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基于NbS的北京市乔木林固碳能力分析

李宸宇 朱建华 张峰 李奇 田宇 肖文发 陈维强

李宸宇, 朱建华, 张峰, 李奇, 田宇, 肖文发, 陈维强. 基于NbS的北京市乔木林固碳能力分析[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(6): 13-22. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200145
引用本文: 李宸宇, 朱建华, 张峰, 李奇, 田宇, 肖文发, 陈维强. 基于NbS的北京市乔木林固碳能力分析[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(6): 13-22. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200145
Li Chenyu, Zhu Jianhua, Zhang Feng, Li Qi, Tian Yu, Xiao Wenfa, Chen Weiqiang. Carbon sequestration capacity of Beijing arbor forest based on NbS[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(6): 13-22. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200145
Citation: Li Chenyu, Zhu Jianhua, Zhang Feng, Li Qi, Tian Yu, Xiao Wenfa, Chen Weiqiang. Carbon sequestration capacity of Beijing arbor forest based on NbS[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(6): 13-22. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200145

基于NbS的北京市乔木林固碳能力分析

doi: 10.12171/j.1000-1522.20200145
基金项目: 北京市自然科学基金项目(5192020)
详细信息
    作者简介:

    李宸宇。主要研究方向:生态系统服务。Email:leobaobao123@hotmail.com 地址:100091 北京市海淀区东小府1号中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所

    责任作者:

    朱建华,博士,副研究员。主要研究方向:气候变化与森林。Email:zhucool@caf.ac.cn  地址:同上

  • 中图分类号: S711

Carbon sequestration capacity of Beijing arbor forest based on NbS

  • 摘要:   目的  乔木林生物质碳汇是影响森林碳汇的重要组成部分,是一种自然的气候解决方案,在全球气候变化大背景下,森林的固碳潜力一直被广泛关注,本文以北京市为例,分析不同的林业活动对乔木碳储量的影响。  方法  采用北京市森林资源设计调查数据,利用IPCC材积源—生物量法估算北京市乔木林碳储量,分析了2009—2014年北京市在森林转化、造林以及森林经营3种自然方案下碳储量的变化情况。  结果  (1)2009—2014年北京市森林面积净增长8.35 × 104 hm2,碳储量净增量约1.45 × 109 kg,年均碳固持量为0.29 × 109 kg/a。(2)2014年北京市人工林总碳储量高于天然林,且碳密度高于天然林。当前北京市森林龄级结构偏低龄化,随着森林的自然生长,仍有较大的碳固持潜力。在各个优势树种(组)中,人工杨树林的固碳效率尤为突出,远远高于其他优势树种。(3)山地森林活动强度较小,森林经营区域占比较大,城市森林变化剧烈,受造林与森林转化等措施影响较大。2009—2014年北京市由于森林转化为其他土地造成了1.06 × 109 kg的碳损失,造林带来了2.10 × 109 kg的碳固持,森林经营过程中有1.62 × 109 kg的碳固持与1.21 × 109 kg的碳损失,森林经营活动的总碳储量净增量0.41 × 109 kg,避免森林转化可以带来1.17 × 109 kg的碳汇。  结论  增加乔木林的固碳能力是应对气候变化的重要手段,避免森林转化可以凭借较小的森林面积贡献较大的碳汇,是一种低成本且效果显著的增汇方案。

     

  • 图  1  北京市不同区县森林面积增长量占比及碳储量增长量占比

    Figure  1.  Proportion of forest area increase and carbon storage increase in different districts in Beijing

    图  2  北京市森林碳密度分布图

    Figure  2.  Distribution map of forest carbon density in Beijing

    图  3  不同碳密度等级森林面积统计图

    Figure  3.  Statistical map of different classes of carbon density

    图  4  不同方案下森林碳密度变化图

    Figure  4.  Variation of forest carbon density under different measures

    图  5  3种自然方案面积、碳储量变化统计图

    a. 为森林面积变化,b ~ d. 为不同地区碳储量变化。a represents the change of forest area, b−d represent the change of carbon storage in different areas.

