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城市森林固定CO2价值评估

2011-09-02 02:14 来源:生态经济,2007,(8)

赵敏1,丁慧勇2,高峻1

(1.上海师范大学 城市生态与环境研究中心,上海 200234;

2.浙江省丽水市环境监测中心站,浙江 丽水 323000)

摘要:本文利用我国第四次森林资源清样调查资料对上海市森林植被碳储量和碳密度的估算结果,结合植物的光合作用过程计算上海市森林固定CO2的能力,采用造林成本法对上海市森林固定CO2的价值进行了评估。笔者希望通过该研究激发人们保护城市森林以维持城市生态系统可持续发展的积极性,并为合理地进行城市森林管理和城市绿化提供参考。另外,利用系统连续的森林资源清样调查资料评估森林植被的固碳价值,能够对我国更好地履行《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC),并为依据《京都议定书》(Kyoto Protocol)进行环境外交提供帮助。

关键词:森林资源清样调查资料;碳储量;城市森林;固碳价值

1 引言

近几十年来由于人类活动引起的土地利用变化和化石燃料燃烧的影响,大幅度提高了大气中CO2 的浓度[1],使大气中的CO2含量由工业革命前的275 ×10-6L/L 增至目前的350 × 10-6L/L,大约以3ppm.a-1 的速率增加[2]。预计到下世纪中期CO 2 浓度将比工业革命前增加一倍, 到下世纪末将比目前增加一倍[3]。从1800 年到现在,全球年均气温上升了0.3℃~0.6℃。如果不对温室气体进行减排措施,在未来几十年内,全球平均气温将每10年升高0.2℃,到2100年全球平均气温将升高1℃~3.5℃[4]。CO2 是重要温室气体之一,由其引起的温室效应导致全球变暖已经是一个不争的事实[5,6],其对全球变暖的贡献率超过50%。由于城市多样化的人工地面和作为大量的化石燃料燃烧的基地,使城区相对于非城区有不同的气候环境条件,因此,城市也许是受气候变化影响最为敏感的区域[7]。城市森林在光合作用中能够固定大气中的CO2,因此对缓解大气CO2 浓度升高有重要作用[8]。据估计单位面积的城市森林在有效调节大气CO2 浓度方面是其他地区森林的4~15 倍[9]。尽管城市森林在降低大气CO2浓度、提高城市环境质量方面有很重要的作用,但目前学界对城市森林资源的固定CO2 能力以及对其价值评估方面的研究很少。本文以上海市森林为例,对其固定CO2 能力进行评估,并在此基础上计算上海市森林固定CO2 的价值。该研究对激发人们保护城市森林实现人类社会的可持续发展具有重大的积极意义。

2 方法

2.1 资料

我国的森林资源清样调查每五年一次,已经进行了30多年。该资料详细记录了各个省(市、区)各种森林类型各个龄级(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林)的总面积和蓄积量。表1 是赵敏和周广胜(2004)基于全国第四次森林资源清查资料(1989~1993 年)估算的上海市森林植被碳储量和碳密度资料。

2.2 森林固定CO2 的效益评估方法

森林对CO2 的固定是指森林内绿色植物通过光合作用,将有机质储存在地上及地下两部分,地上部分包括林木的枝、干、叶及林下的草本植物,地下部分包括根、土壤腐殖质和未分解的枯枝落叶[10]。森林固定CO2效益的计算大多采用以下两种方法:一是按森林固定CO2的造林成本价计算,二是按工业每减少1tCO2释放所减少的工业产值即相当于森林每固定1tCO2 的值[11]。其中第一种方法因直观、简便而被广泛应用。具体方法为:根据植物光合作用方程式,求出每生产1g 干物质所需吸收CO2的量,再与造林成本替代标准相乘得到。

根据植物光合作用方程式:

CO2(264g)+ H2O(108g)→葡萄糖(180g)+ O2(192g)→ 多糖(162g)

从以上方程式可知,植物每生产162g 干物质可吸收固定264gCO2,即植物每生产1g 干物质需要1.63gCO2。

由以上分析可得森林的固碳价值为:

W C × a × M(1)

其中,W 为固碳价值(元/hm2);C 为森林固定的碳量(g/hm2);a 为常数,表示植物固定1 g 干物质所吸收C O 2 的量; M 为固碳成本价(元/tCO2 )。

