機碳，在全球碳循環和碳平衡 中起著巨大作用，是控制地球變暖的重要緩沖器1。近年來國外很多學者在大尺度或區域尺度上對森林植 被碳貯量及其碳匯功能進行了大量研究，估算了全球或區域森林植被的碳貯量及其變化，這些研究表明北 半球溫帶森林和北方森林起著CO2“匯”的作用2-8,1。；國內研究表明，中國森林自上世紀70年代以來亦是 碳匯9,11-14。此外，在減排行動上，發展成本低、潛力大、可持續的林業來增加生物固碳，充分發揮林業 的重要作用，將

14、成為各國政府采取減排、緩解氣候變化的行動措施1。四川省位于青藏高原東南緣，在中 國地勢中處于第一、第二階梯上，是全球氣候變化的敏感地帶15。其境內地形地貌極為復雜，森林類型多 樣，森林面積和蓄積分別居全國第4位和第2位，而其西部高山原始林區處于我國東南半部和西北半部的 前緣地帶，又是長江上游各主要支流的源頭，是重要的水源涵養林區。特殊的自然地理位置，決定了四川 森林在我國森林碳循環中的重要地位。因此，本文研究的目的是：1)估算全省森林碳總量和碳密度現狀； 2)了解森林碳貯量在不同地貌類型和不同流域上的空間變化；3)為通過森林資源管理和造林等林業行為來 增加森林碳庫容量和潛力提供基礎數據。2研究

15、資料與方法2.1研究資料本文所用的森林資源數據來源于四川省2007年森林資源監測資料，其數據是以縣級為單元，包括各 類林分的齡級(幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林和過熟林)、面積和蓄積。文中以縣域為單元，分別統 計了不同地貌類型(盆地丘陵區、盆地北緣山地區、盆地南緣山地區、盆地西緣山地區、川西南山地區、 川西高山峽谷區和川西北高原區)、不同流域(長江干流、嘉陵江、金沙江、岷江、沱江和雅碧江)和21 個市州的各齡級林分的面積和蓄積。由于監測資料中的經濟林、竹林、疏林及灌木林僅有面積，故對這些 林分未作統計分析。1.2研究方法森林碳貯量的估算是以森林生物量為基礎的，而森林生物量的估算因其方法的不確定

16、性一直受到人們 的關注。目前認為材積源-生物量法是一種較好的估測森林生物量的方法(Volume-biomass method)，因 其基本上能很好地體現實際情況11，所以，近年發表的有關森林碳貯量和碳密度的論文大多采用此法 9,11,12,13,14。為了便于文獻間的比較，采用方精云建立的森林生物量與蓄積量的關系方程來估算2007年四川森林生物量914。生物量換算因子（BEF）與林分蓄積（x）之間的關系為9：BEF = a + bx式中a、b為常數，四川主要森林類型的a和b參數見表1。各森林類型的生物量是利用森林資源監測資 料提供的面積和蓄積量以及BEF的關系計算而來。其計算公式為：B =彥

17、5 A - BEF -七i=1 j=1式中，B為匯總單元的總生物量（不同地貌類型、不同流域或不同市州），A為第i類森林第j齡級的匯 總面積，勺為第i類森林第/齡級的全省平均林分蓄積量。森林碳貯量為森林生物量乘以系數0.5 （即每克干物質的碳含量）9,11,14，文中森林的碳貯量僅指林木 的活生物量，不包括森林生態系統中的枯死木、下木層、枯枝落葉層以及森林土壤層等的貯量。表1不同林分類型生物量與蓄積量回歸方程參數林分類型a (Mg-m-)b (Mg)樣本數相關系數參考文獻云冷杉 Picea, Abies0.464247.4990130.989鐵杉、柳杉、油杉 Tsuga, Cyptomeria,

18、 Keteleeria0.415841.3318210.899杉木 Cunninghamaia lanecolata0.399922.5410560.959柏木類Cypress0.612946.1451110.969落葉松Larix0.609633.8060340.829華山松 Pinus armandii0.585618.743590.919y由松 Pinus tabulaeformis0.75545.0928820.969馬尾松、云南松 Pinus massoniana, P. vunanensis0.51011.0451120.929其它松類和針葉林 other pines and co

