全 文 ：中国森林C 汇功能基本估计3
康惠宁　马钦彦　袁嘉祖　(北京林业大学, 北京 100083)
【摘要】　根据森林资源消长状况和未来变化趋势, 对中国森林固 C 的现状和潜力进行了
估计和预测. 结果表明, 中国森林目前C 积累高于C 释放, 年平均净固C 量为0. 8627×108
tõa- 1, 在未来20年内中国森林净固C 能力约增加773×104 tõa- 1. 到2000年, 中国森林固C
能力将达到1. 4697×108 tõa- 1.
关键词　森林　CO 2吸收　C 汇
Estimation of carbon sink function of forests in Ch ina. Kang H uin ing, M a Q inyan and
Yuan J iazu (B eij ing F orestry U niversity , B eij ing 100083). 2Ch in. J . A pp l. E col. , 1996, 7
(3) : 230～ 234.
E stim ation of the amount of carbon accum ulated by fo rests in Ch ina show s that a t p resen t
t im e, the accum ulation is h igher than the release, and the net abso rp tion is abou t 86. 27
m illion tons C per year,w h ich w ill increase by 7. 73 m illion tons per year in the fu tu re 20
years and reach to 146. 97 m illion tons by the year 2000.
Key words　Fo rests, Carbon accum ulation, Carbon sink.
　　3 国家自然科学基金资助项目.
1995年6月12日收到, 12月8日改回.
1　引　　言
大气中 CO 2等温室气体浓度逐年增
大,“温室效应”所导致的全球气候变化已
引起世界各国的普遍关注. 世界气象组织
(W NO ) 和联合国环境规划署 (UN EP ) 主
持下成立政府间气候变化专门委员会
( IPCC) 的目的和任务就是评估与气候变
化有关的科学信息, 评估气候变化对环境
和社会经济的影响, 以及制订关于处理气
候变化的现实的反应战略.
森林是陆地生态系统的主体, 森林在
生长过程中从大气中吸收并固定大量的
C, 森林的采伐和破坏又将其贮存的C 释
放到大气中. 因此, 森林既可能成为C 汇,
又可能成为C 源. 对森林的C 汇或C 源的
作用作出定量的评价和估计 , 对于制
订减缓CO 2排放的有效措施具有重要的意
义.
2　中国森林固C 现状
从60年代至今的4次全国森林资源清
查资料 (表1)表明, 中国森林的总生长量在
逐年提高, 由森林生长所固定的C 量也在
逐年增加. 在第2次和第3次清查期间 (1977
～ 1988年) , 由于森林资源消长出现赤字,
森林的C 释放略高于森林的C 积累. 近几
十年, 由于森林采伐量的限制和大规模人
工造林等森林经营措施的实施, 森
表1　中国活立木蓄积消长统计
Table 1 Growth and con sumption of the growing stock
volume in China (×108 m 3)É Ê Ë Ì
年均净生长量
N et2increm en tm en t 2. 20 2. 75 3. 29 4. 00
年均消耗量
Consump tion 1. 96 2. 94 3. 44 3. 20É : 第1次清查 1st inven to ry (1973～ 1976) ; Ê : 第2次清
查 2nd inven to ry (1977～ 1981) ; Ë : 第3次清查 3rd in2
ven to ry (1984～ 1988) ; Ì : 第4次清查 4th inven to ry
(1989～ 1993).
应 用 生 态 学 报　1996年7月　第7卷　第3期　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CH IN ESE JOU RNAL O F A PPL IED ECOLO GY, Ju ly 1996, 7 (3) ÷230～ 234
表2　中国森林资源消耗结构
Table 2 Con sumption structure of forest resource
生产建设用材W ood used fo r p roduction and construction
坑木
M ine
造纸
Paper
人造板
P lywood
家具
Furn itu re
机械
M ach ine
包装
Pack ing
建筑
Structu re
枕木
Sleeper
火柴
M atch
车船
V eh icle
柱桩
Po le
培殖业
M ush room
小计
SumÉ 3. 6 5. 9 1. 7 7. 3 2. 6 4. 8 7. 4 0. 5 0. 2 1. 2 0. 2 2. 4 37. 8Ê 10 80 80 20 5 80 10 0 20 10 3
人民生活用材W ood used in daily life
农民造房
Building
农村家具
Furn itu re
农具
Farm too l
棺木
Coffin
烧 材
Fuelwood
小计
Sum
林区建设与
伐区损失
Fo rest develop2
m ent & harvest lo ss
灾害
D isa2
ster
其他
O thers
合计
To talÉ 14. 2 4. 1 1. 3 1. 5 32. 5 53. 6 1. 9 2. 4 4. 3 100Ê 50 50 10 10 0 0 0 5É : 比例 Percen t (% ) ; Ê : 耐用年限D urab le year (a).
