河南省乔木林碳储量和碳密度研究

摘要 ［目的］以河南省第九次森林资源清查数据为依据，估算该地区乔木林碳储量及碳密度，并提出相应对策，为森林质量提升及科学管理提供依据。［方法］基于第九次河南省森林资源清查数据，采用IPCC推荐的材积源生物量法，估算河南省乔木林不同树种、不同龄组、不同起源碳储量和碳密度。［结果］河南省乔木林碳储量和碳密度分别为160.37×106 t和46.02 t/hm2；阔叶混、栎类、杨树、针阔混、马尾松5个树种组碳储量占乔木林碳储量的85.99%；不同林分类型中，阔叶林面积占乔木林面积的85.63%，碳储量占乔木林碳储量的88.09%，阔叶林是乔木林的主体；不同树种中，栎类林的碳密度最大，为57.27 t/hm 其碳储量占乔木林总碳储量的27.80%；不同龄组碳储量大小表现为幼龄林＞中龄林＞近熟林＞成熟林＞过熟林，幼龄林碳储量最大，但密度最小，乔木林以幼、中龄林为主。［结论］天然林保护工程、封山育林、退耕还林等政策的实施，使河南省森林质量得到不断提升，区域森林固碳潜力巨大。

关键词 乔木林；碳储量;碳密度；碳汇；河南省

中图分类号 S718 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）22-0108-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.22.027

Carbon Storage and Carbon Density of Arbor Forest in Henan Province

CHEN Chen， SHI Jun-xia， LIU Guang-wu

Abstract ［Objective］Arbor forest carbon storage and carbon density are estimated for Henan Province based on the 9th forest resource inventory data， and the corresponding strategy is put forward， which provides basis for the improvement of forest quality and scientific management of arbor forest. ［Method］Carbon storage and carbon density of the arbor forest under different tree species， age groups and forest origins in Henan Province were estimated based on forest resource inventory data of the 9th forest resource inventory data by using the volume source biomass method recommended by IPCC. ［Result］The result showed that the arbor forest carbon storage was 160.37×106 t ， and the average carbon density of arbor forest was 46.02 t/hm2. The carbon reserves of mixed broadleaf species， Quercus， mixed conifer and broadleaf species， Populus spp.，Pinus massoniana and so on accounted for 85.99% of arbor forests. In different stand types， broad-leaved forest was dominant in arbor forest， whose area accounted for 85.63% of the arbor forest and the carbon storage accounted for 88.09%. Among different tree species， Quercus forest had the largest carbon density， which reached 57.27 t/hm2. The carbon storage of Quercus forest accounted for 27.80% of arbor forest. The carbon reserves of different age groups ranked in the order： young-aged ＞middle-aged ＞premature＞mature＞over mature. The young-aged forest had the largest carbon storage but the smallest density. Young-aged and middle-aged forests accounted for the majority of arbor forest.［Conclusion］The forest quality in Henan Province has been continuously improved and regional forest has great potential of carbon sequestration after the implementation of policies such as natural forest protection project，mountain closure for afforestation and conversion of farmland to forests.

Key words Arbor forest;Carbon storage;Carbon density;Carbon sink;Henan Province

森林是陆地生态系统的主体，是地球生物圈的重要组成部分［1］，它不仅在维护区域生态环境上起着重要作用，而且在全球碳平衡中有着巨大贡献［2］。20世纪80年代以来，我国先后实施重点林业生态工程、退耕还林工程、天然林保护工程、自然保护区建设与管理等，这些措施使我国森林覆盖率和森林质量都得到大幅提升，进一步增强了森林碳汇能力。

森林生物量是森林植物群落在其生命过程中所产生的干物质累积量［3］，是衡量森林生态系统稳定性和健康程度的重要指标［4］，也是计算森林碳储量、碳密度的基础。目前，学者采用不同方法对森林生态系统生物量、碳储量进行了大量研究［5-11］。但由于我国森林的复杂性、多样性，以及调查数据的不完整性和研究方法的差异性，导致在估测大尺度森林生物量和碳储量方面存在较大差异。为了能获取更准确的森林碳储量数据，提高森林生产力，需要在不同区域开展森林生物量及碳储量研究。笔者以第九次森林资源清查资料为依据，估算河南省乔木林碳储量和碳密度，探究河南省森林资源现状，以期为河南省乃至全国森林碳储量及森林价值估算提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