    Figure  5.  Statistical figure of total carbon storage change of three nature measures

    表  1  北京市不同森林类型碳储量计算参数表

    Table  1.   Calculation parameters of carbon storage of different forest types in Beijing

    树种
    Tree species
    BEFRSRWDCF
    幼龄林
    Young forest
    中龄林
    Middle-aged forest
    近熟林
    Near-mature forest
    成熟林
    Mature forest
    过熟林
    Overmature forest
    幼龄林
    Young forest
    中龄林
    Middle-aged forest
    近熟林
    Near-mature forest
    成熟林
    Mature forest
    过熟林
    Overmature forest
    侧柏
    Platycladus orientalis
    1.847 1.497 1.233 1.245 1.535 0.218 0.233 0.329 0.384 0.365 0.478 0.510
    落叶松
    Larix spp.
    1.644 1.281 1.229 1.150 1.416 0.205 0.211 0.188 0.239 0.284 0.490 0.521
    油松
    Pinus tabuliformis
    1.811 1.519 1.468 1.351 1.571 0.247 0.264 0.196 0.234 0.238 0.360 0.521
    桦木
    Betula spp.
    1.526 1.395 1.252 1.109 1.180 0.229 0.279 0.235 0.190 0.212 0.541 0.491
    栎类
    Quercus spp.
    1.380 1.327 1.360 1.474 1.587 0.260 0.275 0.410 0.281 0.153 0.676 0.500
    刺槐
    Robinia pseudoacacia
    1.386 1.386 1.386 1.386 1.386 0.257 0.257 0.257 0.257 0.257 0.441 0.501
    杨树
    Populus spp.
    1.496 1.369 1.390 1.460 1.441 0.259 0.227 0.171 0.209 0.149 0.378 0.496
    柳树
    Salix spp.
    1.821 1.821 1.821 1.821 1.821 0.288 0.288 0.288 0.288 0.288 0.443 0.485
    其他阔叶树
    Other broadleaved species
    1.547 1.495 1.480 1.487 1.514 0.319 0.324 0.330 0.308 0.280 0.513 0.495
    阔叶混交林
    Broadleaved mixed forest
    1.547 1.495 1.480 1.487 1.514 0.319 0.324 0.330 0.308 0.280 0.513 0.495
    针阔混交林
    Coniferous and broadleaved mixed forest
    1.620 1.474 1.423 1.407 1.512 0.287 0.295 0.299 0.300 0.285 0.489 0.502
    注:BEF 为生物量扩展因子,RSR 为根茎比,WD 为树木的基本木材密度(t/m3),CF 为树种的含碳率。下同。Notes: BEF is the biomass expansion factor, RSR is the ratio of root to shoot, WD is basic wood density of the tree (t/m3), and CF is the carbon content of tree. The same below.
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    表  2  不同林龄人工林、天然林面积碳储量统计表

    Table  2.   Statistical table of carbon storage in plantation and natural forest area of different forest ages

    起源
    Origin
    林龄
    Stand age
    20092014
    面积/104 hm2
    Area/104 ha
    碳储量
    Carbon storage/
    109 kg
    碳密度/(t·hm−2)
    Carbon density/
    (t·ha−1)
    面积/104 hm2
    Area/104 ha
    碳储量
    Carbon storage/
    109 kg
    碳密度/(t·hm−2)
    Carbon density/
    (t·ha−1)
    人工林
    Plantation
    幼龄林 Young forest 6.11 0.90 14.77 9.94 1.17 11.78
    中龄林 Middle-aged forest 5.33 0.95 17.79 5.77 1.27 21.94
    近熟林 Near-mature forest 2.87 0.45 15.76 2.93 0.66 22.61
    成熟林 Mature forest 2.75 0.56 20.36 3.27 0.76 23.30
    过熟林 Overmature forest 0.57 0.24 42.15 0.56 0.27 46.97
    合计 Total 17.61 3.10 17.62 22.47 4.12 18.35
    天然林
    Natural forest
    幼龄林 Young forest 7.76 0.90 11.64 8.10 0.87 10.80
    中龄林 Middle-aged forest 5.02 0.65 13.04 7.22 1.02 14.15
    近熟林 Near-mature forest 1.16 0.20 17.53 1.51 0.22 14.47
    成熟林 Mature forest 0.49 0.09 18.86 1.03 0.16 15.40
    过熟林 Overmature forest 0.06 0.01 13.77 0.13 0.02 13.37
    合计 Total 14.49 1.86 12.85 17.98 2.29 12.74
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    表  3  全国不同地区人工林、天然林森林碳密度对比