19、nifer forests0.516833.2378190.989、11樺木Betula1.068710.237090.709落葉棟類 Deciduous oaks1.14538.5473120.989桉樹 Eucalyptus0.88734.5539200.809楊樹 Populus0.475430.6034100.879樟、楠木、櫧、青岡 Cinnamomum, Phoebe,1.03578.0591210.9111Cyclobalanopsis Castanopsis檫樹及闊葉混交林Sassafras and mixed0.625591.1103190.939、11broad-leaf

20、forests雜木林 Nonmerchantable woods0.75648.3103110.999泡桐 Paulownia0.89560.0048220.99163結果2.1四川森林碳貯量和碳密度現狀根據2007年四川森林資源監測資料的匯總數據和各優勢樹種的生物量與蓄積量回歸模型計算，四川 森林碳總量2007年為629.76Tg （表2），主要貯存在成熟林（近熟林、成熟林和過熟林）中。成熟林碳貯 量為462.96 Tg C，占全省碳總量的73.51%；幼、中齡林的碳貯量為166.80 Tg C，僅占26.49%。全省森林 平均碳密度為50.67Mg C-hm-2，高于1998年全國平均碳密

21、度的44.91 Mg Chm-211，但低于世界平均水平 的86 Mg C-hm-290同碳總量一樣，較高的碳密度得益于成熟林。成熟林的平均碳密度為67.36 Mg C-hm-2, 是幼齡林24.75 Mg C-hm-2的2.72倍；是中齡林34.09 Mg C-hm-2的1.98倍。表2按行政區域和齡級統計的四川森林2007年總面積、總碳貯量和碳密度幼齡林中齡林近熟林成熟林過行政區域總面積總C量C密度總面積總C量C密度總面積總C量C密度總面積總C量C密度總面積，(x104ha) (Tg C)(Mg/ha)(x104ha)(Tg C) (Mg/ha)(x104ha)(Tg C) (Mg/ha)

22、(x104ha) (Tg C)(Mg/ha)(x104ha)(成都市4.241.0224.079.973.6937.003.681.5441.813.492.2965.781.77自貢市0.230.0418.952.210.4922.301.510.3825.030.240.0730.350.02攀枝花市5.000.6012.0811.402.5122.048.692.9433.845.352.4645.983.70瀘州市4.120.9122.0014.394.2329.413.671.2834.954.962.6453.150.69德陽市1.440.4329.945.071.9839.021

23、.010.4948.412.401.6668.981.23綿陽市18.234.9627.2030.7411.3736.9812.586.2749.8111.108.1473.2611.44廣元市37.5410.1927.1320.276.5032.087.062.6337.284.162.6062.480.62遂寧市5.091.6933.205.582.1738.980.130.0540.790.020.0136.120.00內江市1.020.2423.132.950.9331.741.690.5029.510.390.1332.750.08樂山市6.891.6423.8812.054.793

24、9.765.812.3440.2511.018.0072.689.62南充市14.104.5232.069.213.3336.150.130.0326.840.050.0239.720.00眉山市2.190.4520.333.571.1933.254.482.2449.965.883.7864.340.17宜賓市8.261.7621.2611.113.2429.145.411.4827.251.850.5931.570.52廣安市2.300.5624.303.861.0427.042.100.4923.310.590.1627.810.04達州市22.345.0022.4017.854.512

25、5.247.941.9124.011.510.4630.230.13雅安市8.371.8822.4310.273.9238.1812.436.0648.7410.517.3269.6323.85巴中市20.875.2925.3519.375.8830.338.393.1537.582.991.4949.850.23資陽市3.101.0533.957.743.0038.750.130.0432.650.060.0345.390.00阿壩州23.425.9825.5331.1212.8341.2419.0711.2959.2252.8042.2680.0465.72甘孜州33.598.5225.3

26、540.9617.0141.5246.6326.0355.8285.9167.9279.0656.17涼山州18.782.9515.6844.5512.5128.0958.2621.5436.9765.3434.0752.1430.13全省241.1159.6724.75314.25107.1334.09210.7892.6643.96270.61186.0868.76206.14注：1Mg=106g=1 噸；1Tg= 1012g =106Mg。2.2四川森林碳貯量和碳密度的空間分異四川森林碳貯量和碳密度的空間分布差異極大（表2、圖1和圖2）。在行政區域上，碳貯量主要分布 在甘孜藏族自治州和阿

