通辽市森林、草原、沙地、湿地碳汇产业规划研究

刘佳骏　董锁成　王　喆，3　程　昊，3　赵敏燕，3，4　郑　吉，3　李　宇

(1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京　1000101；

2.中国社会科学院工业经济研究所，北京　100836；

3.中国科学院大学，北京　100190；4西南林业大学，昆明　650224)

通辽市森林、草原、沙地、湿地碳汇产业规划研究

刘佳骏1，2董锁成1王喆1，3程昊1，3赵敏燕1，3，4郑吉1，3李宇1

(1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京1000101；

2.中国社会科学院工业经济研究所，北京100836；

3.中国科学院大学，北京100190；4西南林业大学，昆明650224)

【摘要】全球和区域碳汇是全球变化研究和生态学研究的核心内容之一。为应对气候变化，世界各国各组织都在积极行动。本研究深入剖析了通辽市的植物资源、宜林区域及发展碳汇工程的基础条件，提出碳汇产业的发展思路及原则，确定碳汇产业的建设目标、碳汇工程的技术路线及技术指标，最后对发展的综合效益进行评价，制定产业发展的保障措施，进而形成完整的碳汇产业发展规划思路，为生态脆弱的欠发达民族地区的碳汇产业发展提供借鉴。

【关键词】生物多样性保护；碳汇产业；规划；通辽市

中图分类号：X21

文献标识码：码：A

文章编号：号：1673-288X(2015)03-0027-06

Abstract：Global and regional carbon sink is the core matter of researches on global change and ecology. Every country and organization takes positive action to face climate change. This paper takes carbon sink industry of Tongliao as entry point to deeply analyzed plants resources，suitable forest zones and basic conditions for developing carbon sink project of Tongliao through analysis of basic current situation and problems of the case study area. Then，development ideas and principles of carbon sink industry were presented. Construction goals，technical routes and index were confirmed. Finally，we evaluated comprehensive benefits and made out safeguard measures for industry development and then developed entire idea for the plan of carbon sink industry，which can provide reference for underdeveloped ethnic areas with fragile ecology.

Keywords：biodiversity protection；carbon sink industrial；planning；Tongliao

作者简介：李世峰，副教授，硕士生导师，主要从事现代农业研究

通讯作者：董锁成，首席研究员，博士生导师，主要从事区域生态经济与可持续发展研究

“碳汇工程”是指利用森林、草原、湿地的储碳功能，通过宜林荒山、荒地、退耕还林地造林、草原、湿地保护、建设，吸收和固定大气中的二氧化碳活动。“碳汇产业”是包括碳汇工程和碳汇交易活动。全球和区域碳汇已成为全球变化研究和生态学研究的核心内容之一。西方主要发达国家对本国生态系统的碳汇进行了较全面的估算，Pacala等[1]发现，在1980年代美国本土的陆地生态系统吸收了其工业CO2排放量的30%～50%。欧洲大陆吸收了其工业源CO227%～12%[2]。 中国学者对某些植被和土壤类型的区域碳汇进行了估算，在植被方面，刘国华等[3]、Fang等[4]，Piao 等[5]评估了中国森林植被和中国草地的生物量碳汇；在土壤方面，Pan等[6]分析了中国水稻土的碳汇和固碳潜力；黄耀和孙文娟[7]分析了中国耕作土壤有机碳储量的变化。

为应对气候变化，我国承诺到2020年，单位GDP的碳排放强度比2005年下降40%～45%，有关部门正在将这个约束性指标分解到各地区、各行业。根据测算，要完成这个指标，能源弹性系数须下降到0.6，比较发达国家以往经验，处在快速工业化、城市化发展阶段的国家是难以达到这个目标的。王灿等通过情景模拟的方法推算出如果中国实施强制减排40%，会导致GDP的损失率为3.9%[8-15]。《京都议定书》为国际碳汇交易和造林再造林项目的发展提供了国际法的保障。世界银行启动了生物碳基金，它允许项目申请者分阶段对项目进行准备和申报，以降低风险。这有利于发展中国家实施造林再造林项目。2009年11月国家林业局发布了《应对气候变化林业行动计划》，确定了基本原则、阶段性目标。其基本原则：一是坚持林业发展目标和国家应对气候变化战略相结合；二是坚持扩大森林面积和提高森林质量相结合；三是坚持增加碳汇和控制排放相结合；四是坚持政府主导和社会参与相结合；五是坚持减缓与适应相结合。其阶段性目标：到2020年，年均造林育林面积500万公顷以上，全国森林覆盖率增加到23%，森林蓄积量达到140亿立方米，森林碳汇能力得到进一步提高；到2050年，比2020年净增森林面积4700万公顷，森林覆盖率达到并稳定在26%以上，林业发展重点转向全面开展森林可持续经营阶段，森林碳汇能力保持相对稳定。

