以ＣＯ２為代表的大氣中溫室氣體濃度逐漸上升，引起全球范圍的溫室效應(yīng)、氣候異常變化已成為當(dāng)前全球最重要的環(huán)境問題之一，如何解決這一世界性難題已成為 各國研究的重點(diǎn)。目前，主要通過減少向大氣排放ＣＯ２，增加ＣＯ２的捕集與封存量，建立ＣＯ２的貯存庫（碳庫）來解決這一難題。其中，森林植物在其生長過 程中通過光合作用吸收大氣中的ＣＯ２，以生物量的形式將其固定在植物體內(nèi)和土壤中。全球森林有機(jī)碳貯量約為402-787Gt（1Gt=109t），約 占全球陸地碳庫儲量的２５％～５０％，森林植物已成為陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的天然碳庫。
    ２０世紀(jì)以來，使用煤、石油、天然氣等化石性能源的負(fù)面影響日益突出（資源枯竭、不可再生、價格飆升、污染環(huán)境），改革世界能源構(gòu)成體系，尋求化石能源的 替代品，降低對化石能源的依賴成為亟待解決的問題。其中，生物質(zhì)能源具有可再生性，原料來源廣泛、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，是一種可持續(xù)性的可再生能源。以生產(chǎn)固 體、液體、氣體燃料等生物能源為主要目的的生物質(zhì)能源林（包括油料能源林、木質(zhì)能源林和淀粉能源林），不僅能通過光合作用吸收大氣中的ＣＯ２，植物根系生 長固定土壤中的碳，增加森林碳匯，降低大氣中的ＣＯ２濃度，緩解溫室效應(yīng)，而且可以通過轉(zhuǎn)化獲得生物質(zhì)能源來替代化石能源（煤、石油），減少因化石能源的 消耗而排放的ＣＯ２。目前我國發(fā)展的生物質(zhì)能源林有楊樹、刺槐、文冠果、光皮樹、麻瘋樹、桉樹、黃木等。進(jìn)行生物質(zhì)能源林碳匯研究，評估生物質(zhì)能源林對 ＣＯ２的吸收量和吸收潛力，是林業(yè)碳匯評價體系重要組成部分。由于生物質(zhì)能源林具有直接碳匯功能和間接碳匯功能，其全面、系統(tǒng)的計(jì)量生物質(zhì)能源林碳匯功能 的研究報(bào)道并不多。現(xiàn)有研究對直接碳匯的計(jì)量主要采用與生物量緊密相關(guān)的反映碳積累量的現(xiàn)存生物量來計(jì)量，而其間接碳匯則以生物質(zhì)能源產(chǎn)品生命周期過程凈 ＣＯ２的儲量來計(jì)量。本文綜述了生物質(zhì)能源林碳匯計(jì)量的最新研究進(jìn)展，以期為生物質(zhì)能源林碳匯研究提供參考。
１ 生物質(zhì)能源林碳匯功能
    生物質(zhì)能源林碳匯由直接碳匯和間接碳匯兩大部分構(gòu)成。其中，直接碳匯是指生物質(zhì)能源林所帶來的直接碳儲量的增加量，這也是生物質(zhì)能源林碳匯的內(nèi)部效益，主 要包括：（ １）能源林樹木生長、繁殖所帶來的碳儲量；（ ２） 生物質(zhì)能源林造林／再造林過程中所增加的土壤碳量。生物質(zhì)能源林直接碳匯可以根據(jù)中國綠色碳基金《造林項(xiàng)目碳匯計(jì)量與監(jiān)測指南》按照普通的森林碳匯進(jìn)行計(jì) 算，屬于內(nèi)部正效益。間接碳匯主要是指由相應(yīng)轉(zhuǎn)化工藝所制取的生物質(zhì)能源代替化石性能源所帶來的溫室氣體（ＣＯ２）減排量，為生物質(zhì)能源林碳匯的外部效 益，需要從整個生物質(zhì)能源產(chǎn)品生命周期進(jìn)行計(jì)量。在計(jì)算生物質(zhì)能源林碳匯功能效益（Ｑ）時，應(yīng)包括以下部分：（ １）生物質(zhì)能源替代化石性能源的ＣＯ２減排量（Ｃｔ）；（ ２）生物質(zhì)能源林生長過程中ＣＯ２吸收量（Ｃｘ）；（ ３）生物質(zhì)能源林生產(chǎn)過程中使用化石性能源導(dǎo)致的ＣＯ２排放量（Ｃｓｈ）。
２ 生物質(zhì)能源林碳匯的計(jì)量方法