表3　计算中国森林CO2吸收量的基本数据 (1989～ 1993年平均值)
Table 3 Data for estimation of CO2 absorption (averaged from 1989 to 1993)
年均资源消耗量
Yearly resource
consump tion
　　 (m 3)
年均资源
生 长 量
Yearly
rcsource
grow th
(m 3)
立木蓄积
具有生物量
B iom ass of
grow ing
stock
( tõm - 3) 生物量含C 率C percen tageof b iom ass(% ) 木材密度T im berdensity 采伐森林资源的出材率Percen tageof fo restresource cu t(% ) 木材加工利 用 率U sing percen2tage oftim ber(% ) 长期保存木制品比例Percen tageof long2rescrvcdwoodwo rk (% )
3. 2×108 4. 0×108 1. 9 50 0. 41 62 60 42. 1
林资源消长赤字局面已得到逐步扭转, 目
前中国森林资源生长量明显大于资源消耗
量, C 积累量高于C 释放量, 预计这种局面
还会持续相当长的一段时期.
　　森林的净 C 固定量可以根据森林资
源的生长量和消耗量计算. 由森林的净生
长量计算出森林生长所吸收的CO 2量; 由
森林资源的消耗量扣除木制品中长期保存
的木材部分, 计算出CO 2气体的总排放量;
二者之差即为CO 2净吸收量. 根据第4次全
国森林资源清查 (1989～ 1993年) 结果, 对
中国森林C 固定和C 释放现状进行估算.
用以计算的数据参见表2和3.
　　表2中各种用材种类的耐用年限是根
据其用途作粗略估计的. 到达耐用年限后
将转化为CO 2. 耐用年限< 20 a 的为非长
期保存制品. 耐用年限≥20 a 的为长期保
存制品. 由表2可算出非长期保存制品和长
期保存制品分别占森林资源消耗总量的
57. 9% 和42. 1%. 其中坑木由于大多数深
埋地下, 列入长期保存制品. 表3中立木蓄
积所具有的生物量及生物量含C 率引自
文献[ 1 ]. 由表2、3可以算出, 目前中国年平
均资源消耗的总生物量 (包括根生物量)为
T = 32000×1. 9= 6. 08×108 t; 长期贮存
于木制品中的生物量为 S = 32000×0. 62
×0. 60×0. 421×0. 41= 0. 2055×108 t; 长
期贮存的生物量占总消耗量的比例为 S P
= 2055ö60800= 3. 4% ; C 释放量为 CE =
0. 50 (T - S ) = 0. 50× (60800- 2055) = 2.
9373×108 t; 森林生长固 C 量为 CA =
40000×1. 9×0. 5= 3. 8×108 t; 每年 C 净
固定量为 CA N = CA - CE = 38000 -
29373= 0. 8627×108 t; 每年CO 2净吸收量
为 COA N = 11ö3×CA N = 11ö3×8627=
3. 1632×108 t.
　　结果表明, 就目前中国森林的经营和
利用水平, 每年可以从大气中净吸收并固
定3. 1632×108 tCO 2.
3　中国森林固C 潜力预测
3. 1　未来森林资源消费结构变化及森林
资源总需求预测
中国森林资源消耗量主要由国民经济
各部门的生产建设用材和人民生活用材的
需求所决定. 生产建设用材和人民生活用
1323期　　　　　　　　　　　康惠宁等: 中国森林 C 汇功能基本估计　　　　　
材的种类大至可按表2划分. 目前它们分别
占森林资源消耗总量的37. 8% 和53. 6%.
　　参照世界产业结构变化的基本趋向及
中国产业结构的现状和特点, 随着国民经
济的增长, 未来很长一段时期内我国对森
林资源的总需求量仍然呈上升趋势. 这种
趋势主要由生产建设用材的需求量的增加
所决定.
