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本文作者：李海明王卓琦張英海  

1概述

隨著國民經濟的發展，我國機動車保有量一直保持較快增長速度。截至2010年3月，全國機動車保有量約1．92億輛。與之同步發展的高速公路截至2009年年底通車總里程達6．5萬km。據統計汽車、輪船、飛機等交通工具所使用燃料釋放氣體是目前造成全球變暖的主要原因之一，在過去10年中全球CO2排放量增加了13%，而源自交通工具的碳排放增長率高達25%，預計在未來的25年，全球交通源CO2排放將增加57%，根據目前汽車的增長情況，其CO2排放增加將占80%，因此通過高速公路綠化建造碳匯林，從而打造低碳交通環境是我們這代交通人必須履行的職責。

2發展低碳交通的必要性

發展低碳交通，減少溫室氣體排放，主要有使用零排放汽車、碳捕獲與碳封存和森林固碳減排三種方式。其中，碳捕獲與碳封存，技術難度大，成本高，推廣非常困難。使用零排放新能源汽車是最為直接有效的減排方式，但是根據目前中國經濟發展階段來看，由于受制于能源結構、資金技術等，會遇到許多困難和挑戰。另外非常重要的是，汽車工業減排影響經濟發展，需要付出高昂的經濟成本和社會發展代價。森林能吸收并貯存CO2，是陸地生態系統最經濟的吸碳器。森林植物通過光合作用吸收CO2，放出O2，把大氣中的CO2吸收固定在植被和土壤中，從而降低大氣中CO2濃度，這個過程稱為森林碳匯。研究表明:林木每生長1m3，就能夠吸收1．83tCO2，放出1．62tO2，森林吸碳能力顯著，又十分經濟。森林面積巨大，是陸地生態系統中最大的碳貯藏庫，維持著全球植被碳庫的86%和土壤碳庫的73%，據估算，全球陸地生態系統中約貯存2．48萬億t碳，其中1．15萬億t貯存在森林生態系統中。因此，在減緩與適應全球氣候變化中，森林具有十分重要和不可替代的作用。國際社會高度重視森林生態系統的碳匯作用及其貢獻，《京都議定書》正式生效，明確提出造林再造林所產生的碳匯可用于抵消發達國家所承諾的部分溫室氣體減排指標，從而使森林所吸存的CO2成為一種可交易的產品，促進森林生態服務產品的價值化和林業發展機制的創新。

3建設碳匯林的意義

發展森林碳匯，提高森林生態系統整體固碳功能，減緩減排壓力，已經成為我國應對氣候變化的重要內容和戰略選擇，也是我國實施節能減排，發展低碳經濟的重要內容。通過植樹造林，尤其是實施碳匯造林，擴大森林面積，是提高森林碳匯能力的一條最基礎和有效的途徑。浙江省水熱條件優良，森林植被自然更新能力良好，森林資源基礎豐富，相應的適宜碳匯造林的山上無林地資源比較少，因此結合平原綠化、森林城鎮，森林村莊建設，積極利用一些非林地資源進行碳匯造林，增加森林面積，改善人居環境，提高碳匯功能，必將成為森林浙江和碳匯林業建設的重要內容。近年來，浙江省交通建設取得巨大成就，高速公路、高速鐵路快速發展，為浙江省社會經濟持續發展創造了重要基礎保障。嘉興市地處浙江省交通要道，路網縱橫，境內已形成了多個大型樞紐互通。樞紐互通區公路用地的綠化已成為交通綠化和嘉興平原綠化的重要工作內容，也是發展城市森林的重要土地資源。在樞紐互通綠化中，引入森林碳匯和林業碳匯的先進理念，按照碳匯林的要求實施碳匯造林，提高綠化造林和撫育管理水平，大力增強固碳釋氧和其他生態功能，對于碳匯造林來說，本身就是一個創舉。對于提高平原綠化水平，促進城市森林建設，打造低碳交通環境具有重大意義。同時，在樞紐互通區實施碳匯造林工作，也可以充分展示交通領域和交通部門在應對氣候變化中的積極態度和良好的社會責任形象，提高交通部門的公眾影響力。另外，幫助部門和企業積累參與碳匯林業，參與碳匯交易的經驗，提早儲備碳匯信用，增強靈活應對氣候變化的能力，為未來發展創造更加良好的環境空間。碳匯造林是一項嶄新的事物，目前實踐和研究基本上是集中在山地造林，研究成果少見報導，而交通領域樞紐互通區的碳匯造林，在全國來說都是創舉和空白，非常需要進行深入的技術研究和探索。通過項目實施和課題研究，在高固碳樹種選用、造林撫育管理、碳匯計量和碳匯監測等方面進行探索，總結積累技術經驗，形成和完善一整套樞紐互通區碳匯造林和碳匯計量監測技術體系，為提高全省以及全國樞紐互通造林綠化和交通沿線造林綠化質量，增強固碳和生態效能提供良好的技術支撐。

