２０１７年５月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｒｅｅｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 绿色科技 第１０期 森林碳储量研究进展 何利荣 （广西林协林业技术咨询有限公司，广西南宁５３００３１） 摘要：指出了随着工业经济的飞速发展，导致大气ＣＯ 浓度超标，温室效应不断增强，为缓解此危害，研究 森林固碳能力已成为当今重点工作之一。查阅了大量文献，阐述了森林碳储量对人类社会的重要性及国 内外对森林碳储量的研究进展，对人工林碳汇能力的研究进行了分析总结，以期为今后的研究发展提供参 考依据。 关键词：温室效应；森林碳储量；人工林 中图分类号：Ｑ９４５．１１ 文献标识码：Ａ １ 引言 温室效应是因大气里温室气体增加导致大气层透 过捕捉辐射使不同部分地区的气温相对稳定的效应。 对环境、人类健康与经济发展都具有严重的影响，威胁 人类生存 ］。大气中二氧化碳含量过多是温室效应的 基本特征之一，森林生态系统可通过光合作用将其转化 为有机碳，并固定于植物体中或土壤中，缓解温室气体 的累积＿２］。目前，由于人工林的大力栽培，森林覆盖率 都在不断增加，其碳循环是主要研究领域。实践证明， 人工林也具有极好的固碳能力，其在ＣＯ 吸收和固定 等方面的作用也越来越受重视 ］。 ２森林碳储量研究意义 随着ＣＯ 浓度增加导致气温的上升，森林碳储量 的研究意义越来越重要，已然成为国际研究热点之一。 森林是地球之肺，对气候调节起到至关重要的作用，是 最为经济的吸碳器，利用森林固碳具有投资小、代价低 及综合效益大的特点，能同时满足经济效益、社会效益 与生态效益的可行性。森林是陆地生态系统储存碳量 的主体，约储存１００００亿ｔ有机碳，占整个陆地生态系 统的２／３。由此可见，森林固碳作用非常明显，能有效 缓解温室效应的累积。 森林作为陆地生态系统中最大的有机碳库，对社会 的贡献极为重要，但其发展过程具有漫长性及波折性。 由于人类社会对木材的需求量正在不断的增大，天然林 的面积大幅度减少，森林总量急剧下降已成为国际关注 热点问题之一。随着１９９４年《气候变化框架公约》的生 效，《京都议定书》的出台以及《波恩政治会议》的诞生， 逐步推动了森林碳汇的地位。因此，研究森林碳储量有 着重大意义，既能促进人类对森林作用的认识，提高人 们对森林的保护作用，又能有效缓解温室效应的危害。 ３ 国内外森林碳储量研究进展 正因碳储量的研究对人类社会具有重大贡献，长期 收稿日期：２０１７－０３—３０ 作者简介：何利荣（１ ９７３），男，工程师，主要从事森林经营工作。 文章编号：１６７４—９９４４（２０１ ７）１０ ０１３３—０３ 以来，世界各国对森林生物量进行大量的研究。最早的 研究始于德国对几种森林的树枝落叶量和木材重量的 测定 ］。２Ｏ世纪５Ｏ年代，日本、英国和前苏联均对本 国森林生态系统生物量进行大量的资料收集与实地调 查¨５］。之后的欧洲、美国、俄罗斯以及巴西等地均分别 对本国森林碳平衡及其与全球碳循环之间的关系进行 了详细的研究，有关植被碳储量的研究有较大突破；美 国、俄罗斯以及加拿大对森林碳储量的研究关注度极 高 ］。国外对森林碳汇成本的研究也有着丰富的经验。 丹麦、英国、澳大利亚、加拿大和挪威等发达国家成立 ＣＯ 减排交易体系，促进森林碳汇市场的发展 ］。荷兰 于２０世纪９０年代初成立森林碳吸收基金会，其成功带 来了巨大的经济效益、社会效益和生态效益。此外，发 展中国家如马来西亚、阿根廷、俄罗斯、巴西、智利和墨 西哥顺利开展ＣＤＭ森林碳汇项目，为经济、社会和生 态效益带来巨大利益。为了满足社会经济的发展需求， 越来越多的国家参与到碳汇项目工作，促进森林可持续 发展。 近几年来，我国对森林碳储量的研究也日益蓬勃。 我国的研究始于２０世纪７０年代，但研究热忱并不亚于 国际发达国家。２Ｏ世纪７０年代，李文化等 建立了一 些树种的相对生长方程，测定植被生物量和估算森林生 物量。