湖南主要森林生态系统碳汇功能经济价值及其生态对策研究

摘要

森林生态系统是全球碳循环的一个重要组成部分,其对全球碳循环的影响是人们一直关注的焦点之一,近年来森林碳汇的生态效益和经济效益也越来越受到世界各国的重视。湖南省地处亚热带,是中国南方重点林区省之一,植被类型丰富,本文以湖南几种主要森林类型为研究对象,通过实测的估算方法以及基于湖南森林资源资料(1999～2003),对不同森林的器官碳含量、区域森林生态系统碳贮量的估算方法及固碳能力,森林碳汇能力的经济价值估算等方面进行了研究,旨在探索准确估算区域森林生态系统的碳汇能力及其经济价值评估的合适方法,并对提高湖南省森林生态系统碳汇量及其经济价值等探讨了相应的生态对策。经过大量的数据采集和实验研究工作,主要研究结果如下:
　　 湖南省主要森林树种各器官碳含量均在40.05％～58.12％之间,主要森林树种的平均碳含量以马尾松最高,达到55.00％,杉木50.22％,湿地松51.54％；阔叶树中以枫香的碳含量最高(52.68％),其次是栎林(50.08％),最小是樟树(46.38％)。碳密度从大到小的排列顺序为:栎林>樟树>枫香>杉木>马尾松>湿地松。植被的总碳贮量为222.0258×106t C,其中针叶林占46.14％,阔叶树占53.86％。土壤的平均碳含量表现为:枫香>栎林>马尾松>杉木>湿地松>樟树,表层土(0～15cm)的碳含量最高,并随着土壤深度的增加而下降,且有机碳含量差异逐渐减小。土壤单位面积的有机碳贮量按大小排序表现为:栎林>杉木>枫香>马尾松>湿地松>樟树,土壤总碳贮量为1053.1124×106t C,不同森林树种的土壤碳贮量大小排序是:杉木>马尾松>栎林>樟树>湿地松>枫香。
　　 湖南的主要森林类型生态系统的总碳贮量为1275.1382×106t C,其中土壤碳贮量占82.59％；而植被仅占17.41％。不同森林类型生态系统的碳贮量分别为:杉木林(417.7117×106t C)、马尾松林(349.9851×106tC)、樟树林(315.6598×106t C)、栎林(145.2242×106t C)、湿地松林(33.8316×106t C)、枫香林(12.7258×106t C)。
　　 选择了综合几个造林成本价位来取算术平均值的方法,把单价的不统一性结合起来以便对森林的碳汇价值做出准确和合理的评估。按照不同的造林成本估算方法,得到平均经济价值为34.77亿元；以瑞典碳税来估算,则为158.75亿元,由造林成本价值和瑞典碳税的算术平均所估算出来的主要森林植被的碳汇平均总经济价值为16.85亿元,土壤的碳经济价值平均为79.91亿元；湖南主要森林生态系统碳汇功能的总经济价值为96.76亿元,固定CO2的经济价值达355.18亿元,各种森林类型的碳汇能力与其经济价值成正比。
　　 利用湖南省森林资源清查资料数据,对湖南省森林植被的碳贮量进行估算。结果表明:湖南省主要森林植被总的碳贮量为94.935×106t C,与实测得到的碳贮量相差127.091×106t C。以阔叶林的碳贮量最大,占34.24％,其次是杉木林和马尾松林,其碳贮量之和达到了58.482×106t C,占61.6％。不同龄级组中,按碳贮量的大小依次排列为:阔叶林>马尾松林>杉木林>国外松林>柏木林；幼龄林中以阔叶林居多,占59.36％；近熟林中的碳贮量以马尾松的比较突出,在成熟林和过熟林中则以杉木的碳贮量为最多,基本规律为:杉木>阔叶林>马尾松>国外松>柏木。基于森林资源资料得到的湖南森林的平均碳密度较小。中、幼龄林较多,近、成、过熟林较少。
　　 根据造林成本和瑞典碳税的计算方法,基于森林资源清查资料的湖南省的森林碳汇总价值为70723.26万元,固定CO2的经济效益可达到259554.36万元。其中以阔叶林的经济价值最高,占34.88％,其次是杉木林和马尾松林,这三种森林类型的碳汇经济价值几乎占了全省总量的97.63％。人工林的碳汇价值为35811.24万元,天然林为35708.03万元,固定CO2的经济价值是分别为131427.25万元和131048.47万元。
　　 本研究对湖南省森林生态系统碳贮量进行估算的同时,对碳汇经济价值的估算方法进行了综合研究,建立了森林生态系统碳汇效益的计量方法,以固碳为经营目的探讨森林的生态效益,提出了增加湖南主要森林类型碳汇能力的生态对策和管理策略。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 森林的碳汇功能