    Table  3.   Comparison of carbon density of plantations and natural forests in different regions

    地区 Region碳密度/(t·hm−2) Carbon density/(t·ha−1)年份 Year参考文献 Reference
    人工林 Plantation天然林 Natural forest合计 Total
    河南 Henan 22.49 26.72 24.31 2013 [11]
    陕西 Shaanxi 18.30 35.45 30.92 2004 [12]
    山东 Shandong 27.89 17.56 27.24 2013 [13]
    安徽 Anhui 19.04 22.60 20.81 2014 [14]
    全国 Nationwide 18.90 44.63 37.28 2010 [9]
    北京 Beijing 18.35 12.74 15.85 2014 本文 This study
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    表  4  不同优势树种森林面积及碳储量统计表

    Table  4.   Statistical table of forest area and carbon storage of different dominant tree species

    起源 Origin优势树种 Dominant tree species20092014
    面积/104 hm2
    Area/104 ha
    碳储量
    Carbon storage/
    109 kg
    碳密度/(t·hm−2)
    Carbon density/
    (t·ha−1)
    面积/104 hm2
    Area/104 ha
    碳储量
    Carbon storage/
    109 kg
    碳密度/(t·hm−2)
    Carbon density/
    (t·ha−1)
    人工林
    Plantation
    油松 Pinus tabuliformis 5.00 0.56 11.29 5.52 0.56 10.18
    杨树 Populus spp. 3.01 0.88 29.23 3.79 1.54 40.64
    侧柏 Platycladus orientalis 2.14 0.27 12.45 3.04 0.47 15.31
    阔叶混交林
    Broadleaved mixed forest
    1.96 0.36 18.33 4.33 0.80 18.35
    针阔混交林
    Coniferous and broadleaved mixed forest
    1.91 0.23 12.13 1.84 0.27 14.72
    其他阔叶林
    Other broadleaved forest
    1.21 0.36 29.48 1.77 0.17 9.37
    栎类 Quercus spp. 0.78 0.12 15.14 0.09 0.01 12.53
    落叶松 Larix spp. 0.75 0.14 18.70 0.62 0.11 18.22
    刺槐 Robinia pseudoacacia 0.63 0.09 13.80 0.85 0.10 12.26
    柳树 Salix spp. 0.24 0.10 41.33 0.61 0.10 15.91
    天然林
    Natural forest
    栎类 Quercus spp. 5.62 0.80 14.20 8.75 1.18 13.50
    阔叶混交林
    Broadleaved mixed forest
    3.43 0.41 11.84 3.20 0.46 14.35
    其他阔叶林
    Other broadleaved forest
    1.94 0.22 11.42 1.12 0.16 14.22
    侧柏 Platycladus orientalis 1.18 0.11 9.39 1.94 0.14 7.01
    杨树 Populus spp. 0.72 0.08 11.81 0.50 0.04 9.06
    桦木 Betula spp. 0.60 0.11 18.78 0.67 0.13 19.24
    针阔混交林
    Coniferous and broadleaved mixed forest
    0.57 0.07 11.66 0.68 0.08 12.27
    油松 Pinus tabuliformis 0.43 0.06 14.12 1.03 0.08 8.04
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  • [1] Roe S, Streck C, Obersteiner M, et al. Contribution of the land sector to a 1.5 ℃ world[J]. Nature Climate Change, 2009, 9(11): 817−828.
    [2] 郗婷婷. “后京都”时代 REDD + 机制的可行性[J]. 东北林业大学学报, 2014, 42(6):114−117. doi: 10.3969/j.issn.1000-5382.2014.06.027

    Xi T T. Feasibility of the REDD+ mechanism in the Post-Kyoto times[J]. Journal of Northeast Forestry University, 2014, 42(6): 114−117. doi: 10.3969/j.issn.1000-5382.2014.06.027
    [3] 胡文娟. 应对气候危机需要自然的力量[J]. 可持续发展经济导刊, 2019(11):15−18.

