云南省森林碳储量动态变化趋势及对策

毛海凌

(云南省林业调查规划院,昆明 650051)

随着人类社会的不断发展，给自然生态环境造成了重大的影响，致使温室效应不断加剧，产生诸如：气候反常、海平面上升等严重的后果。

而森林作为陆地生态系统的主体，是人类赖以生存的条件，关乎生命和生存的质量[1]。森林植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中，从而减少该气体在大气中的浓度，森林是陆地生态系统中最大的碳库，在降低大气中温室气体浓度、减缓全球气候变暖中，具有十分重要的独特作用，同时森林碳汇也是经济可行、成本较低的应对气候变化的重要举施。

通过利用历年森林资源监测数据，对森林碳储量进行估算，找出动态变化趋势规律，并利用时间序列预测法进行预测，为合理利用和保护森林资源，推动经济社会和谐发展和可持续发展。

云南省地处中国西南边陲， 在97°31′—106°11′E和21°08′—29°15′N之间，东西最大横距885 km，南北最大纵距910 km，总面积38.264 4万km2。其中，山地面积占总面积的84%、高原面积占9.9%、盆地面积占6.1%。地势呈北高南低，由北向南倾斜，西北最高，东南最低，呈明显的阶梯状下降，最高海拔6 740 m，最低76.4 m，相对高差达6 664 m。

1 研究数据

1.1 数据来源

数据主要来源于云南省森林资源监测[3]、云南省森林资源连续清查[2],以及《云南省林业“十三五”发展规划研究》[4]和《云南森林资源》[2]等。

2020年云南省林地面积2 829.44万hm2，占国土面积的73.8%，其中：森林面积2 493.58万hm2，占林地面积的88.1%；森林蓄积量20.67亿m3，单位面积蓄积量99.1m3/hm2，森林覆盖率65.04%[3]。

1.2 数据分析

云南省林地面积从2007年的2 476.11万hm2增加到2020年2 829.44万hm2，增加了353.33万hm2；森林面积从2007年的1 817.73万hm2增加到2020年2 493.58万hm2，增加了675.85万hm2；森林蓄积量从2007年的15.54亿m3增加到2020年20.67亿m3，增加了5.13亿m3；林分单位面积蓄积量从2007年的105.5 m3/hm2减少到2020年99.1 m3/hm2，减少了6.4 m3/hm2；森林覆盖率从2007年的47.50%增加到2018年65.04%，增加了17.54%。详见表1。

表1 森林碳储量估算及预测基础数据表年度森林小计纯林+混交林乔木经济林竹林特别灌木林地面积/万hm2蓄积/亿m3面积/万hm2蓄积/亿m3面积/万hm2蓄积/亿m3面积/万hm2面积/万hm2株数/株面积/万hm220071 817.7315.541 581.6315.541 472.7015.54108.939.1293 924226.9820121 914.1916.931 666.1216.931 526.9516.93139.1711.04113 698237.0320162 273.5618.432 099.5918.431 943.0718.43156.5220.57211 848153.4020172 288.9918.832 111.0518.831 949.8218.83161.2320.33209 329157.6220182 311.8619.192 129.2719.191 962.2319.19167.0420.40210 121162.1920192 392.6520.202 156.0820.201 984.6420.20171.4521.29219 239215.2820202 493.5820.092 218.1820.092 028.5720.09189.6122.46231 333252.94

2 研究方法

2.1 森林碳储量估算

根据2007年至2020年云南省森林资源监测数据和相关的研究资料，采用以下方法对森林碳储量进行估算[5-6]。

1)乔木林碳储量估算。采取蓄积量扩展法[8]：

(1)

式中：C乔木林为林木的固碳量(万t)；V为立木蓄积量(万m3)；WD为木材基本密度(t/m3)；BEF为生物量扩展因子，分析时取IPCC默认值；R为根径比，分析时取默认值；r为碳转化系数，取0.5。

2)乔木经济林、竹林、特别灌木林碳储量估算。经济林、竹林、特别灌木林碳储量的估算方法参照参考文献[9]。

C=W·A·CF

(2)

式中：C为碳储量；W为单位面积生物量(t/hm2)，经济林平均值取23.7，竹林平均值取10.44，特别灌木林平均值取19.76；A为面积(hm2)；CF为碳含率，均取0.5。

2.2 森林碳储量动态预测

根据对历年森林碳储量估算数据的整理，可以看出森林碳储量的变化呈现出一定连续性，其变化在某一时段内沿一定的趋势进行。因此，通过对比分析，采用拟合度高、相对误差较小的时间序列预测法(二次指数平滑法)[7]对历史数据进行处理。

(3)

