青海森林固碳及其他生态系统功能的潜力和挑战--最终

青海省森林植被固碳现状、潜力及其意义王长庭，王根绪，刘伟摘要：科学评估区域森林碳储量动态、固碳现状及其增汇潜力对理解陆地生态系统碳循环以及源汇功能具有重要意义。利用我国第三次(1989～1993年)至第六次(2004～2008年)森林资源清查资料，以及不同树种生物量和蓄积量之间的线性关系，对青海省近19年来森林碳储量进行了求和估算。结果表明：（1）青海省森林面积从1989年的246500hm2增加到2008年的355000hm2。（2）青海省4次森林资源清查中森林植被整体碳储量分别是8143436.42t、9115234.11t、10205627.95t和11182642.22t，总体呈上升的趋势。从1989年的8143436.42t增加到2008年的11182642.22t，增加了3039205.799t，年均增加(19a)159961.05t，年均增长率1.68%，说明19年间青海森林植被碳汇作用不断增强，储碳能力将随森林面积的增加逐渐增加，青海省的森林是CO2的“汇”。（3）青海省1989-2008年间主要森林类型碳增汇量柏木＞桦木＞杨树＞云杉，可见这几种森林植被类型在全省森林植被碳汇功能中占有重要的地位。如果对现有森林进行更好地抚育和管理，青海省森林作为CO2“汇”的潜力很大。关键词：森林生物量；森林碳储量；固碳现状；固碳潜力；青海省Carbonsequestration,potentialanditsimportancebyforestvegetationinQinghaiProvinceAbstract:Toevaluateforestcarbonstockdynamics,carbonsequestrationandcarbonsinkcapacityofregionalforestscientificallyisofgreatimportancetounderstandterrestrialecosystemcarboncycleandcarbonsourceandsinkfunction.Basedonthenationalforestinventorydatafrom1989to2008,thecarbonstorageofforestsinQinghaiProvincewasestimatedbythelinearrelationshipbetweenstandbiomassandvolume.Theresultsshowedthat(1)theforestareaincreased246500hm2in1989to355000hm2in2008.(2)thetotalcarbonstorageofforestvegetationin1989～1993,1994～1998,1999～2003and2004～2008was8143436.42t、9115234.11t、10205627.95tand11182642.22t,respectively,withanincreasingtrendingeneral.ForestcarbonstockinQinghaiincreased3039205.799tfrom8143436.42tin1989to11182642.22tin2008andby1.68%annuallyduringthestudyperiod，indicatingthattheforestsinQinghaiProvinceplayaroleasasinkofatmosphericcarbondioxide,carbonsinkandsequestrationwasstrengthenedwithforestareaincreasingduringthelast19years.(3)CarbonsinkincrementofmainforesttyperangedasCypress＞Betula＞Populus＞Picea,theresultsindicatedthattheseseveralkindsofforestplayedanimportantroleincarbonsinkfunctioninQinghai’sforestvegetation.Ifthecurrentforestinmanagedwell,itwouldbecomeahugepotentialcarbonsinkinthefuture.Keywords:Forestbiomass;Forestcarbonstock;Carbonsequestrationstatus;Carbonsequestrationpotential;Qinghaiprovince1.Introduction哥本哈根气候大会昭示着气候变暖问题已严重威胁到人类的生存和发展（UNCCC，2009）。气候变暖与陆地碳循环动态及其反馈效应密切相关，森林作为大气CO2最大的陆地碳库，在陆地碳循环中占主导地位，其碳汇功能对碳收支平衡起着不可替代的作用（Nabuursetal.,2003;Woodalletal.,2008;Woodburyetal.,2007）。有研究表明，森林植物在其生长过程中可通过同化作用吸收大气中的C02，以生物量的形式将其固定在植物体和土壤中，使森林成为陆地生态系统最重要的碳汇或碳库（Cials,1995b）。全球的森林面积只占土地面积的27.6%，但森林植被碳贮量却占全球植被的77%，森林土壤的碳贮量约占全球土壤的39%；单位面积森林生态系统碳储量是农地的1.9-5倍(Bousquet,2000)。森林生态系统在全球碳循环中具有重要的意义,主要表现在:(1)森林是陆地生态系统中最大的碳库，贮存了陆地生态系统总碳库的56%(Dixonetal.,1994);(2)森林单位面积的碳贮存密度很大，达到198Mghm-2(Dixonetal.,1994),森林的面积变化直接影响到陆地生态系统的碳源碳汇作用;(3)森林植被的碳积累速度快,即森林固定大气CO2的速率大(Houghtonetal.,2000)。