河南省（110°21′～116°39′E，31°23′～36°22′N）地处我国中东部、黄河中下游，总面积约16.7万km2，山地和丘陵占全省面积的44.3%。河南省处于暖温带和亚热带气候交错的边缘地区，气候具有明显的过渡性特征。全省年平均温度稳定在14 ℃左右，年平均降水量在600～1 200 mm，受地理位置及气候类型影响，河南省森林植被地带性明显，以伏牛山主脊和淮河干流一线为界，北部为南暖温带落叶阔叶林地带，南部为北亚热带常绿阔叶林地带。

1.2 数据来源

所用数据为河南省2014—2018年全国森林资源清查资料，全省共设置10 355个固定标准地，标准地面积0.067 hm 调查内容包括标准地面积、地类、优势树种、龄组、林分起源、林分蓄积等。依据森林资源清查要求，森林包括乔木林、灌木林、竹林，研究对象为乔木林。在森林资源清查数据中乔木林不含下层木、地被层和土壤层信息，因此研究中乔木林碳储量不含上述碳储量。

所用乔木林按起源分为人工林和天然林，包含针叶林、阔叶林、混交林、经济林4种类型，龄组包括幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林，主要树种（组）有31个，分别为落叶松（Larix gmelinii Kuzen.）、黑松（Pinus thunbergii Parl.）、油松（Pinus tabuliformis Carriere）、马尾松（Pinus massoniana）、国外松、其他松类、杉木（Cunninghamia lanceolata）、池杉（Taxodium ascendens）、柏木（Cupressus funebris）、栎类、桦木（Betula）、樟木（Cinnamomum camphora）、榆树（Ulmus pumila）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、枫香（Liquidambar formosana）、其他硬阔类、杨树（Populus spp.）、柳树（Salix babylonica）、泡桐（Paulownia fortunei）、楝树（Melia azedarach）、白蜡树（Fraxinus chinensis Roxb）、其他软阔类、针叶混、阔叶混、针阔混、核桃（Juglans regia L.）、板栗（Castanea mollissima）、杜仲（Eucommia ulmoides）、银杏（Ginkgo biloba L.）、油桐（Vernicia fordii）、其他经济类。

1.3 研究方法

1.3.1 生物量计算。研究表明，森林生长量与林分蓄积量之间存在相关关系， IPCC法依据林分类型的材积与生物量扩展因子及相关参数的乘积求出某林分类型的生物量，公式如下：

Btotal=Vtotal·D·BEF2·（1+R）（1）

式中：Btotal为某一树种（组）的生物量（t）；Vtotal为某一树种（组）的蓄积量（m3）；D为某一树种（组）的木材密度（t/m3）；BEF2为某一树种（组）的生物量扩展因子；R为某一树种（组）的地下部分/地上部分根冠比。

该研究中木材密度、根冠比、含碳率采用IPCC推荐使用的不同树种参数，相关参数值见表1。李海奎等［12-13］将BEF2分成5个区间，取每个区间的中值作为幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林的生物量转换因子，相关参数值见表2。根冠比需要依据树种蓄积、面积、木材密度、生物量扩展因子等数据计算得到。

1.3.2 碳储量计算。

乔木林某一树种（组）碳储量评估采用国际通用的做法，用测算的某一树种（组）生物量与该树种含碳系数相乘得到。不同龄组碳储量相加可得树种（组）碳储量，不同树种（组）的碳储量相加可得河南省乔木林碳储量。

2 结果与分析

2.1 乔木林不同树种（组）的生物量

由表3可知，河南省乔木林主要树种有31个，林分总面积34 844.38×102 hm 总碳储量160.37×106 t。碳储量比率在2%以上林分从大到小为阔叶混＞栎类＞杨树＞针阔混＞马尾松。这5个树种（组）碳储量比率和为85.99%，林分面积和占77.41%， 5个树种（组）碳储量高与林分面积大和碳密度高有关。这5个树种（组）在河南省森林植被中地位重要，它们的碳储量动态变化将影响整个区域的碳汇变化。

在不同树种（组）中，阔叶林面积为29 837.44×102 hm 占乔木林总面积的85.63%，碳储量为141.27×106 t，占乔木林总碳储量的88.09%；针叶林面积为5 006.94×102 hm 占乔木林面积的14.37%，碳储量为19.10 t，占总碳储量的11.91%。可见，河南省乔木林以阔叶林为主，阔叶林是乔木林碳储量主要贡献者。