    生物質(zhì)能源林碳匯計(jì)量方法是評價生物質(zhì)能源林碳匯效益大小的基礎(chǔ)，是開展生物質(zhì)能源林碳匯管理和經(jīng)濟(jì)評價的技術(shù)手段。依據(jù)生物能源林碳匯的構(gòu)成，計(jì)量方法又可分為直接碳匯計(jì)量方法和間接碳匯計(jì)量方法。
２.１ 生物質(zhì)能源林直接碳匯計(jì)量方法
    生物質(zhì)能源林直接碳匯計(jì)量方法有生物量法、蓄積量法、生物量清單法等。其中生物 量法根據(jù)單位面積生物量、林分面積、生物量在林木器官中的配比、各器官的平均碳含量等參數(shù)計(jì)算而成，具有直接、明確、技術(shù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛 的方法。早期的生物量法需要通過實(shí)地調(diào)查，獲得生物量的實(shí)測數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，來獲得植被的平均碳密度，然后與面積相乘估算出該林木的碳儲量。隨 著電子信息技術(shù)、遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)逐漸應(yīng)用到林業(yè)資源調(diào)查領(lǐng)域，越來越多的基于林木生物量調(diào)查的森林直接碳匯計(jì)量方法相繼出現(xiàn)。陳青青 等利用全國森林資源清查資料數(shù)據(jù)庫，研究了亞熱帶馬尾松、杉木林、硬闊林和軟闊林喬木層地上生物量碳和碳積累速率的林齡格局，并預(yù)測了2010-2050年這４種林型的碳儲量與增匯量。徐少君采用ＲＳ／ＧＩＳ／ＤＥＭ／ＮＤＶＩ相結(jié)合的手段研究了重慶地區(qū)植被及其碳儲量動態(tài)和格局。韓愛惠利用遙感監(jiān)測和 ＣＢＥＲＳ－ＷＦＩ數(shù)據(jù)進(jìn)行了森林生物量和碳儲量定量估測研究，并利用ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分析研究了碳儲量消漲。由于林木是由低碳組織與高碳組織構(gòu)成的，因 此在計(jì)量生物量與碳含量時必須進(jìn)行轉(zhuǎn)換，目前常采用轉(zhuǎn)換系數(shù)為０．４５～０．５５之間的經(jīng)驗(yàn)值或?qū)崪y值。
    王宏等采用標(biāo)準(zhǔn)樣地生物量法測定了永州市１年生光皮樹能源林根、莖、葉生物量與碳含量的碳密度之比為0.42-0.50。各縣林分碳密度為 １４．１～２５１．２５ｋｇ／ｈｍ２。谷利萍等以紅河流域麻瘋樹人工幼林為研究對象，測定了麻瘋樹不同器官的碳密度之比為０．３９４～０．５６７，其中果 實(shí)含碳率最大(0.5674)，麻瘋樹幼齡林碳密度為5.54t/hm2。調(diào)查資料表明，廣東省成熟桉樹林碳密度為５０．５０ｔ ／ｈｍ２，高于幼齡林碳密度（１２．７２ｔ ／ｈｍ２）。 樹木生長是一個動態(tài)的過程，生物量的積累不僅和樹種本身有關(guān)，還與林齡、林分密度、輪伐期等多方面因素有關(guān)。王蕾等對黃土高原８年生人工側(cè)柏、刺槐林碳匯 進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，在幼齡期，刺槐林碳匯總量較側(cè)柏顯著，但由于側(cè)柏林的生長空間較刺槐林優(yōu)越，其碳匯增量隨著林齡的增加快于刺槐林。郭樂東等研究得 出廣東省西江流域的桉樹生物質(zhì)能源林不同林齡的碳儲量不同，隨著林齡增加，林下植被總碳儲量降低，而凋落物增加。許宇星和陳少雄通過對桉樹林分密度研究得 出，高密度能源林對于生物量具有隨林分密度的增加，林分生物量逐漸增加的現(xiàn)象，可以推導(dǎo)得出其響應(yīng)的固碳量亦具有隨林分密度增加而增加的現(xiàn)象。 ＦｒｅｄｒｉｋａｎｄＣｈｒｉｓｔｉａｎ通 過建立模型測算，得出長輪伐期能源林直接碳匯較短輪伐期能源林直接碳匯效益優(yōu)越，但考慮到間接碳匯后，短輪伐期能源林碳匯功能要優(yōu)越長輪伐期能源林。土壤 碳庫是森林生態(tài)系統(tǒng)中主要的庫，造林／再造林活動直接影響著土壤碳在時間、空間方向的積累。因此，對生物質(zhì)能源林土壤碳庫的計(jì)量應(yīng)作為生物質(zhì)能源林直接碳 匯計(jì)量的重點(diǎn)。郭樂東等通過研究廣東省西江流域的桉樹生物質(zhì)能源林，得出桉樹生長在一定程度上增加了表層土壤有機(jī)碳密度，其土壤碳庫隨林齡增加而降低。張 景群等以黃土高原２６年生人工刺槐林為研究對象，得到刺槐人工造林增加了黃土高原土壤碳密度，且土壤有機(jī)碳密度隨著林齡的增長而下降，碳匯正效應(yīng)顯著。
