一、概述
“土地利用变化和林业”(Land Use Change and Forest,以下简称 LUCF)温室气体清单,既包括温室气体的排放(如森林采伐或毁林排放的 CO2),也包括温室气体的吸收(如森林生长时吸收的CO2)。在清单编 制年份里,如果森林采伐或毁林的生物量损失超过森林生长的生物量增加,
则表现为碳排放源,反之则表现为碳吸收汇。
(一)中国土地利用分类与定义
我国土地类型常分为林地、耕地、牧草地、水域、未利用地和建设用 地等(表4.1)。其中林地包括有林地、疏林地、灌木林地、未成林地、苗 圃地、无立木林地、宜林地和林业辅助用地。本指南中所指“土地利用变 化”,主要考虑有林地转化为非林地的过程。
表4. 1 我国土地分类及相关定义
分 类 定 义
林 地
有林地
乔木林
郁闭度≥0.20,由乔木(含因人工栽培而矮化的)树种组成的片林或林 带。其中林带行数在2 行以上且行距≤4m 或林冠冠幅水平投影宽度在 10m 以上。
红树林
生长在热带和亚热带海岸潮间带或海潮能够达到的河流入海口,附着 有红树科植物或其它在形态上和生态上具有相似群落特性科属植物的 林地。
竹林 附着有胸径2cm 以上的竹类植物的林地。
疏林地 附着有乔木树种、郁闭度在0.10~0.19 之间的林地
附着有灌木树种,或因生境恶劣矮化而成灌木型的乔木树种以及胸径
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(二)
LUCF 温室气体清单内容与范围市县(区)级LUCF 温室气体清单的编制,以《IPCC 国家温室气体清 单编制指南(1996 年修订版)》(以下简称《IPCC1996 年指南》)和《省 级温室气体清单编制(试行)》为主要方法参考依据,结合市县(区)土 地利用变化与林业的实际特点,确定“广东省市县(区)级LUCF 清单”
的范围与内容。目前“广东省市县(区)级LUCF 清单”拟考虑以下两种 人类活动引起的CO2吸收或排放:森林和其它木质生物质生物量碳储量变 化,森林转化碳排放。
二、森林和其他木质生物质生物量碳储量变化
本部分计算由于森林管理、采伐、薪炭材采集等活动影响而导致的生 物量碳储量增加或减少。其中,“森林”包括乔木林(林分)、竹林、经 济林和国家有特别规定的灌木林;“其它木质生物质”包括不符合森林定 义的疏林、散生木和四旁树。
(一)清单编制方法
森林和其它木质生物质生物量碳储量的变化,包括乔木林(林分)生 长生物量碳吸收、散生木、四旁树、疏林生长生物量碳吸收;竹林、经济 林、灌木林生物量碳储量变化;以及活立木消耗碳排放。具体计算方法见 公式(4-1):
C C C C C
生 物 量 乔 散 四 疏 竹 /经 /灌 消 耗 (4-1)
式中:
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V
i :本市县(区)乔木林第i 树种(组)蓄积量,立方米;
GR :本市县(区)活立木蓄积量年生长率,%;
BEF
i:本市县(区)乔木林第i 树种(组)的生物量转换系数,即全
林生物量与树干生物量的比值(无量纲);BEF:本市县(区)乔木林
BEF 加权平均值;
SVD
i:本市县(区)乔木林第i 树种(组)的基本木材密度,吨/立方
米;SVD:本市县(区)乔木林
SVD 加权平均值;
i :本市县(区)乔木林优势树种(组)i=1, 2, 3……n
0.5 :生物量含碳率,取 0.5,下同。2.散生木、四旁树、疏林生长碳吸收
散生木、四旁树、疏林生物量生长碳吸收估算方法与乔木林类似(公 式4-5)。首先根据本市县(区)森林资源二类调查数据,获得清单编制 年份的散生木、四旁树、疏林总蓄积量(
V