　　生产建设用材需求量可以用木材消耗
强度法, 根据国民经济发展趋势进行预
测[3 ]. 所谓木材消耗强度是指一定时期内
国民经济各部门生产单位产品所消耗的木
材数量. 木材消耗强度法的基本公式为:
Q t = G t õ R t
= G 0 (1 + r) t õ R 0 (1 + Χ) t (1)
式中,Q 为木材的需求量; G 为国民经济各
部门的产品总量; r 为经济增长率; R 为木
材消耗强度; Χ为木材消费强度的增长率;
0、t 分别为基期和预测期. 其中木材消耗
强度增长率 Χ可以通过测算木材消耗弹性
E 来确定. 这里木材消耗弹性是指国民经
济产品总量变动引起的木材消耗量的变化
率. 它与木材消耗强度增长率 Χ的关系为:Χ= (dG õ d t) öC T õ (E - 1) (2)
　　根据测算, 1990～ 2000年中国木材消
费弹性大体为0. 25～ 0. 30[3 ].
设预测基年生产建设用材年需求量为
Q 0, 并假定预测期内国民经济稳定增长,
年递增6～ 7% [3 ] , 木材消费弹性保持在
0. 25～ 0. 3之间, 则预测期内木材消耗强度
增长率为Χ= 6% × (0. 27 - 1) = - 4. 4% (3)
相应的预测期内第 t 年的生产建设用材的
年需求量为
Q t = G 0 (1 + r) t õ R 0 (1 + Χ) t
= Q 0 (1 + 6% ) t õ (1 - 4. 4% ) t
= Q 0 × 1. 01336 t (4)
　　表明预测期内生产建设用材的年需求
量将以 1. 336 % 的增长率逐年递增. 与生
产建设用材的需求量相比, 人民生活用材
的需求量增长缓慢, 其增长率主要由农民
造房和烧柴的需求量所决定 (表2). 对这2
项年需求量的预测结果可推算出, 人民生
活用材的年需求量将以0. 468% 的增长率
逐年递增[2 ] , 即
L t = L 0 × 1. 00468 t (5)
其中,L 0和L t 分别为基期和预测期人民生
活用材的年需求量.
取1990年为基期, Q 0 = 0. 378×32000
= 12096 (×104 m 3) , L 0= 0. 536×32000=
17152 (×104 m 3) , 以表2作为基年的森林
资源消耗结构, 预测期生产建设用材和人
民生活用材的年需求量为式 (4) 和 (5) , 并
假定其他部分 (林区建设、伐区损失、灾害
及其他) 占森林资源消耗总量的比例保持
不变, 可得预测期相应的森林资源消耗结
构如表4.
表4　中国森林资源消耗结构预测
Table 4 Estimation for the con sumption structure of forest resource
生产建设用材
Fo r p roduction and construction
人民生活用材
Fo r daily life
其　他
O thers
基　期 In it ial 37. 8% 53. 6% 8. 6%
预测期 Futu re 0. 914×0. 378×1. 01336
t
0. 378×1. 01336t+ 0. 536×1. 00468t×100%
0. 914×0. 536×1. 00468t
0. 378×1. 01336t+ 0. 536×1. 00468t100% 8. 6%
　　由表4和式 (4)、(5)可推出未来森林资
源总需求量的预测公式
V t = (0. 378 × 1. 01336 t + 0. 536
× 1. 00468 t) ö0. 914õV 0
= (0. 4136 × 1. 01336 t + 0. 5864
× 1. 00468 t) V 0 (6)
232 应　用　生　态　学　报 7卷
　　取1990年为基期, V 0 = 3. 2×108 m 3,
则上式成为
V t = 13235 × 1. 01336 t
+ 18765 × 1. 00468 t
(7)
　　利用上式可预测1995～ 2010年各时期
中国森林资源总需求量 (表5).
3. 2　森林资源生长量预测
全国森林清查资料表明 (表1) , 中国森
林年均净生长量基本呈现线性增长的趋
势. 把表1中的林木年均净生长量分别看作
各次清查的中间年份 (即1975、1979、1986、
1991)的林木年净生长量, 可以得到如下的
线性回归方程:
GV = 22315 + 1069t ( r = 0. 99 )
(8)
其中, GV 代表林木年净生长量 (× 104
m
3) , t 为时间变量 (a) , t= 0 对应于1975
年; r 为相关系数. 式 (8) 表明, 从70年代至
今, 全国林木的年生长量平均每年增加0.
1069 ×108m 3.