２.２ 生物質(zhì)能源林間接碳匯計(jì)量方法
    由 于林業(yè)生物質(zhì)能源涉及從原料、運(yùn)輸、加工、消費(fèi)等過程，且每一過程中都涉及ＣＯ２的吸收或者排放，因此在研究生物質(zhì)能源林的碳匯功能時必須從林業(yè)生物質(zhì)能 源產(chǎn)品生命周期的角度，追尋生物質(zhì)能源的碳足跡，最后折算成ＣＯ２當(dāng)量。在生命周期評價（ＬＣＡ）過程中，碳排放計(jì)量 和碳泄露量主要依據(jù)《中國綠色碳基金造林項(xiàng)目碳匯計(jì)量與監(jiān)測指南》中的有關(guān)規(guī)定。
    胡志遠(yuǎn)等從大豆、油菜籽、光皮樹、麻瘋樹生物柴油原料種植開始 到生物柴油的燃燒消耗這一產(chǎn)品生命周期入手，建立了這４種生物質(zhì)能源林制取生物柴油生命周期能 源消耗和排放模型，結(jié)果表明，所有生物質(zhì)能源林制取生物柴油的生命周期化石能源消耗顯著降低，整個生命周期中ＣＯ２的排放顯著下降。歐訓(xùn)民等運(yùn)用清華大學(xué) 的Ｔｓｉｎｇｈｕａ－ＣＡ３ＥＭ模型對麻瘋樹制取生物柴油和玉米、木薯、甜高粱制取燃料乙醇進(jìn)行了生命周期模擬測算，結(jié)果表明，與傳統(tǒng)石油基燃料相比各路 線所需化石能源減少。同時，種植過程中肥料消耗和燃料生產(chǎn)過程是溫室氣體排放大的主要原因，可通過提高單位產(chǎn)量、降低物耗來增加ＣＯ２的減排效果。
    李順龍等以黑龍江省文冠果生物柴油原料林示范項(xiàng)目為研究對象，研究了文冠果生物柴油生命周期中原料林碳匯和生物柴油生產(chǎn)的碳減量，并得到文冠果生物柴油原料 林碳匯效果圖。通過公式計(jì)算出文冠果生物柴油對于化石性能源的替代作用所帶來的ＣＯ２減排效果十分顯著，從長期來看，文冠果生物柴油原料林的間接碳匯效果 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其直接碳匯效果。
３ 小結(jié)
    在進(jìn)行生物質(zhì)能源林碳匯研究過程中，應(yīng)依據(jù)《中國綠色碳基金造林項(xiàng)目碳匯計(jì)量與監(jiān)測指南》選文冠果生 物柴油原料林碳匯效果Ａ：文冠果果實(shí)形成過程的碳儲 量；Ｂ：文冠果造林地碳儲存量；Ｃ：文冠果樹木生長的樹木生物質(zhì)的碳儲量；Ｄ：文冠果生物柴油代替化石性能源的ＣＯ２減量。擇合理的碳庫基線，明確直接碳 匯和間接碳匯部分。其直接碳匯功能部分的計(jì)量可參考已有的常規(guī)森林碳匯計(jì)量方法進(jìn)行監(jiān)測和計(jì)量。在計(jì)量其間接碳匯功能部分時，由于制取生物質(zhì)能源的種類各 異，生產(chǎn)水平條件不同等因素的干擾，給計(jì)量工作帶來了許多不確定性，導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果偏差很大，需要今后進(jìn)行大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累。同時，在計(jì)量生物質(zhì)能源林間 接碳匯過程中要把握好計(jì)量周期，一般來說，其間接碳匯效益需要在一個較長的時間周期內(nèi)進(jìn)行計(jì)量。總之，生物質(zhì)能源林碳匯的計(jì)量是一個復(fù)雜的系統(tǒng)的工程，需 要進(jìn)行綜合的計(jì)量。