27、壩藏族羌族自治州，其次是涼山彝族自治州，其碳貯量分別為172.56、134.56和 96.18Tg C，分別占全省森林碳貯量的27.40、21.31和15.27%，3個州共占63.98%；在地貌類型上，碳貯 量主要分布于川西高山峽谷區、其次是川西南山地區和盆地西緣山地區，其碳貯量分別為261.58、114.32 和74.08Tg C，分別占41.54、18.15和11.76%，3個區域共占71.45%；在流域上，碳貯量主要分布于岷江 流域，其次是雅碧江和嘉陵江流域，其碳貯量分別為228.57、160.25和128.25Tg C，分別占36.30、25.45 和20.37%，3個流域共占82.1

28、1%。平均碳密度與碳總量有著類似的分布現象，在60 Mg C-hm-2以上的主 要分布于阿壩州、甘孜州和雅安市，或岷江流域，或川西北高原區和川西高山峽谷區。A總碳量1 2 3 4 5 6 7000005 0 5 0 5 nz 0Z 1里碳總圖1不同地貌類型森林總碳量和碳密度分布情況。數字1、2、3、4、5、6、7分別代表盆地丘陵區、盆地北緣山地區、盆 地南緣山地區、盆地西緣山地區、川西南山地區、川西高山峽谷區和川西北高原區。圖2不同流域森林總碳量和碳密度分布情況。數字1、2、3、4、5、6分別代表長江干流域、嘉陵江流域、金沙江流域、 岷江流域、沱江流域和雅碧江流域。4討論4.1四川森林碳貯量類

29、型劃分森林碳庫的大小不僅與森林物種的組成、年齡結構以及環境因子有關，而且與森林面積、演替階段、 年齡組成以及人類干擾等因素密切相關。探討不同森林類型、不同行政區域的碳儲量大小不僅對評估地區 森林在碳循環中的作用具有重要意義，而且對于森林恢復重建以及保護和管理也有較大的指導意義。本文 以森林類型或21個市州的森林面積、碳總量和碳密度為因子，使用SPSS軟件采用逐步回歸法進行聚類分 析，對森林類型進行聚類（未列出），對21個市州進行區劃（圖3）。聚類結果表明，可分為3種森林類型：第1組為高碳儲量森林，包括棟類（Quercus）林、冷杉（Abies） 林、云杉（Picea）林和柏木林（Cypress

30、）4個森林類型。這幾個森林類型是四川省森林的主體，其面積分別占全省森林總面積的20.13%、17.35%、11.55%和 12.21%，而其碳儲量依次是136.22、184.59、100.63 和56.89Tg C，分別占全省森林總碳儲量的21.63%、29.31%、15.98%和9.03%，這些森林類型是全省森林 碳儲量的主要貢獻者，面積占全省森林面積的61.24%，而碳貯量卻占全省森林碳總量的75.95%；第2組 是中碳儲量森林，包括云南松(Pinus yunnanensis)林、馬尾松(P massoniana)林和高山松(P. densata) 林等3種森林類型，分別占全省森林總面積的

31、9.61%、6.91%和4.78%，碳儲量相對較低，分別是26.77、 16.03和27.33TgC，占全省森林總碳儲量的4.25%、2.55%和4.34%；第3組為低碳儲量森林，包括杉木 (Cunninghamaia lanecolata)林、落葉松CLarix)林、柳杉(Cyptomeria)林、軟闊葉林和硬闊葉林等27 類，這些類型分布面積較小，占全省森林總面積的17.46%，碳儲量共計81.29TgC，占全省森林總碳儲量 的 12.91%。依聚類結果，可將全省21市州劃分為3個類型區。第一類為高碳儲量區，包括甘孜州、涼山州和阿 壩州3個州，其面積分別占全省森林總面積的21.18%、17