目前中国森林覆盖率为13. 92% , 林业
部规划到本世纪末全国森林覆盖率达到
15% , 2050年达到26% , 所以大面积人工造
林将持续相当长的时间, 全国林木的年生
长量还将持续增加. 为了方便, 将预测基年
( t= 0) 改为1990年, 用 t+ 15代替式 (8) 中
的 t 可得到中国森林资源年生长量预测公
式
GV t = 38350 + 1069t (9)
3. 3　中国森林固C 量预测
以1990年为基期 ( t= 0) , 利用式 (7)、
(9) 可预测1990年后第 t 年森林资源年消
耗量V t 和年生长量 GV t. 由式 (7) 可以推
算出预测期内第 t 年资源消耗总生物量为
T t = 1. 9 ×V t
= 25147 × 1. 01336 t
+ 35654 × 1. 00468 t (10)
　　考虑到资源消耗的总生物量中有
3. 4% 左右的生物量长期贮存于木制品中,
不释放 CO 2. 预测期内第 t 年森林资源消
耗所释放的C 量的预测公式应为
C E t = 0. 966 × 0. 5 × T t
= 12146 × 1. 01336 t
+ 17221 × 1. 00468 t (11)
　　预测期内第 t 年森林生长的固C 量的
预测公式为
CA t = 1. 9 × 0. 5 ×GV t
= 36433 + 1016t (12)
　　由此得到预测期内第 t 年的净固C 量
的预测公式为
CA N t = CA t - C E t
= 36433 + 1016t - 12146
× 1. 01336 t - 17221
× 1. 00468 t (13)
　　而从基期到第 t 年后的C 累计净固定
量的预测公式则为
A CA N t = A CA t - A C E t
= 36433 ( t + 1) + 1016t ( t + 1) ö2
- 12146 (1. 01336
t+ 1
- 1
1. 01336 - 1 )
- 17211 (1. 00468
t+ 1
- 1
1. 00468 - 1 ) (14)
　　在本文给定的条件下, 利用式 (7)～
( 14) 可以预测未来中国森林资源的消耗
量、生长量及C 净固定量 (表5).
表5 中国森林资源消耗量、生长量及C 固定量预测
Table 5 Estimation of con sumption , growth and carbon
accumulation of forest resource in China
预测期 E stim ated years
1995 2000 2005 2010
年资源消耗量
Yearly resource
consump tion
(×104 m 3)
33351 34775 36277 37860
年资源生长量
Yearly resource
grow th (×104 m 3)
43695 49040 54385 59730
年C 固定量
N et C abso rbed
yearly (×104 t)
10906 14679 18381 22008
累计C 固定量
N et C abso rbed
accum ulatively
(×104 t)
54002 119931 204515 307387
3323期　　　　　　　　　　　康惠宁等: 中国森林 C 汇功能基本估计　　　　　
　　从表5可见, 未来中国森林净固C 量
将会逐年增加, 到2000年可达1. 4679×108
t, 到2010年将达到2. 2008×108 t. 据预测,
全国每年燃烧矿物燃料所排放的 CO 2到
2000年将达到6. 51～ 7. 58×108 t C, 到
2010年将达到8. 50～ 10. 97 ×108 t C. 这
表明, 到2000年中国森林除了可吸收由于
森林资源利用所排放的全部CO 2以外, 还
可吸收由矿物燃料燃烧所排放 CO 2量的
19. 4～ 22. 5% , 到2010年相应的百分比为
20. 1～ 25. 9%.
　　 据近似公式
1. 01336 t = (1 + 0. 01336) t
≈ 1 + 0. 01336 t (15)
1. 00468 t = (1 + 0. 00468) t
≈ 1 + 0. 00468 t (16)
由式 (13) 可得, 预测期内第 t 年 C 的净固
定量近似为:
CA N t = 7066 + 773t (17)
即未来中国森林年净固C 量将增加 773×
104 tõa- 1. 以上结果表明, 未来20年内中国森林的C 积累将高于C 释放, 从而能在一定程度上发挥森林C 汇功能, 减缓CO 2向大气的排放.4　结　　论在我国林业现有经营水平下, 中国森林目前C 积累高于C 释放, 年平均净固C量为0. 8627×108 tõa- 1, 在未来20年内中国森林净固C 能力每年可增加约773×104t. 到2000年, 中国森林固 C 能力将达到1.4697×108 tõa- 1, 利用中国森林的C 汇功能, 可吸收中国能源部门燃烧矿物燃料所释放的CO 2总量的21% 左右. 扩大森林C汇是减缓CO 2排放的有效措施.参考文献1　贺庆棠. 1993. 森林对地气系统碳素循环的影响. 北京林业大学学报, 15 (3) : 132～ 136.2　胡明形、陈太山、楼南云. 1993. 2000年我国木材需求结构预测. 北京林业大学学报, 15 (3) : 122～ 131.3　胡明形、陈太山、楼南云. 1994. 2000年我国木材总需求预测研究. 北京林业大学学报, 16 (1) : 58～ 66.432 应　用　生　态　学　报 7卷