3 结果分析

根据赵敏和周广胜[12]基于森林资源清样调查资料所估算的上海市森林碳储量和碳密度资料,结合公式(1)所提供的估算森林固定CO2 效益的方法,以及周冰冰等[13]对北京市森林资源的价值估算中所采用的固碳造林成本273.3元/t,可以计算出上海市森林固定CO2的量及评估其固碳价值(见表2)。

由表2 可以看出,上海市森林总的固碳量为58 200t,单位面积固碳量为2 906t/hm2。上海市森林的固碳量集中在幼龄林和中龄林等未成熟林中,大约占总上海市森林固碳量的94%。总的森林固碳价值为1.593 × 107 元,平均每公顷森林的固碳价值为7.94 ×103元。

一块林地有幼龄林、近熟林、成熟林、过熟林之分。对于成熟林而言,在林分固定的情况下,其固碳的价值几乎是固定的,波动很小,而对于一块幼龄林来说,其固碳价值在逐年增加直至成长为成熟林。本文所计算的为实际森林固碳价值,它不等于森林最大固碳价值。由第四次关于上海市森林的清样调查资料(表1)可知:上海市森林约97%的森林处于未成熟林阶段,在没有人为活动干预的情况下,该市的森林随时间的变化其固碳能力会有极大的提高,其固碳价值也将增大,相应其缓解大气CO2 浓度增高的能力会不断提高。在现有的林分结构类型不变的情况下,当该市的森林达到成熟林阶段时(约30 年后),按9.29 × 103 元/hm2 的固碳价值来计算,上海市3 100hm2 的森林其固碳价值约2.88 × 107 元人民币,是1993 年上海市森林固碳价值的1.8 倍(约净增加0.129 亿元人民币)。然而,城市森林的固碳价值是在不断变化的,只有林木在生长期内其固碳价值才不断提高,一旦受到砍伐和破坏,固定在木材中的碳又会通过腐烂和燃烧以CO 2的形式释放到大气中去。另外,城市森林作为城市这个“社会—经济—自然复合生态系统”[14]中重要的生命支持系统,是城市可持续发展的基础和保障[15],对于维持城市生态系统平衡起着核心的作用,许多国家将城市森林喻为“城市之肺”[16]。所以合理地管理城市森林,会在改善人们生活环境质量的同时大大促进其固碳价值的提高。

 

尽管利用森林资源清查资料进行森林生态系统碳循环研究已经成为国内外科学家关注的焦点[17~20],但基于森林资源清查资料来进行城市森林固定CO2的效益评估还是首次。在城市化进程加速以及全球变化背景下,对城市森林固定CO2 的价值评估不仅有助于合理地管理城市绿地维持城市生态系统的健康和平衡,而且可为我国更好地履行《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)、并为依据《京都议定书》(Kyot oProtocol)进行环境外交提供帮助。

4 结论

上海市森林植被固定CO2 的量为58 200t,单位面积固定CO2 量为2 906t/hm2;总的森林固碳价值为1.593 × 107 元,平均每公顷森林的固碳价值为7.94×103元。由于上海市约97%的森林处于未成熟林阶段,合理地管理该市森林有助于其固碳能力及固碳价值的提高。

城市森林在降低大气CO 2 浓度方面有很大的作用。由于城市森林相对于非城市森林有较快的增长速率,因此其单位面积的城市森林将对大气CO2 的浓度有较大的影响。本研究中所采用的上海市森林的碳储量是基于我国第四次森林资源清查资料来计算的,由于资料来源的限制没有计算出最近该市的森林碳储量;另外,森林资源清查资料尽管较为系统,数据较为科学合理,但该资料相对较粗略,例如根据我国森林资源清样调查的标准,没有包括直径小于4cm 的林木的资料,还有林下的植物、凋落物、死立木和倒木等资料没有统计进去[21]。所以由该资料对森林碳储量进行统计会有误差,相对于实际值会偏低。鉴于此,收集野外点上关于城市森林的实测数据,结合该市的森林资源清样调查资料将有助于提高对城市森林固定CO2能力估计的准确性。另外本文采用固碳造林成本273.3 元/t 来计算上海市森林固碳价值,其实各地的造林成本并不一样,因此结合上海市的实际情况计算其造林成本进而评估固碳价值有很重要的现实意义。

参考文献(略)

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