内蒙古碳汇资源估算与碳汇产业发展潜力分析重点.docx

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1、内蒙古碳汇资源估算与碳汇产业发展潜力分析碳汇产业是指以减少温室气体排放和增加吸收温室气体为资源，从事生态资源的保护和利用、节能减排和增加温室气体吸收的产品的研究、开发、生产的综合性的产业集合体。它包括退耕还林还草、农田有机肥料、牧草品种的开发、风力、太阳能和煤气发电等清洁能源生产、碳捕捉封存等。内蒙古作为碳源大区，目前依然处于高碳消耗状态。2000年以来，随着工业化和城镇化率的提高，能源需求增加了3倍，二氧化碳排放量也增加了近3倍。但是，丰富的森林、草场、荒漠资源和可再生资源，让内蒙古自治区拥有得天独厚的低碳资本。按照国家的国土功能区规划，内蒙古西部沿黄河交通干线经济带是国家重点开发的能源基地

2、之一，而内蒙古东部的森林与草原地区是国家禁止开发的生态保护区。因此，提高内蒙古西部地区的排放成本（使负外部性内部化），通过区域转移支付，使内蒙古东部美丽发展的正外部性内部化，是未来内蒙古均衡发展、低碳发展的基本思路。因此，建立一套适合内蒙古区情的碳汇计量方法是落实基本思路的重要前提。2内蒙古碳汇资源的估算内蒙古具有丰富的碳汇资源，包括森林、草地、荒漠和农田等。据内蒙古农业大学生态环境学院副院长韩国栋介绍，初步估计，世界范围内的生态系统碳储量，森林39%-40%,草地33-34%,农田20%22%,其他4%一7%O文中主要估算了森林、草地和农田的碳储量。2.1森林资源的碳汇估算森林是陆地生态系统

3、的主体，最大的碳库，它占陆地生态系统地上部分碳库的60%,土壤碳库的45%,陆地生态系统与空气交换二氧化碳的90%发生于森林。森林不仅在维护区域生态环境上起着重要作用，而且在全球碳平衡中也有巨大贡献。文中运用森林蓄积量扩展法1d估算了内蒙古森林碳储量。森林蓄积量扩展法的基本思路为：以森林蓄积（树干材积）为计算基础，通过蓄积扩大系数计算树木（包括枝树、树根）生物量，然后通过容积密度（干重系数）计算生物量干重、再通过含碳率计算其固碳量。这样计算出来以立木为主体的森林生物量碳汇量。在此基础上，进一步根据树木生物量固碳量与林下植物固碳量之间的比例关系、树木生物量固碳量与林地固碳量之间的比例关系计算森林

4、全部固碳量。森林全部固碳量计算公式为:Cf=（SijCij）+（SijCij）+（SijCij）（DCij=Vijp（2）式中：Sij为第i类地区第j类森林的面积，Cij为第i类地区第j类森林类型的森林碳密度，Vij为第i类地区第J类森林类型的森林单位面积蓄积量，为林下植物碳转换系数，P为林地碳转换系数，为生物量扩大系数，P为容积系数，Y为含碳率。在计算内蒙古森林碳汇潜力的过程中，各种换算系数取IPCC的默认值：1）森林资源蓄积扩大系数,该系数功能就是将树木蓄积量转换成以树木为主体的生物蓄积量，国际通用IPCC默认值为190;2）含碳率Y，该系数是为了将生物量干重转换成固碳量的换算系数，国际通

5、用IPCC默认值为0.5;3）容积密度P,该系数是为了将森林全部生物量蓄积转换成干重的换算系数，IPCC默认值为0.5;4）林下植物固碳量换算系数为0.195,其作用是根据森林生物量计算林下植物固碳量;5）林地固碳量换算系数B为1244,其作用就是根据森林生物量固碳量计算林地固碳量。计算结果（表D.2.2草地资源的碳汇估算表1内蒙古2003年和2009年森林碳储量Tab.1ForestcarbonstorageofInnerMongo1iain2003and2009年份森林覆盖率（%）森林面积（万hm2）总蓄积（万m3）森林全部碳（万t）200317.572078.90129000.00149

