河南欧元项目碳汇计量初探

赵建新

(河南省林业调查规划院,河南 郑州450045)

世界各国一致认为森林有巨大的碳汇功能,是改善全球气候的主体之一。为此,党中央国务院高度重视林业在应对气候变化中的特殊地位和作用,并明确提出要“大力增加森林碳汇”。欧洲投资银行贷款河南珍稀优质用材林可持续经营项目(简称“河南欧元项目”)建设期5年,建设总投资7 000万欧元,其中利用欧洲投资银行贷款3 500万欧元,贷款期25年。项目建设总规模41 950 hm2,涉及全省11个省辖市的27个县(市、林场)。对该项目的碳汇量进行计量,有利于吸收欧行资金的支持,促进河南碳汇产业发展。

1　碳储量变化

根据国家林业局2011年编制的《造林项目碳汇计量监测指南》[1]规定,地上生物量和地下生物量碳库是必须要选择的碳库。根据保守性和成本有效性原则,该项目可以忽略枯死木、枯落物、土壤有机碳和木质产品碳库。

本项目按照国家林业局2011年编制的《全国林业碳汇计量监测技术指南》[2](试行)的规定,通过活立木蓄积、不同优势树种(组)生物量与蓄积量关系以及各树种(组)碳含率计算碳储量。

不同优势树种(组)生物量与蓄积量关系模型为：

注：Mi为第i树种(组)单位面积生物量;Xi为第i树种(组)单位面积蓄积量;a、b为参数,各主要树种生物量和蓄积量回归方程参数见表1。

表1　生物量与蓄积量的总关系参数值

碳储量计算公式：

注：C为总碳储量,Ci为第i树种(组)碳储量,Mi为第i树种(组)单位面积生物量,Ai为第i树种(组)面积,CFi为第i树种(组)含碳率。各树种(组)碳含率见表2。

表2　　各树种(组)碳含率

在25年计算期内,项目林将增加碳储量343.808 2万t,折合二氧化碳1 260.630 3万t,其中,建设期增加113.782 7万t,折合二氧化碳417.203 4万t;经营期增加230.025 5万t,折合二氧化碳843.426 9万t,见表3。

表3　各主要营造林模型计入期末碳储量

2　温室气体排放

项目的整地、间伐、主伐主要为人工作业,基本不使用机械设备,项目边界内温室气体排放主要考虑施肥。相关公式和参数来源于《造林项目碳汇计量监测指南》。

根据项目设计每年施用肥料的种类、面积、施肥量、肥料含N率等,计算引起的直接N2O排放。

式中：FSN,t——第t年施用的含氮化肥经NH3和NOX挥发后的量(t N a-1);

FON,t——第t年施用的有机肥经NH3和NOX挥发后的量(t N a-1);

EFl——氮肥施用 NO2排放因子(IPCC(政府间气候变化专门委员会)参考值=0.01 t N2O-N(t N)-1);

MWN2O——NO2和N的分子量(44/28)(t N2O-N(t N)-1);

GWPN2O——N2O全球增温潜势(IPCC参考值=310 t CO2-e(t N2O)-1)。

只计算复合肥部分,1 t复合肥折算0.52 t尿素(尿素氮含量按46%,复合肥氮含量按24%),尿素挥发取值20%[3]。本项目施复合肥213 394 t,折算成尿素110 965 t,温室气体排放108 473 t。

3　泄漏

主要考虑使用运输工具(消耗燃油的机动车)燃烧化石燃料引起的CO2排放。通过收集不同造林运输肥料、苗木、木材所使用的运输工具种类、燃油种类、平均运输距离、每公里耗油等为计算依据。根据《造林项目碳汇计量监测指南》的规定,采用如下公式：

式中：LKvehicle,t——第t年项目边界外运输引起的CO2排放(tCO2-e.a-1);

EFCO2,f——f类燃油的CO2排放因子(tCO2-e.GJ-1);

NCVf——f类燃油的热值(GJ L-1);

FCf,t——第t年f类燃油消耗量(L)。

项目主要使用燃料为柴油,碳排放系数取2.778 kgCO2L-1(IPCC数据)。项目共使用柴油2 651 t,温室气体泄漏7 363 t,见表4。

表4　项目边界外的温室气体泄漏

4　项目净碳汇量

本项目产生净碳汇量12 490 467 t,其中建设期4 161 282 t,平均每年832 256 t;经营期8 329 185 t,平均每年416 459 t,见表5。

表5　项目净碳汇量

5　无项目对比

在无项目情况下,山区新造林项目地一般会成为灌木林地,面积9 950 hm2;平原新造林项目地一般会成为荒草地,面积9 600 hm2;抚育和低改项目地是乔木林地,面积22 400 hm2。根据《全国林业碳汇计量监测技术指南》提供的碳储量计算方法测算灌木林地和乔木林地的碳储量。荒草地不需要测算碳储量。

5.1　灌木林

计算公式为：

其中,C为灌木林碳储量;M为灌木林单位面积生物量,取值19.76 t hm-2;A为灌木林面积;CF为灌木含碳率,取值0.467 2。M和CF取值来源于《全国林业碳汇计量监测技术指南》。本项目灌木林的碳储量为9.185 7万t。

5.2　乔木林

一般情况下,河南杨树每年每公顷生长量为15 m3,栎类每年每公顷生长量为3 m3,低改林每年每公顷生长量为1.5 m3。按照《全国林业碳汇计量监测技术指南》的计量方法,本项目乔木林的碳储量为134.540 2万t。

在无项目情况下,可产生碳储量143.725 9万t,折合二氧化碳526.994 8万t,其中建设期64.362 8万t,折合二氧化碳235.996 9万t;经营期79.363 1万t,折合二氧化碳290.997 9万t,详见表6。

表6　各地类计入期末碳储量(无项目)

6　结论

森林是全球陆地生态系统的主体。森林中的树木通过光合作用吸收二氧化碳,放出氧气,把大气中的二氧化碳以生物量的形式固定下来,这个过程称为“汇”。因此,森林具有碳汇功能。森林的这种碳汇功能可以在一定时期内对稳定以至降低大气中温室气体浓度发挥重要作用,并且以其巨大的生物量成为陆地生态系统中最大的碳库。“碳汇”是当今国际林业发展的新亮点,它从根本上促进了森林生态效益市场化运作[4]。实施欧元项目,25年将产生净碳汇量12 490 467 t,不实施该项目,25年将固定二氧化碳5 269 948 t;有无项目对比,有项目将增加固定二氧化碳7 220 519 t,按每吨碳200元的市场价格计算[5],该项目林业碳汇总价值14.44亿元,为项目总投资5.81亿元的2.49倍。

参考文献：

[1]造林项目碳汇计量监测指南 [EB/OL].[2014-01-26].http：//www.thjj.org/files/2012/r2.pdf2014

[2]全国林业碳汇计量监测技术指南(试行)[EB/OL].[2014-01-25].http：//www.forestry.gov.cn/portal/main/s/586/content-463662.html

[3]林立.高产粮区不同施肥模式下农田氮素损失途径及水氮利用效率分析 [D].济南：山东农业大学,2011

[4]韩基韬.中国首个利用欧洲投资银行开展的碳汇造林项目在内蒙古启动 [EB/OL].(2011-07-08)[2014-01-08].http：//gb.cri.cn/27824/2011/07/08/5311s3300766.htm

[5]郑晓静.山东多措并举增加林业碳汇计量 [EB/OL].(2013-07-09)[2014-01-18].http：//jjsb.cet.com.cn/articlecontent2.aspx?articleID=176611