基于小班尺度的乔木林碳储量和碳密度估算——以宁都县为例.pdf
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1、随着全球工业化进程的不断加快,碳排放量增加引起的全球气候变暖问题已经成为当前最严峻的生态危机之一1。碳达峰、碳中和是目前全球范围关注的热点问题2,而森林作为陆地生态系统的主体,每年通过光合作用固定的碳约占整个陆地生态系统的2/3左右,在实现“双碳”目标上具有不可替代的作收稿日期:2023-04-13;2023-06-05修回基金项目:江西省2020年度省级温室气体清单编制项目(项目编号:HSH2022C088)作者简介:张邦文,男,工程师,硕士,主要从事自然资源监测评价和国土空间规划实施监测工作。E-mail:通信作者:韩天一,男,高级工程师,硕士,主要从事森林资源监测与评价工作。E-mail
2、:基于小班尺度的乔木林碳储量和碳密度估算以宁都县为例张邦文1,金苏蓉2,邵 虹1,邓清华2,韩天一2(1.江西省国土空间调查规划研究院,江西 南昌 330002;2.江西省林业资源监测中心,江西 南昌 330045)摘要:本文以宁都县为研究区,基于江西省宁都县森林资源二类调查小班数据,采用立木生物量模型估算乔木林小班的碳储量和碳密度。结果表明:宁都县乔木林小班碳储量和碳密度的分布范围分别为0.13 6 412.84 t和0.07286.28 thm-2;乔木林总碳储量为7 863 804.76 t,平均碳密度为31.54 thm-2。从林分类型来看,碳密度大小依次为栎类(102.45 thm-
3、2)其他硬阔类(69.93 thm-2)阔叶混交类(48.61 thm-2)枫香(41.14 thm-2)木荷(38.75 thm-2)针阔混交类(38.34 thm-2)马尾松(31.43 thm-2)针叶混交类(29.75 thm-2)其他软阔类(22.71 thm-2)杉木(14.26 thm-2)湿地松(14.14 thm-2);总体上阔叶树种碳密度优于针叶树种,碳密度随龄组增长而增加。研究区森林固碳潜力较大,加强中幼龄林抚育以及针叶林针阔化改造能够有效提高森林固碳能力。关键词:森林资源二类调查;小班尺度;碳储量;碳密度;宁都县中图分类号:S718.553文献标识码:A文章编号:209
4、5-9818(2023)04-0031-05DOI编码:10.16259/ki.36-1342/s.2023.04.007Estimation of carbon storage and carbon density based on thesubcompartment scalea case study of Ningdu County,Jiangxi ProvinceZhang Bangwen1,Jin Surong2,Shao Hong1,Deng Qinghua2,Han Tianyi2(1.Jiangxi Institute of Territorial Spatial Survey
5、 and Planning,Nanchang Jiangxi 330002,China;2.Jiangxi Forestry Resources Monitoring Center,NanchangJiangxi 330045,China)Abstract:It was used the standing biomass model to estimate the carbon storage and carbon density of the sub class of arborforest,this paper took Ningdu County as the study area,ba
6、sed on the sub class data of Class II forest resource survey in NingduCounty,Jiangxi Province.The results showed that the distribution range of carbon storage and carbon density in thesubcompartment of arbor forest in Ningdu County was 0.136 412.84 t and 0.07286.28 thm-2,respectively.The total carbo
7、nstorage of the tree forest was 7863 804.76 t,with an average carbon density of 31.54 thm-2.In terms of stand types,the carbondensity was in the order of Quercus(102.45 thm-2)other hard broad-leaved species(69.93 thm-2)broad-leaved mixedspecies(48.61 thm-2)Liquidambar formosana(41.14 thm-2)Schima su
8、perba(38.75 thm-2)needle broad-leaved mixedspecies(38.34 thm-2)Pinus massoniana(31.43 thm-2)needle broad-leaved mixed species(29.75 thm-2)other softbroad-leaved species(22.71 thm-2)Cunninghamia lanceolata(14.26 thm-2)Pinus elliottii(14.14 thm-2).Generally,thecarbon density of broad-leaved trees was
9、better than that of coniferous trees,and the carbon density increases with the agegroup.The forest in the research area had a great potential for carbon sequestration,and strengthening the tending of young andmiddle-aged forests and the coniferous forest coniferous transformation could effectively i