然而，此时森林碳储量并未受到重视，１９５８年的 大练钢铁运动导致森林大面积减少，生态系统遭到严重 破坏，有研究结果表明，我国森林碳储量以及碳密度在 ２Ｏ世纪７Ｏ年代前呈现负增长 ］。王效科等 叩根据全 国第３次森林资源的普查资料，计算了中国森林生态系 统的植被碳储量为占全球的０．６ ～０．７ ，指出了森 林生态系统植被碳密度在各森林类型间差异比较大，与 我国人口密度的分配特征刚好相反，从东南往西北方向 呈递增的趋势，反映出人类活动对森林碳密度存在极大 的干扰。此后，刘国华等 利用森林资源清查数据研 究我国１７年（１９７７～１９９３年）森林碳储量动态变化时 发现森林含碳量呈递增趋势变化。因此可知，我国是一 个森林碳储量大国，森林碳汇的潜在能力需大力挖掘。 １３３ 何利荣：森林碳储量研究进展 ４人工林碳储量的研究进展 ４．１ 纯林碳储量的研究 由于对木头的需求，而原生态森林完全不能满足对 人类的供给，随着社会经济发展及生态环境的压力，于 ３００多年前，人类已开始对森林进行培育。１８世纪，德 国已大面积栽培针叶人工纯林。然而，大规模人工森林 培育始于２０世纪５Ｏ年代。且以定向、速生、丰产、优 质、稳定和高效为特点人Ｔ纯林为主，以期缓解对木材 的需求。基于目前现状，对人工纯林碳储量的研究也是 发展的必然趋势。当前，已有大量研究证明人Ｔ纯林也 具有较强碳汇能力。刘婷婷等 在２００９年研究杨树 人Ｔ林生物量及其碳储量时则认为人Ｔ林具有较大的 碳汇潜力。马炜等 人在研究不同林龄长白落叶松人 工林碳储量时得出同样结论，碳汇潜力巨大。陶玉华等 ２０１１年在研究马尾松、杉木以及桉树人工林碳储量动 态变化时认为，马尾松以及杉木人工林均有较好的储碳 功能 。此后，其在研究马尾松和杉木人Ｔ纯林碳储 量时得出相似结论：并且认为马尾松的储碳能力随着年 限的增长而增加，杉木则是以中龄林的储碳量大于成 熟林 。 由此可见，人工纯林也有较好的碳汇能力，选择合 适的树种，合理经营，均会产生较好的生态效益。但是， 人工纯林也存在一定的弊端，栽培人工林多以用材树种 为主，且轮伐时间较短，当达到轮伐期后，生态效益则会 下降，不能同时兼顾经济效益与生态效益双赢。 ４．２混交林碳储量的研究 长期栽培单一树种的纯林，生物多样性单调，导致 立地衰退和森林生产力下降，不利于可持续发展。且有 实践证明，长期连作多代纯林致使其碳储量下降。因此 改变人工林营造模式成为探讨的重点问题，混交林生物 多样性复杂，有效合理利用空间资源，增强林分抗性，减 少病虫害的发生。现我国对人工复层林生物量、碳储量 的研究也日益兴起。樊后保等 人实验证明，生物量 的空间结构在马尾松纯林和马尾松一阔叶树混交林之 间存在明显差异，混交林生物量分配比例明显大于马 尾松纯林。赵凯等 比较福建柏纯林、火力楠纯林和 福建柏与火力楠混交林的碳储量时得出结论，混交林生 态系统碳储量高于纯林。刘恩 在研究我国热带林业 实验中心人工林碳储量时发现，混交林碳储量大于纯 林。叶绍明等口 在研究桉树与马占相思人工复层林也 得出一致结论，混交林碳储量大于桉树纯林。董林水 等 研究证明荷木与马尾松比较可大大提高混交林生 态效益与经济效益。 由此可见，混交林能促进生态系统的稳定性，研究 混交林的碳储量，既能对立地条件起到改善作用，促进 生物多样性的发展，也能有效缓解温室效应的产生，为 经济效益以及生态效应带来双重利益。但当前的对｝昆 交林研究存在局限性，加强混交林的碳储量研究也将成 为今后的重点工程。 １３４ 自然与生态 ５总结与展望 随着原生态林的不断减少，人丁纯林大面积栽培， 其结构简单，导致生物多样性的降低，易发生病虫害，林 地立地条件不断下降，阻滞森林可持续经营发展。目 前，混交林的研究还尚处在生长期中。因此，以林学原 则为基础，改变经营模式，加强对碳储量的研究，才可从 根本上解决问题。故提出以下几点展望。 （１）以多元化经营模式改造人工林，将传统的人工 纯林进行更新换代为以混交林为主，纯林为辅的经营模 式。其次，避免连作模式经营，大力发展轮作栽培。既 能维持生物多样性，保持立地条件的平衡，满足社会对 木材的需求，又可保证碳循环的正常运行。 （２）大力发展经济林。