1现状与问题分析

1.1　植物资源丰富，气候环境相对适宜

通辽市地处森林和草原过渡地带，原始景观为疏林草原，植物类型主要由干旱草原类型以及旱生和中旱生多年生植物构成，资源丰富，种类繁多，通辽市草地分布见图1。

图1　通辽市草地分布

1.2　未利用地分布集中连片，宜林地广阔

开发碳汇项目对于土地的要求有如下几点：项目土地在较长一段时间内为无林地；拟议碳汇林地不具有商业竞争力、存在一定造林技术难度、不具备天然更新能力的土地；适宜树木生长，相对集中连片，预期能发挥较大的碳汇功能，见图2。

图2　通辽市未利用土地分布

通辽市面积5953500公顷，宜林荒山荒地面积802013公顷，占通辽市域面积13.47%。近年来通辽市盐碱地已大部分开垦为农用低产田，未利用地类型大部分为荒漠和沼泽，且相对集中连片，主要分布在科左中旗、科左后旗、扎鲁特旗、奈曼旗和库伦旗，见图3。该部分地区适宜树木生长，有助于促进当地生物多样性保护、控制水土流失、促进经济社会发展等多种效益。且近5-10年内尚不能纳入国家造林计划；造林地权属清晰，具有当地政府部门核发土地使用权证书；当地群众具有参与项目造林的积极性，具备开展项目活动的组织、劳力和技术保障，预期能发挥较大的碳汇功能。

图3　通辽市荒漠分布

1.3　发展碳汇工程经济效益

据研究，森林每生长1立方米木材约可吸收1.83吨二氧化碳，草地每年每公顷可固碳1.3吨。工业减排1吨二氧化碳成本为631元左右，而且技术复杂，推广难度大。核能、风能和生物质燃料等各种技术的减排成本为442-631元左右，而减少毁林排放成本低于126元，造林和再造林的成本仅为32-95元。因此，大力植树造林，发展林业，既可以扩大森林面积，增加林业碳汇能力，为通辽市发展低碳经济，减轻排放压力做贡献，碳汇工程是成本低、效益好的有效减排途径。

2发展思路与原则

2.1　发展思路

围绕建设生态文明，生物多样性资源开发和保护并举，共建和谐通辽的总体要求，营造碳汇林与退耕还林还草结合，增加森林储量，加大绿化，改善生态环境，减少开发对资源保护的负面效应，促进全市经济社会又好又快发展。以国家鼓励发展生物质能源为契机，利用通辽当地优越的自然地理条件和丰富的林地资源，建设生物质能源林示范基地，满足社会对清洁、可靠、经济、安全的能源需求，从而更好地落实通辽市节能减排的责任，在应对全球气候变化中充分发挥通辽市林业的重要作用。同时，收缩农牧业生产活动与搬迁转移农牧民并进，转变农牧业生产经营方式与发展二、三产业并举，努力实现农牧民增收与生态恢复互利双赢。

2.2　发展原则

(1)因地制宜，生态优先，适地适树，速生丰产，优质高效：大力调整生产力布局，分别不同类型区，收缩生态脆弱地区农牧业生产活动，加大搬迁转移农牧民，转变经济发展方式力度，促进生态恢复。

(2)集中连片，规模治理，流域推进，封山禁牧，造管并举：碳汇林建设要突出重点，规模治理。按照生态功能区划，突出以封禁保护、禁牧舍饲、搬迁转移等工程为重点，规模建设、集中连片、特点突出的生态功能碳汇林示范区，以区域生态好转带动整体生态改善，构建通辽市生态屏障。通过政策引导，政府推动，积极争取和落实国家、自治区惠农惠牧政策，结合实际建立和完善围封禁牧、搬迁转移政策保障体系，创新农牧民生产生活保障机制，加大组织发动和引导力度，确保农牧民生活水平大幅度提升。

(3)城乡统筹，收缩转移，集约经营，富民强市，改善生态：打破城乡界限，统筹城乡人口、生产力空间，重点向城镇和二、三产业搬迁转移农牧民，促使人口向城镇集中、耕地和草牧场向规模化集约经营集中，真正实现减少农牧民、富裕农牧民，从根本上改善生态环境。