10、mprove the forests carbonsequestration capacity.Key words:second type inventory of forest resources;subcompartment scale;carbon storage;carbon density;Ningdu County南方林业科学南方林业科学South China Forestry Science第51卷第4期2023年8月Vol.51,No.4Aug.,2023南 方 林 业 科 学第51卷南 方 林 业 科 学用3。因此,科学精准地估算森林碳储量及碳密度,可为各级政府提供森林固碳基
11、础数据,为实现“双碳”目标森林经营策略的制订提供科学参考。近年来,许多学者对森林碳储量或碳密度进行了相关研究,主要基于森林资源连续清查或森林资源二类调查成果、采用 IPCC4推荐使用的参数或采用方精云等5的研究成果对区域尺度的森林碳储量进行估算,李虹谕等6、李奇等7、薛龙飞等8基于森林资源连续清查数据采用 IPCC 材积源生物量法在全国尺度对森林碳储量进行估算,李宁9、孙辉祥等10、吴国训等11基于森林资源二类调查数据采用 IPCC 材积源生物量法在省域尺度对森林碳储量进行估算,张绘芳等12、侯瑞萍等13基于森林资源连续清查样地数据采用生物量模型对新疆天山山区、京津冀地区森林碳储量进行估算,章
12、敏等14基于森林资源二类调查样地数据采用 CBM-CFS3 模型对赣南马尾松林的森林碳储量进行估算,但在小班(林分)尺度的研究较少见报道。而小班是开展森林经营管理的最小单位,也是估算森林碳储量和碳密度的基本单元,从小班尺度估算森林碳储量和碳密度可提高估算结果的准确性、为政府在应对气候变化方面提供详实可靠的数据支撑。因此,从小班尺度估算森林碳储量和碳密度具有重要的科学价值和现实意义。本文基于小班尺度,以江西省宁都县 2019 年森林资源二类调查小班数据库为数据源,从行业标准中选择适合当地的立木生物量模型以及相关参数,探索一种适宜基层林业生产单位估算森林碳储量和碳密度的方法,以期为制订森林经营措施
13、提高森林树固碳能力及政府部门管理决策提供参考依据。1研究区概况宁都县位于江西省东南部、赣州市北部。地理位置介于260518270813 N,11540201161715 E之间,面积为4 053.16 km2,属赣南中低山丘陵区,地貌以丘陵、山地为主,地势西、北、东三面高,中间低,自北向南依次下降,海拔最高点为西北部的凌云山、海拔1 454.9 m。属中亚热带季风湿润气候区,气候温和,四季分明,日照充足,雨量充沛,冬无严寒,无霜期长,适宜亚热带植物生长。林地面积302 306.20 hm2,占全省林地面积的2.76%,是江西省重点林业县。2材料与方法2.1 数据来源与处理数据来源于2019年宁
14、都县森林资源二类调查小班数据库,包括小班面积、起源、优势树种、平均胸径、公顷株数等调查因子。根据2019年森林资源二类调查,宁都县乔木林小班28 644个,乔木林面积为249 332.48 hm2,占林地面积的82.48%,是宁都县森林碳汇的主体。根据宁都县乔木林各优势树种(组)面积占比情况,对面积占比 0.1%的优势树种(组)单列、面积占比 0.1%的则进行相应的归并,据此将全县乔木林按优势树种(组)划分为杉木(Cunninghamia lanceolata)、马尾松(Pinus massoniana)、湿地松(P.elliottii)、木荷(Schima superba)、枫香(Liqui
15、dambar formosana)、栎类(Quercus spp.)、其他硬阔类、其他软阔类和针叶混交类、针阔混交类、阔叶混交类等11类。数据计算、统计分析利用Excel 2010完成。2.2 研究方法2.2.1 生物量的估算采用立木生物量模型,杉木林、马尾松林、湿地松林、木荷林、枫香林、栎类等6个优势树种(组)直接采用国家林业和草原局发布的立木生物量模型行业标准15-20,用胸径(D)建立的一元立木生物量模型,分地上生物量(M地上)、地下生物量(M地下)两个部分进行计算。由于立木生物量模型在建模时样本来源于该树种的主要产区省份,而立木生物量模型受气候、立地等因素的综合影响14,同一树种不同区
16、域的生物量也存在较大的差异,因此为了实现地域的匹配性,本研究选用的生物量模型均为江西省范围内适用。其他硬阔类、其他软阔类2个优势树种(组)因目前国家林业和草原局尚未发布行业标准,在参考相关文献21-22的基础上,选择与其他硬阔类、其他软阔类2个优势树种(组)相对应的通用性一元立木生物量模型23,同样分别M地上、M地下两个部分进行计算。单株立木全株生物量M全株=M地上+M地下,各优势树种(组)地上、地下部分一元立木生物量模型详见表1。2.2.2 碳密度和碳储量的估算目前国内外关于森林碳储量、碳密度的估算通常采用生物量乘以含碳系数推算而得15,杉木、马尾松、湿地松、木荷、枫香、栎类这6个优势树种(
17、组)的全株含碳系数直接采用国家林业和草原局发布的立木生物量模型行业标准15-20,其他硬阔类、其他软阔类的全株含碳系数则来源于参考文献,详见表2。32第4期小班乔木林碳密度和碳储量计算公式为:1=M N a(1)C1=1 S1(2)式(1)和(2)中,1为小班乔木碳密度(thm-2),M为平均木生物量(t 株-1),N为小班单位面积立木株数(株 hm-2),a为优势树种(组)含碳系数,C1为小班碳储量(t),S1为小班面积(hm2)。小班优势树种(组)为针叶混交类、针阔混交类、阔叶混交类3个混交类时,按照小班数据库中优势树种(组)为混交类的调查因子中杉木、马尾松、硬阔类、软阔类的蓄积量占比来对
18、小班单位面积立木株数分配后再求和计算小班碳密度。县域乔木林总碳储量和碳密度计算公式为:C=1nCi(3)=C S(4)式(3)和(4)中,C为县域乔木林总碳储量(t),Ci为第i个小班的碳储量(t),n为县域乔木林小班个数,为县域乔木林碳密度(thm-2),S为县域乔木林总面积(hm2)。3结果与分析3.1 小班碳储量和碳密度根据立木生物量模型和公式,计算出全县28 644个乔木林的每个小班的碳储量和碳密度,并运用自然间断点分级法将小班碳储量和碳密度划分为5级,划分标准及结果统计详见表3。表3 小班碳储量和碳密度等级划分及统计Tab.3 Classification and statistic
19、al of subcompartmentcarbon storage and carbon density级别小班碳储量划分标准/thm-21 858.696 412.841 059.581 858.68544.701 059.57192.06544.690.13192.05面积占比/%5.1413.4222.0728.8530.52个数占比/%1.354.5510.0220.6763.41小班碳密度划分标准/thm-294.28286.2854.9694.2733.2054.9515.5233.190.0715.51面积占比/%1.3912.6926.5032.7326.69个数占比/%1.
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