1.2 国内外森林碳汇功能的研究现状及其进展

1.2.1 国外碳汇研究现状

1.2.2 国内碳汇的研究现状

1.3 森林生态系统碳贮量的研究

1.3.1 森林生态系统固碳能力及碳贮量的研究方法

1.3.2 森林植被各器官碳素含量的研究

1.3.3 森林植被生物量与碳贮量的研究

1.3.4 森林生态系统土壤碳贮量的估算

1.3.5 森林生态系统的碳贮量研究

1.4 森林碳汇功能的经济价值评价

1.4.1 森林碳汇经济价值的研究进展

1.4.2 森林碳汇服务功能的经济学特征

1.4.3 固碳经济价值估算方法

1.5 研究目的与意义

2 引言:问题的提出

3 研究区域概况与研究方法

3.1 研究区域概况

3.2 研究方法

3.2.1 森林生态系统碳贮量的测定与估算

3.2.2 基于森林资源清查资料估算森林碳贮量的方法

3.2.3 分析样品的采集与化学分析方法

3.2.4 森林碳汇功能经济价值估算方法

4 结果与分析

4.1 森林植被乔木层的碳贮量分析

4.1.1 主要森林树种各器官碳素含量分析

4.1.2 主要森林树种林分的平均碳含量

4.1.3 湖南主要森林类型乔木层生物量与碳密度

4.1.4 湖南主要森林树种的碳密度与碳贮量

4.2 不同森林类型的土壤碳贮量

4.2.1 不同森林类型土壤不同层次的容重

4.2.2 不同森林类型土壤的有机碳含量

4.2.3 不同森林树种各土层的有机碳含量比较

4.2.4 湖南主要森林树种不同土壤深度单位面积有机碳贮量

4.2.5 湖南主要森林树种的土壤碳贮量

4.3 湖南主要森林类型生态系统总碳贮量的估算

4.3.1 湖南主要森林类型生态系统总碳贮量

4.3.2 湖南主要森林类型生态系统碳密度

4.4 湖南主要森林类型生态系统碳汇功能的经济价值估算

4.4.1 湖南森林植被与土壤碳贮量的经济价值估算

4.4.2 不同森林类型生态系统按造林成本单价的碳汇经济价值比较

4.4.3 湖南森林生态系统碳汇总经济价值估算

4.5 基于森林资源清查资料的湖南森林植被碳汇功能经济价值研究

4.5.1 不同森林树种生物量与碳贮量

4.5.2 不同森林树种各龄级的生物量与碳贮量

4.5.3 基于森林资源清查资料的湖南森林植被碳汇经济价值的计算

5 森林碳汇功能的生态性对策探讨

5.1 森林碳汇功能的保护与增加的生态对策

5.2 对增加未来森林碳汇功能的生态设想

6 结论

6.1 湖南省主要森林类型生态系统的碳贮量

6.1.1 不同森林类型植被的碳贮量

6.1.2 不同森林类型土壤的碳贮量

6.1.3 主要森林类型生态系统的碳贮量

6.2 湖南主要森林类型生态系统的碳汇经济价值研究

6.3 基于森林资源清查资料的湖南森林碳贮量及其经济价值

6.4 提高森林碳汇功能的生态对策

7 讨论

7.1 研究中存在的问题探讨

7.2 研究展望

参考文献

附录 :攻读学位期间的主要学术成果

致谢