    Hu W J. Dealing with the climate crisis requires nature-based solutions[J]. China Sustainability Tribune, 2019(11): 15−18.
    [4] Escobedo F, Giannico V, Jim C, et al. Urban forests, ecosystem services, green infrastructure and nature-based solutions: nexus or evolving metaphors?[J]. Urban Forestry & Urban Greening, 2019(37): 3−12.
    [5] Griscoma B W, Adamsa J, Ellis P W, et al. Natural climate solutions[J]. PNAS, 2017, 114(44): 11645−11650. doi: 10.1073/pnas.1710465114
    [6] 李艳芳. 落实NBS的切实行动: 深度发掘林业碳汇的价值[J]. 可持续发展经济导刊, 2019(11):19−20.

    Li Y F. Exploring the value of forestry carbon sink is an important action to implement NbS[J]. China Sustainability Tribune, 2019(11): 19−20.
    [7] 李海奎, 赵鹏祥, 雷渊才, 等. 基于森林清查资料的乔木林生物量估算方法的比较[J]. 林业科学, 2012, 48(5):44−52. doi: 10.11707/j.1001-7488.20120507

    Li H K, Zhao P X, Lei Y C, et al. Comparison on estimation of wood biomass using forest inventory[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2012, 48(5): 44−52. doi: 10.11707/j.1001-7488.20120507
    [8] IPCC. IPCC guidelines for national greenhouse gas inventories: agriculture, forestry and other land use[R]. Tokyo: Institute of Global Environment Strategies, 2006.
    [9] 李奇, 朱建华, 冯源, 等. 中国森林乔木林碳储量及其固碳潜力预测[J]. 气候变化研究进展, 2018, 14(3):71−78.

    Li Q, Zhu J H, Feng Y, et al. Carbon storage and carbon sequestration potential of the forest in China[J]. Climate Change Research, 2018, 14(3): 71−78.
    [10] 中华人民共和国国家发展和改革委员会应对气候变化司. 中国温室气体清单研究[M]. 北京: 中国环境出版社, 2014.

    National Development and Reform Commission. The People’s Republic of China national greenhouse gas inventory[M]. Beijing: China Environmental Science Press, 2014.
    [11] 贾松伟, 郭蔓蔓. 2013年河南省乔木林植被碳储量特征[J]. 水土保持研究, 2019, 26(3):35−40.

    Jia S W, Guo M M. Carbon storage characteristics of arboreal forests vegetation of Henan Province in 2013[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2019, 26(3): 35−40.
    [12] 马琪, 刘康, 张慧. 陕西省森林植被碳储量及其空间分布[J]. 资源科学, 2012, 34(9):1781−1789.

    Ma Q, Liu K, Zhang H. Carbon storage by forest vegetation and it’s spatial distribution in Shanxi[J]. Resources Science, 2012, 34(9): 1781−1789.
    [13] 张春华, 居为民, 王登杰, 等. 2004-2013年山东省森林碳储量及其碳汇经济价值[J]. 生态学报, 2018, 38(5):1739−1749.

    Zhang C H, Ju W M, Wang D J, et al. Biomass carbon stocks and economic value dynamics of forests in Shandong Province from 2004 to 2013[J]. Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(5): 1739−1749.
    [14] 王会荣, 李爱琴, 王晶晶, 等. 基于第8次森林资源清查数据的安徽森林碳储量特征研究[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2019, 47(7):78−86.

    Wang H R, Li A Q, Wang J J, et al. Characteristics of forest carbon storage in Anhui based on the 8th forest inventory data[J]. Journal of Northwest A&F University (Natural Science Edition), 2019, 47(7): 78−86.
    [15] Jean-Francois B, Yelena F, Garcia C, et al. The global tree restoration potential[J]. Science, 2019, 365: 76−79. doi: 10.1126/science.aax0848
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-12
  • 修回日期:  2020-08-27
  • 网络出版日期:  2021-06-01
  • 刊出日期:  2021-06-30

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