6、472.30200920.002366.40136100.00157699.07注:2003,2009年森林覆盖率，森林面积，总蓄积量来自2003,2009年内蒙古统计年鉴。草原生态系统作为一种自然资源具有多功能性。长期以来，由于生产力发展的局限，人们仅仅注重草地承载牲畜和提供饲草料的功能，而忽视了她保持水土、涵养水源、防风固沙、维护生态多样性等其他功能，对草原认识和重视不够。草原生态系统是缓解全球气候变化的重要场所，是重要的碳汇资源。文中采用碳密度方法估算了内蒙古草原碳储量。碳密度2方法是根据土壤的类型和面积及各种不同类型土地碳密度来测算的，公式如下:土壤碳储存量二（土壤面积X土壤容重X土层

7、厚度X土壤含碳量）（3）植物体有机碳储存量二（草原面积标准样地生物量植物体含碳量）（4）第5期李长青等内蒙古碳汇资源估算与碳汇产业发展潜力分析163总的碳存储量二土壤碳储存量植物体有机碳储存量（5）估算植被碳储量，通常按照植物有机干物质中碳占的比重转换为碳量3-5,这里采用国际上常用的转换率0.45将生物量统一以碳（g/Cm-2）的形式表示。具体的计算结果（表2）。2.3农田资源的碳汇估算农田生态系统碳库是陆地生态系统碳库的重要组成部分，而且是其中最活跃的部分。农业土壤碳储量占全球碳储存总量的8%-10%o在人类耕种、施肥、灌溉等管理活动影响下，农业土壤中碳库的质和量迅速变化。农田生态系统碳循

8、环过程可分为对碳的吸收、固定、排放和转移四个部分，刘允芬6根据这四部分对其碳平衡进行了估计，认为当前农田是一个弱碳汇。2.3.1碳吸收的估算表2内蒙古温带草地植被碳储量Tab.2Carbonstorageintemperategrass1andinInnerMongoIia草地类型面积（106hm2）地上碳储量（万t）地下碳储量（万t）总碳储量（万t）草甸草原7.92704.884934.165639.04典型草原25.11405.607781.009816.60荒漠草原10.77280.021453.951733.97草甸10.09686.123914.924601.04温带草地53.883

9、076.6218084.0321160.65注：草原面积数据来自内蒙古草原勘探设计院。参照李克让17的估算方法，采用不同种类作物经济系数和碳吸收率来估算作物的生育期内对碳的吸收。具体的估算步骤如下：已知经济产量Yw,生物产量（总干物质）Dw,经济系数Hi的关系如式:DW=Yw/Hi（6）则作物全生育期对碳的吸收量Cc1为:CC1=CfDw=CfYw/Hi（7）Cf作物合成Ig有机质（干重）所需要吸收的碳。式中：Hi和Cf按照中国主要农作物经济系数Hi和碳吸收Cf12。文中根据内蒙古地区农作物种类，主要计算了小麦、玉米、马铃薯、向日葵、大豆、甜菜、油菜籽等作物的碳储量。2.3.2碳排放部分的估算

10、T.O.West8认为全碳分析包括对能源使用和初级燃料、电、肥料、石灰、杀虫剂、灌溉、种子生产和农田机械带来的碳排放估计。(D肥料生产带来的碳排放(Ef)o生产化肥需要大量的能源，这主要包括生产部分、运输过程和使用过程中耗费的化石燃料和电能，而电能最终来自于化石燃料。而化石燃料生产过程要释放碳。这里采用如下的公式:Ef=GfA(8)式中：Ef为农田肥料生产带来的碳排放，Gf为化肥使用量，A为系数，这里参照T.0.West的转换系数A=857.54kgCMg-I0(2)农用机械使用及操作带来的碳排放(Em)o在农业生产活动中，农用机械一方面直接使用化石燃料，另一方面也可以通过用电能来间接消耗化石

11、燃料。用公式表示如下:Em=(AmXB)+(WmXC)(9)式中：EiT1为农业机械使用带来的碳排放，AiT1为农作物播种面积，Wm为农业机械总动力(万千瓦)，B、C为转换系数，其中B=16.47kgChm-2,C=0.18kgCkw-Io(3)农村用电带来的碳释放(Ep)o文中研究中把农田当作生态系统来看待，因此也应该把农村当作系统中的一部分，把农村用电量也计算在内。可采用下式:EP=WpC(10)式中：EP为农村用电带来的释放，WP为农村用电总动力(万千瓦)，C=0.18kgCkwh-Io(4)灌溉过程带来的碳释放(Ei)o灌溉过程需要电能，从而也会因耗费化石燃料而释放碳。灌溉过程带来的碳

