林业碳汇经济的理论与方法(上)

第五讲林业碳汇经济的理论与方法雪原树人名古屋大学经济学院附属国际经济政策研究中心教授国际低碳经济研究所联席所长西南林业大学“绿色增长及林业碳汇经济与政策培训方案〞

2023年8月28-30日昆明

目录林业碳汇的根本理论森林碳汇的计量方法森林碳汇与碳排放权交易森林碳汇实地考察林业碳汇的根本理论“汇〞：与“源〞相对。一个系统中，产生物质流或信息流的单位称为“源〞，接受物质流或信息流的单位称为“汇〞。碳汇：从空气中去除二氧化碳的过程、活动、机制。林业碳汇：通过光合作用吸收二氧化碳，将大气中的二氧化碳固定至植物及土壤内，降低大气内二氧化碳浓度。森林：陆地生态系统的主体。森林碳汇的根本理论森林固碳作用：直接固碳作用： 1，树木固碳 2，林下植物固碳 3，土壤固碳间接固碳作用： 1，林产品固碳作用 2，林产品替代其他高碳排材料森林碳汇的计量方法样地清查法 1，生物量法 2，蓄积量法 3，生物清单法微气象学方法 4，涡旋相关法 5，涡度协方差法 6，驰豫涡旋积累法 7，箱式法森林碳汇的计量方法1，生物量〔Biomass〕法：森林生物量包括单位面积上全部植物、动物和微生物现存的有机质总量，由于后两者所占比重较小，通常以植物生物量为代表。根据单位面积生物量、森林面积、生物量在树木各器官中的分配比例、树木各器官的平均碳含量等参数计算而成。主要包含三种方法。森林碳汇的计量方法〔1〕，平均生物量法。大规模实地调查，建立标准测量参数和生物量数据库，得到植被平均碳密度，乘以面积。在研究区域内选取样本，伐倒后按器官称重，建立回归方程，以实测的胸径树高推算林分生物量。主要的回归关系类型有：W=aDb或W=a(D2H)b;〔李文华，1996〕W:各局部的生物量；D:胸径；H:树高。直接、明确、技术简单。费时费力，易对环境产生影响。森林碳汇的计量方法〔2〕，生物量转换因子法〔BiomassExpansionFactor,BEF〕或称：材积源生物量法〔Volume-derivedBiomass〕。利用林分生物量与木材材积〔树干〕比值的平均值乘以该森林类型的总蓄积量，以得到总生物量。各树种的总蓄积量来源于森林资源清查资料。研究说明树干的生物量与其它器官的生物量存在很强的相关关系，所以用树干材积推算森林总生物量是可行的〔Lieth&Whittaker,1975〕。需结合森林清查资料，在应用上有利有弊。森林碳汇的计量方法〔3〕，遥感估算法。在遥感数据与调查数据结合的根底上，利用遥感技术得到森林植被的状态参数。包括光学遥感、红外线遥感、SAR微波遥感、高光谱遥感、激光雷达遥感等。较为复杂，技术要求高。森林碳汇的计量方法2，蓄积量法：以森林蓄积量数据为根底的碳估算方法。对森林主要树种抽样实测；计算出森林中主要树种的平均容重；根据森林的总蓄积量求出生物量；再根据生物量与碳量的转换系数求出森林的碳贮量。森林碳汇的计量方法森林全部固碳量=树木生物量固碳量+林下植物固碳量+林地固碳量

=

Sij:第i类地区第j类森林类型的面积；

Cij:第i类地区第j类森林类型单位面积的蓄积量；

α:

林下植物碳转换系数；

β:林地碳转换系数；

δ:生物量扩大系数；

ρ:容积系数；

γ:含碳率。森林碳汇的计量方法3，生物量清单法：、以生物量与蓄积量关系为根底的植物碳贮量估算方法。将生态学调查资料与森林普查资料结合起来进行。首先计算各森林生态系统类型乔木层的碳贮存密度；再根据乔木层生物量与总生物量的比值，估算出各森林类型单位面积总生物质碳贮量。森林碳汇的计量方法4，涡旋相关法〔EddyCorrelationMethod〕：一种直接测定植被与大气间二氧化碳通量的方法。在一个参考高度上，对风速风向和CO2浓度进行实时监测。大气中物质的垂直交换往往是通过空气的涡旋状流动进行，这种涡旋带动空气中CO2向上或向下通过某一参考面，二者之差就是所研究的生态系统固定或放出的CO2量。Fc:CO2通量；ρ:CO2浓度；w:垂直方向上的风速；右上撇指平均值在垂直方向上的波动；上方横线指一定时间内的平均值。森林碳汇的计量方法5，涡度协方差法〔EddyCovarianceMethod〕：对能量〔风〕、水分、CO2进行分别测定。使用三维超声波风速仪及闭路式红外气体分析仪完成。CO2通量即林分净生态系统交换量由CO2/H2O浓度与垂直风速的原始数据经过协方差计算而来。结果准确设备昂贵，操作人员要求较高。森林碳汇的计量方法6，驰豫涡旋积累法〔RelaxedEddyAccumulation〕：对大气中CO2与森林的交换直接进行跟踪。根据垂直风速的大小和方向定时采集两组气体样品进行测量。Fc:CO2通量；β:半经验常数；σw:垂直风速的标准差；ρAIR:空气浓度；CUP-CDOWN:两个收集袋的CO2浓度平均值之差。森林碳汇的计量方法7，箱式法〔Enclosures/ChamberMethod〕：植被的一局部被套装在一个密闭的测定室内。在一个封闭系统内，CO2浓度随时间的变化就是CO2通量。、基于此思想的仪器设备已有开发。原理简单、操作容易。森林碳汇的计量方法样地清查法比较〔石小亮，2023〕微气象学方法比较〔石小亮，2023〕森林碳汇与碳排放权交易利用森林碳汇是本钱较低的现有碳减排手段，特别是对于开展中国家。受土地、气候等制约因素影响，森林碳汇工程的减排本钱将逐渐上升，并最终到达价格均衡。森林碳汇工程是CDM及CCER的重要来源。森林碳汇工程可单独存在于自愿碳市场或强制碳市场