散四疏)、活立木蓄积量年生长率(
GR)。由于森林资源二类调查资料往往很难确定散生木、四旁树、疏林
的树木种类,因此在实际计算中,其基本木材密度(SVD)和生物量转换
因子(BEF)用全市县(区)的加权平均值代替。
0.5 C V GR SVD BEF
散四疏 散四疏 (4-5)
3.竹林、经济林、灌木林生物量碳储量变化
竹林、经济林、灌木林通常在最初几年生长迅速,并很快进入稳定阶 段,生物量变化较小。因此本指南主要根据竹林、经济林、灌木林面积变
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森林转化碳排放:森林转化温室气体排放计算中重复计算的蓄积量消 耗排放,吨碳。
(二)活动水平数据与确定方法
1.活动水平数据需求需要的活动水平数据主要有:市县(区)内乔木林按优势树种(或树 种组)划分的面积和活立木蓄积量;疏林、散生木、四旁树蓄积量;灌木 林、经济林和竹林面积(详见表4.2)。本部分活动水平数据来源的优先顺 序:(1)广东省林业部门发布的年度全省森林资源情况;(2)各市县(区)
自然资源局(或林业局)或森林资源调查队提供的森林资源二类调查及年 度更新数据资料。
表4. 2 森林和其它木质生物质碳储量
单位:面积(公顷)、蓄积(立方米)
乔木林 竹林 经济林 灌木林 散生木+四旁树+
疏林 活立木(总)
树种(组) 面积 蓄积 面积 面积 面积 蓄积 蓄积
树种1 树种2
……
合计
2.活动水平数据确定方法
若某市县(区)确实缺少某一清单编制年份的活动水平数据,要获得 该年份(以2005 年为例)的活动水平数据,必须具有至少最近 3 次森林资 源二类调查及年度更新的资料数据。
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年变化速率相同。如某市县(区)最近一次森林资源二类调查年份t3等于 或晚于2005 年,则 2005 年各地类的面积(或蓄积量)数据可通过最近 2 次调查的面积(或蓄积量)通过内插法获得。如某市县(区)最近一次森 林资源二类调查年份t3早于2005 年,则 2005 年各地类的面积(或蓄积量)
数据需要通过最近3 次数据结果通过外推法获得(如图 4.1)。
如使用外推法获得清单编制年份的活动水平数据的,在下个调查年数 据出来后应当对清单编制年份的活动水平数据进行调整。
图4.1 2005 年活动水平数据确定方法
(三)排放因子数据与确定方法
1.活立木蓄积量生长率(GR)、消耗率(CR)
全省历次森林资源二类调查数据,均提供了两次森林资源二类调查间
隔期内活立木蓄积量年均总生长率、年均净生长率、年均总消耗率和年均 净消耗率数据,但缺乏市县(区)级的活立木蓄积量年均总生长率、年均 净生长率、年均总消耗率和年均净消耗量数据,各市县(区)应通过开展 森林资源样地调查,获取本市县(区)的实际数据。
2.基本木材密度(SVD)
基本木材密度(SVD),或称树干材积密度,即每立方米木材所含干 物质质量,主要用于将蓄积量数据转化为生物量数据。表4.3 列举了广东 省树种的基本木材密度加权平均值(SVD),表中数据供编制市县(区)
级清单时参考,各市县(区)应努力获取本市县(区)的实际数据。
表4. 3 广东基本木材密度加权平均值(吨/立方米)
SVD
广东 0.474
3.生物量转换系数(BEF)
生物量转换系数(
BEF),可以分为全林生物量转换系数(BEF
全林) 和地上生物量转换系数(BEF
地上),分别表述为全林生物量(包括地上部 和地下部)与树干生物量的比值、地上生物量(包括干、皮、枝、叶、果 等)与树干生物量的比值。BEF 值因树种的不同而各有差异,通常需要通 过实际采样测定获得;也可以通过文献资料搜集整理获得有关数据,通过 统计分析计算获得。表4.4 列举了广东省加权平均的 BEF全林和BEF