12、排放可以用下式表示：Ei=AiXD(11)式中：Ei为灌溉过程释放的碳，Ai为灌溉面积，D为转换系数，这里采用D=266.48kgChm-2。农田生态系统总的碳排放为：Et=Ef+Em+Ep+Ei(12)2.3.3农田生态系统净碳汇的估算以上两个部分内容对农田生态系统碳吸收和碳排放各自进行了估算，根据以上结果可以估算出农田生态系统的净碳汇。164干旱区资源与环境第26卷NC=Cd-Et=CfYw/Ht-(Ef+Em+Ep+Ei)(13)具体结果(表3)。2. 4内蒙古碳汇资源总量内蒙古碳汇资源总量二森林碳汇+草地碳汇+农田碳汇(14)由上面的公式可得，2003年碳汇为172049.1万t碳，2

13、009年碳汇为180948.2万t碳，2009年比2003年碳汇总量增加了8899.09万t碳。这是由于近年来，自治区围绕发展清洁能源和可再生能源这一主线，以合理利用资源，提高能源利用效率为目标，开展了可再生能源利用、煤炭转化、节能减排等科技示范，大力发展生态产业，努力缩减碳源扩充碳汇。因此，内蒙古是减碳重点区域同时也是减碳潜力大区。3碳汇产业潜力分析3. 1森林产业碳汇潜力3.1.1森林产业间接碳汇潜力表3内蒙古2003和2009年农田净碳汇(单位：万t)Tab.3Thenetcarbonsinkoffarm1andinInnerMongo1iain2003and2009(unit!mi11

14、iontons)年份碳吸收碳排放净碳汇20031618.60202.451416.1520092399.99311.522088.47数据来源：2003和2009年内蒙古统计年鉴。森林木材可以替代能源和原料进行生产起到间接固碳的效应。通过减少毁林、改进采伐作业措施、提高木材利用效率，可减少陆地碳排放量。以耐用木质林产品替代能源密集型材料、生物能源、采伐剩余物的回收利用，可减少能源和工业部门的温室气体排放量，实现间接固碳。3.1.2森林产业直接碳汇潜力由于特殊的地理位置和自然条件，内蒙古发展碳汇林业的速率并不算高，但总的生物量巨大。研究表明：处于生长旺盛时期的中幼龄林具有较强的固碳速度和固碳潜力

15、，成熟的森林固碳量达到最大值，而继续固碳的能力几乎为零90森林只有新增蓄积和新增加的叶、茎、根才能形成新的碳汇，原有的森林蓄积量是过去已固定的碳汇的一部分，它本身如不生长，就不增加对碳的吸收，依靠它产生的生长量才增加碳的吸收。据统计内蒙古现有森林资源中幼龄林面积占61.12%,成熟和过熟林只有23.22%,大部分森林属于中幼龄林，正处于旺盛的生长期，固碳潜力巨大。六大林业重点工程在内蒙古均有分布10;全区目前还有1560万hm2宜林荒山荒地，可以为发展碳汇造林项目提供丰富的林地资源。2007年，赤峰敖汉旗防治荒漠化青年造林项目为荒漠化地区乔灌混交造林项目申请CDM碳汇项目奠定了基础。内蒙古林业

16、发展今后一个时期的主要目标是：2011-2023年，完成林业生态建设总面积0.067亿hm2,年均完成66.67万hm2o按照规划，到2015年，森林覆盖率将达到21.5%,全区生态状况实现整体遏制，治理区全面好转，林业结构更趋合理。到2023年全区森林覆盖率达到23%,通过造林绿化等各项林业生态建设措施到2023年，我区新增森林面积356.8万hm2(其中退耕还林新增I133万hm2),全区森林面积达到2731.9万hm2。如果在扩大森林资源的同时，加强森林的集约经营，提高森林单位蓄积量，假设单位蓄积以后增长到100m3hm20文中采用前文介绍的森林蓄积量扩展法1计算思路和方法，结合内蒙古森林规划目标，计算内蒙古森林资源碳汇容量与潜力。图1内蒙古森林资源碳汇容量与潜力(单位：万t)Fig.1Carbonsink