3 结果与分析

3.1 森林碳储量估算

经计算分别得出乔木林、乔木经济林、竹林、特别灌木林的碳储量，汇总得出全省的碳储量。详见表2。

表2 森林碳储量按年度统计年度碳储量/万t合计纯林+混交林乔木经济林竹林特别灌木林地2007 84 014.580 433.51 290.847.62 242.62012 91 676.687 628.01 649.257.62 341.92016 98 846.295 368.51 854.8107.41 515.62017101 058.997 485.01 910.6106.11 557.22018103 024.899 336.41 979.4106.51 602.42019108 813.0104 543.32 031.6111.12 126.92020108 864.1104 000.92 246.9117.32 499.0

3.2 森林碳储量预测

3.2.1 预测模型

由于可利用的数据不够充足，故分别取纯林+混交林、乔木经济林、竹林、特别灌木林前三年的平均值作为初始值，按照公式(3)，分别采取a=0.3，0.5，0.8进行估算。经过计算和分析，当a=0.3时，经估算的均方差为最小，且平均相对误差也为最小(4.53%)、可靠度为最高(95.47%)。故采用a=0.3对各森林组成的碳储量进行建模型和预测：

纯林+混交林：

Yt+T=100 602.55+1 456.44T

(4)

乔木经济林：

Yt+T=2 061.62+79.40T

(5)

竹林：

Yt+T=107.45+4.20T

(6)

特别灌木林：

Yt+T=2 195.90+129.90T

(7)

3.2.2 预测结果

根据主要指标的预测模型计算出预测结果，详见表3。

表3 2021—2025年森林资源碳储量预测值年度碳储量 /万t合计纯林+混交林乔木经济林竹林特别灌木林地2021 107 988.52103 410.042 141.03111.652 325.802022 109 383.75104 591.762 220.43115.852 455.702023 110 778.99105 773.492 299.83120.062 585.612024 112 174.22106 955.222 379.24124.262 715.512025 113 569.45108 136.952 458.64128.462 845.41

3.3 结果分析

1)2007—2020年，云南省林地和森林面积呈大幅度增长态势，林地面积平均增幅为58.88万hm2/a，森林面积平均增幅为112.64万hm2/a。

2)2020年云南省森林碳储量价值为13983588.41万元，较2007年碳储量价值增加3191926.92万元，增量和效益都非常显著。2020年森林碳储量为108 864.1万t，相当于固定CO2399 531.1万t，森林单位面积碳储存能力为45.5 t/hm2，如按照CO2交易价格35元/t计算，森林碳储量价值为13983588.41万元。

3)按预测变化趋势显示，在森林组成中，纯林+混交林的碳储量>特别灌木林>乔木经济林>竹林，且在未来5年中都成正增长趋势，表明在森林生态系统中纯林+混交林是提供碳储量的主要来源，也是将来林业发展和经营的主要对象。

4)本文通过已发表的资料数据(某些数据采用上年度的)，按照模型和部分参数[5-7]对云南省森林碳储量及动态变化进行预测，由于数据来源不够充足和模型选择单一，其预测值与实际值与其他研究的结果可能存在一定差异，只反映推算结果和预期值，目的是说明森林在提高碳储量方面的重要作用，以此引起社会的高度关注，让良好生态环境成为最普惠民生福祉。

4 对策

1)有效控制人为破坏林地，严厉打击破坏森林资源的行为，大力实施林业重点工程，促进林地面积、森林面积进一步提升；通过采取有效的森林经营措施，不断改善森林的自然条件和结构，有效释放森林生产力，在森林数量提升的同时提高森林的质量；

2)不断加大生态保护和修复，构建以国家公园为主体的自然保护地体系，依托林业重点工程项目，充分发挥国土空间潜力，加大国土绿化，扩大环境容量生态空间，提高森林的数量和质量，为森林碳汇能力的提升提供基础保障[4]；

3)突出重点分类经营。根据不同区域森林资源状况和生态安全地位的不同，以云南省“三屏两带一区多点”生态安全格局为基础，服务于国家长江经济带、“一带一路”、云南省建设中国最美丽省份、打造世界一流“绿色三张牌”等重大发展战略，综合考虑林业发展条件、社会经济情况等因素，有针对性的分区施策[4]。

4)加大森林碳汇的转换力度，林业碳汇不但能减少大气中CO2的含量，也能够较好地保护生物多样性，而且成本较低，能为经济发展和社会进步带来多种效益[6]。

5)大力宣传森林资源保护和森林生态系统在碳储存方面的重要作用，提高全民森林保护意识，合理经营和利用森林资源。积极开展碳汇基础技术研究，重点在碳汇的相关政策规定和与国际接轨的计量、监测、审定、核查、注册等标准体系上，为森林生态系统补偿和碳排放交易提供技术支撑，贯彻创新、协调、绿色、开放、共享发展理念，形成节约资源和保护环境的空间格局，让良好生态环境成为最普惠民生福祉。