3建设目标

3.1　近期目标

到2020年，完成通辽市被国家林业局和自治区林业厅列入欧洲投资银行优惠贷款碳汇造林项目规划的造林面积为14.8万亩，其中杨树造林占80%、榆树造林占10%、松树造林占10%，项目建设在科尔沁区2.05万亩、科左中旗4.22万亩、科左后旗4.32万亩、扎鲁特旗4.21万亩。在此基础上新增碳汇林建设面积30万亩，其中杨树造林占80%、榆树造林占10%、松树造林占10%，项目建设在奈曼旗20万亩，库伦旗10万亩，分五年完成。绿色生态空间不断扩大，生态与环境得到明显改善；区内生态危机区、敏感区、严重退化区的生态与环境退化得到遏制和改善。通过联合国气候变化框架公约清洁发展机制下实现造林、再造林项目注册。

3.2　中远期目标

到2030年，形成造林运行机制和项目管理方式，项目建设体现高标准规划、高起点设计，集中连片，规模治理，建立具有重要影响的碳汇林示范区，实现碳汇效应。依据通辽市未利用土地分布和多年平均降水量，确定未来通辽市碳汇林示范区，适宜造林区域如下图4所示。

图4　通辽市适宜碳汇工程造林地分布示意图

4碳汇工程技术路线与技术指标

4.1　技术路线

第一，确定基线情景及基线碳储量变化量。(基线碳储量变化量估计：可以保守地假定土壤有机碳、枯落物和粗木质残体三个碳库中的碳储量变化量为零，而只考虑项目造林地上现有散生木生长引起的活生物量碳库中碳储量的变化。

第二，项目碳储量变化量的估算。本次规划采用生物量法估算森林固碳量。

第三，增加的排放量估算。项目建设中施用含氮肥料，根据项目设计中各树种在项目运行期中各年施肥种类、含氮率、单位面积施用量、面积等计算项目拟施用的肥料种类及其施用量。项目建设与维护中燃油机械忽略。

第四，泄露估算。泄露：焚烧和火灾等引起的物理过程碳排放；为水蚀、风蚀和渗漏等引起的地质过程碳泄漏；食物采集、采伐和放牧等人为过程的碳泄漏，其三者之和为生态系统总碳泄漏。泄露总量小，监测困难，可以忽略。

由于造林对土壤、枯死木和枯落物碳贮量的影响相对较小(陈先刚，张一平等，2008)，且缺乏估计这些碳库变化的相关参数，本研究只关注林木生物质碳贮量。各林分类型林木生物质碳贮量采用下式计算：

式中：CSi为第i目标年各林分类型林木生物质碳贮量(MgC)；Ajk为营第k年造的j林分类型的面积(hm2)；Vijk为第k年营造的j林分类型到第i目标年时的林分蓄积量(m3·hm-2)；Dj为j林分类型的木材干质量密度(Mg·m-3)；Fbej为林分类型的生物量扩展因子(树干生物量转换到全林生物量的转换系数)；Fcj为j林分类型的碳含量(Mgc·Mg-1) 。

理查德生长曲线标准式：

Y=A[1-exp(-kx)]B

式中，Y表示树木的蓄积量(m3/hm2)，X表示树龄，A、B、K是拟合参数。利用内蒙古森林资源连续清查资料中人工林分树(林)种的相关数据进行拟合或者查阅相关文献。

4.2　技术指标

4.2.1林种、树种选择

该项目林种确定为生态林，坚持因地制宜，适地适树原则，优先选择速生丰产、生物量大、固碳能力强的适生树种。主生树种选择杨树，松树，榆树，伴生树种选择沙棘、柠条。

4.2.2造林密度和树种配置

造林初植密度设计为：纯林55～80株/亩，混交林220株/亩。杨树、榆树选择纯林模式，油松、侧柏、樟子松、云杉、刺槐均与沙棘混交造林，混交比例1∶1。造林树种配置及栽植模式根据造林地的立地类型，按照相关技术要求进行科学规划。

4.2.3　整地方式

整地宜在造林前3个月或上年秋季进行。以不破坏原生态植被为前提，荒地造林采用鱼鳞坑和带状整地，四旁树、行道树、平台地采用穴状整地。鱼鳞坑整地一般为50厘米×40厘米×30厘米，带状整地沿等高线进行，带宽依造林株行距而定，一般为80～100厘米，深度为30～50厘米，带长根据地形确定，但不宜超过10米。穴状整地规格应不小于50厘米×50厘米。禁止采用全垦整地。