为此森林生态系统的固碳措施,包括造林、森林采伐和再造林,已经被纳入到旨在减少全球大气CO2排放的《京都议定书》中。世界各国科学家都在不断探讨和估算全球和区域的森林生态系统的固碳能力。中国森林植被的固碳能力一直受到国际社会的高度关注，目前已经有不同的作者对中国森林植被的碳贮量(Fangetal.,2001;Wangetal.,2001;Zhaoetal.,2004;Zhouetal.,1996)、固碳现状(Fang,2000;Liuetal.,2000;Houghtonetal.,1999;Houghton,2003)和潜力(ZhangandXu,2003)进行了估算,但这些研究大都基于1998年前的全国森林普查资料。Inrecentyears，withincreasingscientificandpoliticalinterestinregionalaspectsoftheglobalcarboncycle,thereisastrongimpetustobetterunderstandthecarbonbalanceofChina(Houghton,2007)。加之一系列新的林业举措,如森林禁采和限采政策的推行和六大林业工程(天然林资源保护工程、退耕还林工程、三北长江流域等重点防护林建设工程、环北京地区防沙治沙工程、全国野生动植物保护及自然保护区建设工程和重点地区速生丰产用材林基地建设程)(Zhou,2005)的展开,对森林资源的开发强度有所减缓,森林的面积逐步扩大。中国的森林覆盖率由1998年的16.55%增加到2003年的18.21%(StateForestryAdministration,2003)。2009年9月22日，胡锦涛主席在联合国气候变化峰会上宣布，除了努力节约能源和提高能效，大力发展可再生能源和核能以及研发和推广气候友好技术外，中国将通过大范围植树造林来应对气候变化。在增加森林碳汇方面，他指出中国争取到2020年森林面积比2005年增加4000万hm2。森林蓄积量增加13亿m3(Liuetal.,2010)。这些变化都会影响到森林生态系统的碳源碳汇特征和固碳潜力。作为整个森林生态系统运行的能量基础和营养物质来源，森林生物量大小和变化是森林植被自身的生物学、生态学特征及其他自然因素与区域人类活动综合作用的表现，是度量森林生态系统结构和功能变化的重要指标之一，并已成为森林固碳能力的重要标志，以及评估森林碳收支的重要参数(Fengetal.,1999)。因此，准确估算区域森林的生物量对研究区域陆地生态系统的生产力、碳循环、全球气候变化具有十分重要的意义。我国大区域森林的生物量研究始于20世纪90年代末期，许多学者在这方面进行了研究，先后建立了主要树种的生物量测定相对生长方程，估算了它们的生物量与生产力，初步总结了全国不同类型森林的生物量与生产力及其格局（Liuetal.,2000;Zhouetal.,2000;Luoetal.,1998;Fangetal.,1996;Luoetal.,1999;Luoetal.,2002）。基于森林资源清查数据进行大区域森林生物量的估算一直是人们关注的焦点(Guang,2007)，现已成为区域森林植物生物量和碳储量估测的发展趋势(JiaoandHu,2005)。近年来，国内较多学者基于区域性的森林资源清查资料，开展了不同区域范围内的森林生物量和碳储量研究工作(Caoetal.,2002;YangandGuan,2007;WangandWei,2007;Yuetal.,2008;Zeng,2005;Fanetal.,2008;Fangetal.,2007;Fangetal.,2002;Fangetal.,1996;Zhouetal.,2007;Wangetal.,2008;Huangetal.,2008YeandShe,2010;Zhangetal.,2011)，为评价区域尺度的生态质量和研究我国森林生态系统的碳汇能力提供了重要参考。青海省至2007年已完成第7次森林资源清查，并积累了多期可比性强的清查数据，这为该区森林植被碳动态的研究提供了重要条件。笔者利用青海省第3、4、5、6次森林资源清查数据,对全省森林植被碳储量动态变化、固碳潜力进行了初步的评述和对比分析,旨在为区域碳循环研究积累基础资料，对于今后开展全省森林植被CDM（CleanDevelopmentMechanism）碳汇功能评价和森林碳生态效益补偿机制的建立，同时也为全球变暖背景下制定减排增汇的相关区域环境决策提供参考。CopenhagenClimateSummitmakesitmoreobviousthatclimatewarminghasthreatenedthesurvivalanddevelopmentofhumanseriously(UNCCC，2009).Climatewarmingcloselyrelatedtotheterrestrialecosystemcarboncycledynamicsanditsfeedbackeffect.Asthelargestcarbonpoolofcarbondioxide,forestholdsaleadingpositionintheterrestrialcycleandwhosecarbonsinkfunctiontocarbonbudgetbalanceisirreplaceable(Nabuuretal.,2003;Woodalletal.,2008;Woodalletal.,2007).ResearcheshaveshowedthatforestplantscanabsorbC02fromtheatmospherebyassimilationintheprocessofgrowingandfixitintofrondandsoilwiththefor