地上的推 荐值。在实际清单计算中,应根据各市县(区)的各优势树种(组)、各 优势树种(组)蓄积量等,参照公式4-3 通过加权平均获得,表中数据供84
际数据。
表4. 4 广东省 BEF 加权平均值
全林 地上
广东 1.915 1.513
4.竹林、经济林、灌木林平均单位面积生物量
各市县(区)竹林、经济林、灌木林由于种类、面积各不相同,单位 面积生物量也存在较大的差异。在清单编制过程中,应根据实际情况对各 森林类型进行采样测定,并按面积进行加权平均,从而获得本市县(区)
竹林、经济林、灌木林的平均单位面积生物量。表4.5 列出了上述三类森 林类型的平均单位面积生物量的推荐值,以供参考。
表4. 5 竹林、经济林、灌木林平均单位面积生物量(吨/公顷)
平均单位面积生物量
竹林
地上部 45.29
地下部 24.64
全林 68.48
经济林
地上部 29.35
地下部 7.55
全林 35.21
灌木林
地上部 12.51
地下部 6.72
全林 17.99
5.含碳率
含碳率,是指森林植物单位质量干物质中的碳含量,因种类、起源、
年龄、立地条件和器官而异。考虑到在将蓄积量转化为生物量的计算过程
中,使用的是市县(区)的活立木总蓄积量、各类林木的加权平均参数,
因此本清单在选择使用含碳率进行计算时,不再考虑树种、器官、林龄等 的差异,均采用《省级指南(试行)》的推荐值:0.5。
三、森林转化温室气体排放
“森林转化”指将现有森林转化为其它土地利用方式,相当于毁林。
在毁林过程中,被破坏的森林生物量一部分通过现地或异地燃烧排放到大 气中,一部分(如木产品和燃烧剩余物)通过缓慢的分解过程(约数年至 数十年)释放到大气中。有一小部分(约5~10%)燃烧后转化为木炭,
分解缓慢,约需100 年甚至更长时间。
本部分主要估算各市县(区)“有林地”(包括乔木林、竹林、经济 林)转化为“非林地”(如农地、牧地、城市用地、道路等)过程中,由 于地上生物质的燃烧和分解引起的CO2、CH4和N2O 排放。
(一)清单编制方法
1.森林转化燃烧引起的碳排放
森林转化燃烧,包括现地燃烧(即发生在林地上的燃烧,如炼山等)
和异地燃烧(被移走在林地外进行的燃烧,如薪柴等)。其中,现地燃烧 除会产生直接的CO2排放外,还会排放CH4和N2O 等温室气体。异地燃烧 同样也会产生非CO2的温室气体,但由于能源领域清单中,已对薪炭柴的 非CO2温室气体排放作了估算,因此这里只估算异地燃烧产生的CO2排放。
具体计算方法如下:
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化后单位面积地上生物量)× 现地燃烧生物量比例 × 现地燃烧生物量氧 化系数 × 地上生物量碳含量
现地燃烧非CO2排放:主要考虑CH4和N2O 两类温室气体,计算方法 如下:
CH4排放 = 现地燃烧碳排放(吨碳) CH4-C 排放比例
N2O 排放 = 现地燃烧碳排放(吨碳)碳氮比 N2O-N 排放比例
异地燃烧CO2排放 = 年转化面积 (转化前单位面积地上生物量-转 化后单位面积地上生物量)异地燃烧生物量比例 异地燃烧生物量氧化 系数 地上生物量碳含量
2.森林转化分解引起的碳排放
森林转化分解碳排放,主要考虑燃烧剩余物的缓慢分解造成的CO2排 放。由于分解排放是一个缓慢的过程,因此在具体估算时,采用10 年平均 的年转化面积进行计算,而不是使用清单编制年份的年转化面积。
分解碳排放 = 年转化面积(10 年平均)(转化前单位面积地上生
分解碳排放 = 年转化面积(10 年平均)(转化前单位面积地上生