表1　主要树种生长参数

4.2.4造林时间

造林在每年春、秋两季进行，翌年对保存率低的地块继续补植，栽植严格按照《造林技术规程》进行人工植苗造林。

4.2.5苗木规格

造林所用苗木：云杉为7年生苗，苗高30厘米以上；樟子松、侧柏为3年生以上容器苗，苗高40厘米以上，地径0.5厘米以上；杨树、榆树、刺槐为2年生Ⅰ级苗木，地径1.2厘米以上；沙棘为1年生，苗高30厘米以上，地径0.3厘米以上。要求苗木生长健壮，根系完整，无病虫害。

4.2.6管护抚育措施

碳汇林管护抚育年限初定为20年。造林后，在项目区主要路口设立醒目标志牌，注明“通辽市碳汇林建设工程”项目名称、建设单位、面积及时间等内容，设置专职管护人员，签定承包管护合同，落实管护责任。人为活动频繁地段设置围栏，实行封山育林，严禁一切不利于林木生长的人畜活动，并加强护林防火和病虫害防治工作。

栽植后的三年内，每年进行2-3次人工除草。及时检查成活率，发现死苗应及时用同龄苗木补植。幼龄阶段根据幼林生长情况进行抽样检查，制定抚育方案，及时抚育管理，要求每年抚育管理一次。

5效益评价

由碳汇工程技术路线计算近、中期碳汇林碳储量，如图5-7和表2、3所示。到2030年通辽市碳汇林示范区工程累计碳储量将达到49.74万吨。

表2　典型年份通辽市碳汇林碳储量

图5　通辽市碳汇工程近期造林碳储量

图6　通辽市碳汇工程中期造林碳储量

图7　通辽市碳汇工程近、中期造林碳储量合计

5.1　生态效益

到2030年通辽市碳汇林示范区工程吸收二氧化碳累计182.39万吨，释放氧气132.65万吨，固碳减排，对缓解气候变暖，优化环境，减少灾害天气具有十分重要的意义。

5.2　社会效益

44.8万亩碳汇林项目的实施需苗木11700万株，增加农民苗木收入37514万元；可提供季节性劳动就业25.5万人，实现劳务收入15647万元，对于带动种苗产业发展，保障城乡劳动力就业，增加农民收入，促进经济社会又好又快发展将产生积极的推进作用。

表3　典型年份通辽市碳汇林累计碳储量

表4　典型年份通辽市碳汇林吸收二氧化碳量

表5　典型年份通辽市碳汇林释放氧气量

图8　通辽市碳汇工程吸收二氧化碳量

图9　通辽市碳汇工程释放氧气量

5.3　经济效益

根据相关碳汇造林经济效益评估办法，以120-135元/t(CO2)、185-225元/t(O2)计算，本规划依据二者中值，计算通辽市碳汇造林经济效益值。到2030年，项目区前20年吸收二氧化碳经济价值为22799.1万元，释氧经济价值为26529.9万元；项目建成后森林总经济效益最低可达49328.98万元，经济效益显著。

表6　典型年份通辽市碳汇林经济效益

图10　通辽市碳汇工程经济效益

6保障措施

6.1　大力宣传，营造舆论氛围

加大宣传，营造氛围，共同携手，实现目标。各工程实施单位要通过专题讲座、业务培训、散发传单、张贴标语等形式，让人们认识实施碳汇造林，缓解气候变暖，改善环境的重大意义，为固碳减排做出的积极贡献，吸引更多的企业、个人、社会组织加入到固碳减排活动中来。

6.2　强化工程管理，狠抓造林质量

将碳汇造林工程项目纳入林业生态治理整体规划，造林区域绘入生态管理图，实行图示管理，不得与已实施的国家、省、市林业工程重复。造林作业设计聘请有乙级以上资质的设计单位，进行科学编制。严格依照设计施工，积极推行专业队承包造林，大力推广使用生根粉浸根、地膜覆盖、保水剂、截杆埋根、容器苗等抗旱造林新技术造林，提高成活率。造林加强抚育管理，及时补植更换死苗、弱苗，确保造林质量。工程检查验收实行工程实施单位自查、市级核查制度。