经济果树林的栽培，不但能 有较好的储碳能力，且能增加群众的经济收入，保证经 济效益与生态效益的双丰收。 （３）利用新技术，研发培育新树种。选择速生特性 与较强的碳汇树种进行杂交育种，既能满足速生、丰产、 优质、稳定和高效的特点，又有较强的碳汇能力。实行 多国合作模式，将优势树种互相引进栽培，实行互补原 则，既能减缓解温室效应，又能降低对木材日益供给的 紧张。 （４）封山育林，避免非法毁林。森林有极强的碳汇 能力，也是极为容易发生火灾的因素之一。加大力度保 护生态公益林，同时大力宣传，防止滥砍滥伐，避免火灾 发生。 可见，研究森林生态系统碳储量是对人类社会的巨 大贡献，加强保护森林质量，研发高储碳、高质量木材树 种，满足社会需要及生态效益多元化，保证森林可持续 发展。 参考文献： ［１］姜冬梅，张孟衡，陆根法．应对气候变化［Ｍ］．北京：中国环境科 学出版社，２００７：２４～４７． ［２３陶玉华．森林生态系统碳储量研究的意义及国内外研究进展ＥＪ］． 现代农业科技，２０１２（９）：２０５． ［３］陈先刚，张一平，詹卉．云南退耕还林工程林木生物质碳汇潜 力［Ｊ］．林业科学，２００８，４４（５）：２４～３０． Ｅ４］Ｄｉｘｏｎ Ｒ Ｋ，Ｓｏｌｏｍｏｎ Ａ Ｍ，Ｂｒｏｗｎ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｃａｒｂｏｎ Ｐｏｏｌｓ ａｎｄ Ｆｌｕｘ ｏｆ 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ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ：Ｉｎ— ｓｉｇｈｔｓ ｆｒｏｍ ａ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｂｉｎｄｉｎｇ ｆｏｒｍ ｓｔｕｄｙ［Ｊ］．Ｗａ— ｔｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０１ ３，ｄ７（３）：ｌ４３３ １４４７． 及湖水磷浓度的影响［－ｒＪ．应用与环境生物学报，２ｏｌ ６（２）：３２０～ ３２５． ［２８］黎睿，王圣瑞，肖尚斌，等．长江中下游与云南高原湖泊沉积物 Ｅ４０］Ｉ ｅｗａｎｄｏｗｓｋｉ Ｊ，Ｈｕｐｆｅｒ Ｍ．２００５．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｍａｃｒｏｚｏｏｂｅｎｔｈｏｓ ｏｎ ｌｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｓｍａｌｌ—ｓｃａｌｅ ｈｅｔｃｒｏｇｅｎｅｉｔｙｏｆ ｐｏｒｅ ｗａｔｅｒｐｈｏｓ 磷形态及内源磷负荷［Ｊ］．中罔环境科学，２Ｏ１５，３５（６）：１８３１ ～１８３９． ｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｌａｋｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔｓ：Ａ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｔｕｄｙ ｌ＿Ｊ］． Ｉ ｉｍｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｏｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ，５０（４）：１１０６～１１１ ８． ［２９］朱兴旺，刘光逊，梁丽君，等．天津于桥水库沉积物理化特征及 磷赋存形态研究［Ｊ］．农业环境科学学报，２０１０，２９（１）：ｌ６８ ～［４１］霍守亮，李青芹，昝逢宇，等．我国不同营养状态湖泊沉积物有 １ ７３． 机磷形态分级特征研究［Ｊ］．环境科学，２０１Ｉ，３２（４）：ｉ０００ ～［３Ｏ］Ｌｉｕ Ｗ，Ｚｈａｎｇ Ｑ，Ｉ．