4建造高速公路互通區碳匯林

我們建設的碳匯林是以嘉興地區正在開展的海鹽樞紐、王江涇互通、觀音橋樞紐等綠化工程項目為背景和依托，擬根據林學、生態學、統計學理論，采用指標測試，樣地監測，模型模擬，統計分析等方法，在高固碳樹種選擇、造林撫育管理、碳匯計量和碳匯監測等方面進行技術研究，并對碳匯積累和影響因子進行實證分析，不斷完善樞紐互通區碳匯造林和計量監測技術，最終形成樞紐互通區碳匯造林和計量技術指南，提出綠化工程碳匯積累和碳匯平衡效果，為交通綠化工程提供指導，為部門決策提供科學依據。碳匯造林其首要目標就是要堅持生態優先，最大程度的積累碳匯。而不同樹種具有不同的適生條件和固碳特征及固碳能力，高固碳能力樹種的篩選和應用是進行碳匯造林，提高森林固碳能力的基礎工作。針對目前基于個體樹種的碳匯研究相當缺乏，碳匯造林樹種選擇比較盲目等問題，重點選擇嘉興和浙北地區常見的主要造林樹種，尤其是交通綠化鄉土喬木樹種，研究影響固碳能力的各種指標，通過層次分析法和主成分分析法選取重要指標因子，確定因子權重，構建樹種固碳能力的評價模型。通過分析測定不同樹種的重要指標，對各種樹種的固碳能力進行量化評價，從而優選區域適生性強、生態功能顯著、固碳能力優良的樹種，作為今后交通綠化碳匯造林的重點推薦樹種。在碳匯造林實施過程和碳匯造林效果評價中，需要進行碳匯計量和碳匯監測，以便為今后的碳匯交易提供可靠的碳匯數據。

因此，在高固碳能力樹種的篩選基礎上，根據樣本誤差理論，選取足夠數量的樣株實測樣株各部分生物量或通過樹干解析方法獲取生長動態數據，構建重點樹種的碳儲量模型和異速碳生長模型，為碳匯項目實施、項目碳儲量計量和準確測算樣地碳儲量奠定堅實基礎。碳匯造林是指在確定了基線的土地(包括林地)上，以增加碳匯為主要目的，并對造林和林木生長過程實施碳匯計量和監測而開展的有特殊要求的造林活動。碳匯造林與普通造林有不同的功能需求，因此在造林各個環節和后續管理上都將體現出不同的技術特征。實施造林，通過林木生長能夠增加二氧化碳吸收固持能力，但是在造林過程中，由于整地、施肥、澆水、種植等環節又有可能造成溫室氣體排放。本部分研究將基于增匯和減排兩種角度，針對植被和土壤兩個重要碳庫，對整地、挖穴、種植、施肥、后期管理系列過程展開技術研究，使得造林綠化工程在一定的計入期內，加快植被和土壤碳庫的碳匯積累，減少由于施肥、運輸、土壤擾動導致的碳泄漏和碳排放，找出最合理的碳匯造林技術模式。林分內部的空間結構與森林固碳能力有著重要關系，而造林樹種配置、初植密度和后期撫育管理會對空間結構產生影響，因此本部分還要研究合理的森林空間結構調控措施，使整體林分或森林生態系統朝有利于增加森林碳匯的方向發展。