32、.46%和15.46%，碳儲量依次是172.56、96.18 和134.17 Tg C，分別占全省森林總碳儲量的27.40%、15.27%和21.31%，碳密度依次是65.55、44.31和69.84 M C/hm2，森林類型主要是云、冷杉林、云南松林和硬闊葉林。第二類是中碳儲量區，包括綿陽市、廣元 市、雅安市、巴中市、達州市和樂山市6個市，其面積占全省森林面積的6.77%3.65%，碳儲量在11.92 Tg C40.91 Tg C之間，占全省森林總碳儲量的1.89%6.50%，碳密度在23.96 M C/hm260.63 M C/hm2，# 類型主要有云、冷杉林、棟類林、柳杉林、杉木林和柏木

33、林。第三類是低碳儲量區，包括自貢市、內江市、 廣安市、遂寧市、資陽市、德陽市、眉山市、成都市、南充市、宜賓市、瀘州市和攀枝花市12個市，其 面積占全省森林面積的0.34%2.75%，碳儲量在0.99 Tg C10.02 Tg C之間，占全省森林總碳儲量的 0.16%1.59%，碳密度在23.63 M C/hm248.91 M C/hm2，森林類型主要是柏木林、馬尾松林和云南松林。Rescaled Distance Cluster Combine TOC o 1-5 h z CASE 0510152025遂寧市 資陽市 內江市廣安市 自貢市德陽市 眉山市 成都市 瀘州市 南充市宜賓市 攀枝花市

34、綿陽市 推安市 達州市巴中市 廣元市樂山市 阿壩州 涼山州甘孜州Label Nujr H1111F-q-j I-13 一 3 -I6 -q一I一-I一21I-1圖3按行政區域碳貯量聚類圖4.2碳貯量區劃與森林經營氣候變暖是人類面臨的十大生態問題之首，而大量排放CO2等溫室氣體形成的溫室效應則是氣候變化 的根源。世界范圍內溫室效應的產生原因，有1/3-1/2是由于森林面積或森林資源的減少而影響了生物圈 對大氣CO2的固定所造成的。由于森林碳匯功能具有比其它減排方式更經濟和高效的優點17，因此從長遠 來看，增加森林面積和提高森林質量以達到提高CO2吸收、固持功能，將是減緩全球氣候變暖過程的重要 措

35、施。森林生態系統具有強烈的時空異質性和復雜的內部聯系，在通過森林資源管理和造林等林業行為來 增加森林碳庫容量和潛力時，必須要充分考慮這種時空異性和復雜性，應分區制定森林經營規劃和實行分 類經營管理。從森林碳貯量區劃類型來看，甘孜州、阿壩州和涼山州3個高碳儲量區是四川原始林的分布 區域，也是岷江流域、雅碧江流域和金沙江流域的主要發源地，區域面積廣闊，森林類型以云冷杉原始林、 云南松林和滇青岡等硬闊葉林為主，是四川森林碳貯量的主要貢獻地區位，其面積占全省森林面積的 54.10%，而碳貯量占全省森林碳總量的63.98%，因而其森林的消漲將極大地影響全省森林的源匯功能。 然而，由于成、過熟林生長基本趨

36、于平緩，碳匯功能將減弱，對這一地區一是繼續實施天然林保護工程以 穩定該區域的碳儲量；二是合理采伐成、過熟林，采伐跡地及時更新造林，為森林碳匯提供新的發展空間。 相比之下，中碳儲量區和低碳儲量區(四川盆地丘陵區及盆周山地)主要是近年來林業重點工程所營造的 人工林，森林類型主要是柏木、馬尾松和杉木林人工林，幼、中齡林居多，森林碳貯量低，碳密度也低。 由于該區森林普遍存在樹種單一、結構和功能較差、病蟲害頻繁發生，導致森林碳匯功能減弱。因而應加 強這一地區的森林撫育，如對低產、低效林進行林分改造，提高森林碳匯功能。隨著森林生長，現有人工 林經營與管理水平的提高，這一地區將是四川森林碳匯的主要貢獻者。參考文獻：國家林業局課題組.論林業在應對氣候變暖中的重大作用.林業經濟,2007,3:3537.Dixon RK, Brown S, Houguton RA, et al. Carbon pools and flux of global forest ecosystem. Science, 1994, 262:185190.Kauppi P E, Mielikainen K, Kuusela K. Biomass and carbon budget of European Forests, 1997