6.3　加强组织领导，明确分工职能，保证资金投入，确保建设成效

通辽市成立以主管市领导的碳汇工程建设领导小组，各县区、林业总场也要成立相应机构，负责碳汇林示范区工作。各旗、县(区)政府、林业总场要将工程管理纳入重要议事日程，加强组织领导，完善各种管理制度，确保工程顺利实施。在工程建设中，严格实行项目审批制、工程监理制、工程招投标制和造林质量责任追究制。工程资金管理实行专户储存、专款专用，单独建账，独立核算，建立严格的检查和审计制度。工程档案管理实行专柜存档，专人管理，完整地反映工程实施的全过程。

6.4　制定法规，严格执行项目规程

完善通辽市碳汇林示范区的组织管理、服务体系和规章制度，制定《项目管理办法》、《项目财务管理办法》、《项目营造林检查验收办法》、《项目提款报账办法》、《项目会计核算办法》、《项目营造林作业设计规程》、《项目环境保护规程》、《项目造林手册》、《项目贷款实施合同(参考文本)》等一系列管理办法和技术规程，严格执行项目规程，确保工程顺利实施。

参考文献：

[1]PacalaSW，HurttGC，BakerD，etal.Consistentland-andatmosphere-basedUScarbonsinkestimates.Science，2001，292：2316-2320.

[2]JanssensIA，FreibauerA，CiaisP，etal.Europe’sterrestrialbiosphereabsorbs7to12%ofEuropeananthropgenicCO2emission.Science，2003，300：1538-1542.

[3]刘国华，傅伯杰，方精云. 中国森林碳动态及其对全球碳平衡的贡献. 生态学报，2000，20：733-740.

[4]FangJY，ChenAP，PengCH，etal.ChangesinforestbiomasscarbonstorageinChinabetween1949and1998.Science，2001，292：2320-2322.

[5]PiaoSL，FangJY，ZhuB，etal.ForestbiomasscarbonstocksinChinaoverthepast2decades：estimationbasedonintegratedinventoryandsatellitedata.JGeophysRes，2005，110，G01006，doi：10.1029/2005JG00001.

[6]PanGX，LiL，WuL，etal.StorageandsequestrationpotentialoftopsoilorganiccarboninChina’spaddysoils.GlobChangeBiol，2003，10：79-92.

[7]黄耀，孙文娟.近20 年来中国大陆农田表土有机碳含量的变化趋势.科学通报，2006，51(7)：750-763.

[8]王灿，陈吉宁，邹骥.基于CGE模型的CO2减排对中国经济的影响[J].清华大学学报(自然科学版)，2005，(12)：1621-1624.

[9]张风春，刘文慧，李俊生.中国生物多样性主流化现状与对策[J].环境与可持续发展，2015，40(1)：13-18.

[10]刘云.太岳山国家森林公园生物多样性现状及保护对策[J].环境与可持续发展，2013，38(4)：87-91.

[11]孙震.景观破碎化对生物多样性的影响机制探究[J].环境与可持续发展，2014，39(5)：36-38.

[12]陈红蕊，黄卫果.编制自然资源资产负债表的意义及探索[J].环境与可持续发展，2014，39(1)：46-48.

[13]王娟娟，万大娟，彭晓春，等.关于生态资产核算方法探讨[J].环境与可持续发展，2014，39(5)：14-18.

[14]文春波，徐夏楠，李香丽，等.河南省温室气体排放评估和应对气候变化策略研究[J].环境与可持续发展，2014，39(5)：180-182.

[15]万怡挺，常 捷.全球气候变化谈判的回顾与展望，2015，40(1)：30-33

StudyonPlanningofIndustryofCarbonSinkofForests，Grasslands，sandand

wetlandsinTongliaoCity，TheInnerMongoliaAutonomousRegion，China

LIUJiajun1，2DONGSuocheng1WANG Zhe1，3CHENGHao1，3ZHAOMinyan1，3，4ZHENGJi1，3，LIYu1

(1.InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch，ChineseAcademyofSciences，Beijing，China100101；

2.InstituteofIndustrialEconomics，ChineseAcademyofSocialSciences，Beijing，China100836；

3.UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；

4.SouthwestForestryUniversity，Kunming650224，China)

项目资助：国家科技基础性工作专项(2011FY110400)和通辽市人民政府《通辽市生物多样性保护与利用总体规划》项目

引用文献格式：李世峰等.通辽市种质资源保护与制种产业规划研究[J].环境与可持续发展，2015，40(3)：33-39.