5互通區建造碳匯林的技術要點

通過研究，總結形成既適合交通綠化工程特點，又適宜浙北地區氣候、土壤和水文條件，同時滿足碳匯造林基本要求的一套樞紐互通區碳匯造林和管理優化技術，可用于指導生產實踐。碳匯造林項目具有高標準、需監測、可交易等特征。與普通造林相比，其最大區別就是需要確定基線，要求對造林活動造成的碳排放加以記錄，還要對林木生長的全過程進行碳計量和碳監測，最后要把產生的碳排放減去，以便得到產權明晰的凈碳匯量。無論是碳計量還是碳監測，碳匯造林項目所產生的碳匯量必須要滿足“可測量、可報告、可核查”的三可要求，才有可能用于交易。本部分針對樞紐互通區碳匯造林特點，從基線測定方法、碳庫選擇、碳排放源確定、分層方法、碳計算模型、樣地數量確定、固定樣地監測方法以及精度不確定性分析方面展開研究，重點形成滿足“三可”要求，又具有典型行業特色的樞紐互通碳匯計量與監測技術。為交通領域綠化造林及碳匯計量監測提供方法指導。選擇1個～2個工程項目區，利用形成的碳匯計量與監測技術，進行碳匯詳細計量和監測，獲得凈碳匯量數據。同時，測定該樞紐互通區的交通流量及碳排放情況，進行樞紐互通區森林碳匯貢獻分析和碳匯平衡能力測算，為管理部門決策提供依據。

通過對高速公路碳匯林研究主要解決以下技術問題:

1)在高固碳能力樹種選擇和碳模型研建上。

重點要解決影響樹種固碳能力的制約因素，重要指標選取，重要值(權重確定)等，以構建良好的評價模型，這是影響到評價效果好壞的關鍵問題之一。另外，由于實際交通綠化工作中，考慮到苗木供應、景觀配置、層次結構和季相色相等，涉及的喬木樹種比較多，而每一種樹種，其碳生長模型都會不一致，所以模型構建工作量相當大，同時構建碳生長模型需要獲取長期的生長動態數據(時間維數據)，本課題將研究采用樹干解析法結合生物量轉換法，利用空間換取時間來予以解決。

2)在碳匯造林和管理技術方面。

重點要尋求建立固碳效果良好，符合規范要求的碳匯造林技術體系，這里將涉及碳匯評價時的碳庫選擇問題，一般可重點選擇地上生物量、地下生物量、土壤有機質三個碳庫，而忽略枯落物、粗木質殘體碳庫，使問題得以簡化。造林實施過程中，土壤有機質碳庫的變化比較復雜，要通過連續定點采樣和基于室內精密測定分析來保障。合理的林分空間結構及其固碳效果響應是本部分要解決的關鍵問題之一。

3)在碳匯計量和碳匯監測技術方面。

要提高碳匯計量和監測精度，首先要確定分層方法，采用分層計算，另外固定樣地數量建立方式也值得研究。由于綠化造林與一般的山地造林不一致，所用苗木規格不一，樹齡多樣，樹種豐富，種植位置也比較復雜零散，因此分層最好按樹種(組)進行，根據設計方案和苗木統計數據，把規格相近，樹種(組)一致的分為一層，分層計量和計算，而不再根據區塊分層。在碳匯監測技術上，要突破傳統技術，分層選擇典型單株作為樣地(樣木)進行連續動態測定，可以達到良好的精度效果。所以分層方法和監測樣地設定將是比較關鍵的技術問題。

6結語

通過交通綠化建造碳匯林在國內尚屬首次，同時將碳匯的概念引入到高速公路綠化中將改寫公路綠化的設計理念;從增匯和減排兩種角度，著眼植被和土壤兩個重要碳庫，考慮林分空間結構來構建碳匯造林和管理優化技術，既十分新穎又極富指導意義;基于單個樹種，分別對苗木規格實施分層和碳匯監測，是一項重要創新，它既符合三可要求，又能很好地滿足綠化情況復雜的項目，具有很好的普適性，其方法對于平原碳匯綠化造林具有良好的指導作用。通過推廣應用，在全國的高速公路綠化建設中建設碳匯林，從而打造低碳交通環境將是高速公路綠化發展的必然趨勢。