ｉｕ Ｇ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｗａｔｅｒｓｈｅｄ Ｌａｎｄ Ｕｓｅ ａｎｄ Ｉ ａｋｅ Ｍｏｒｐｈｏｎｍｔｒｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｔｒｏｐｈｉｃ Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｌａｋｅｓ：Ｉｍｐｌｉ— １Ｏ０７． ［４２］史静，俎晓静，张乃明，等．滇池草海沉积物磷形态、空间分布 特征及影响因素［Ｊ］．中国环境科学，２０１３，３３（１ｏ）：１８０８ ～ｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉ。ｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ［Ｊ］． ＣＩ ［ＡＮ—Ｓｏｉｌ Ａｉｒ Ｗａ— ｔｅｒ，２０¨，３９（１）：３５～４２． １８１３． ［３１］Ｍｉｄｄｅｌｂｕｒｇ Ｊ Ｊ．Ｃｏａｓｔａｌ ｈｙｐｏｘｉａ ａｎｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ［Ｊ，］．Ｂｉｏｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｓ，２００９，６（７）：１２７３～１２９３． ［３２１戴纪翠，宋金明，李学刚，等．胶州湾不同形态磷的沉积记录及 生物可利用性研究［Ｊ］．环境科学，２００７，２８（５）：９２９～９３６． ［３３］李秋华，陈峰峰，龙健，等．贵州百花湖消落区土壤磷赋存形态 初步研究［Ｊ］．地球与环境，２０Ｉ３，４Ｉ（５）：２４～３１． ［３４］尹然，汪福顺，梅航远，等．乌江流域不同营养水平的梯级水库 ［４３］周小宁，王圣瑞，金相灿．沉水植物黑藻对沉积物有机、无机磷 形态及潜在可交换性磷的影响［Ｊ］．环境科学，２００６，２７（１２）： ２４２１～２４２５． ［４４］易文利，王圣瑞，杨苏文，等．外加碳源及沉水植物对沉积物各 形态磷的影响［Ｊ］．生态环境学报，２０１１，２０（Ｚ１）：ｌ０９２～１０９６． ［４５１Ｓｑｕｉｒｅｓ Ｍ Ｍ，Ｌｅｓａｃｋ Ｉ Ｆ．Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｎｕｔｒｉ～ ｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｍａｃｒｏｐｈｙｔｅ ｂｉｏｍａｓｓ口］．Ｃａｎａｄｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ Ａｑｕａｔｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００３，１４（６０）：３３３～３４３． 沉积物中磷形态特征［Ｊ］．生态学杂志，２ｏｌ０，２９（１）：９１～９７． ［３５］段素明，黄先飞，胡继伟，等．贵卅『草海湿地植物根际沉积物磷 素形态特征［Ｊ］．环境科学研究，２０１ ３，２６（７）：７４３～７４９． ［３６］Ｋｉｍ Ｉ Ｈ，Ｃｈｏｉ Ｅ，Ｓｔｅｎｓｔｒｏｍ Ｍ Ｋ．Ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ， ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｒｉｖｅｒ ａｎｄ ［４６］廖剑宇，王圣瑞，杨苏文，等．东部平原不同类型湖泊沉积物中 有机磷的特征［Ｊ］．环境科学研究，２０１０，２３（９）：１１４２～１１ ５０． ［４７］马双丽，倪兆奎，王圣瑞，等．鄱阳湖沉积物有机磷形态及对水 位变化响应［Ｊ］．环境科学学报，２Ｏ１６，３６（１ ０）：３６０７～３６１４． ［４８］李乐，王圣瑞，焦立新，等．滇池柱状沉积物磷形态垂向变化及 对释放的贡献［Ｊ］．环境科学，２０Ｉ６，３７（９）：３３８４～３３９３． ｌａｋｅ 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