埃塞俄比亚西南地区Dawro Zone的Essera District地区人工林的碳封存潜力

《International Journal of Forestry Research》：Carbon Sequestration Potential of Plantation Forests in Essera District, Dawro Zone, South Western Region of Ethiopia

埃塞俄比亚Essera地区两种主要树种Eucalyptus camaldulensis和Cupressus lusitanica的碳汇潜力通过标准森林调查方法评估，发现两者均对生态系统碳储存有显著贡献，其中Cupressus略优，其碳储量分别达123.85和128.48 tC/ha。研究强调可持续林业管理对气候减缓的重要性，并建议整合土壤碳会计和延长采伐周期。

　　在当前全球气候变化日益加剧的背景下，森林生态系统作为重要的碳汇，其在减缓全球变暖中的作用变得尤为重要。特别是在农业和林业发展迅速的地区，人工林（plantation forests）因其快速生长和适应性强的特点，成为碳封存研究的重点对象。本研究聚焦于埃塞俄比亚西南部的Essera地区，评估了两种主要人工林树种——桉树（*Eucalyptus camaldulensis*）和墨西哥雪松（*Cupressus lusitanica*）的碳封存潜力，旨在为区域碳核算和可持续土地利用规划提供科学依据。

Essera地区位于埃塞俄比亚西南部的Dawro区，地理范围涵盖了从6°38′00″到7°6′00″北纬，以及36°38′00″到37°13′00″东经之间的区域。该地区的地形复杂，海拔范围从501米到2500米不等，气候条件多样，包括热带、亚热带和温带生态系统。这一区域的年均气温在15.1°C至27.5°C之间，降水模式呈现双峰特征，分别集中在2月至3月的短雨季和5月至9月的长雨季，年均降水量在1201至1800毫米之间。这些自然条件为人工林的建立提供了良好的基础，同时也影响了不同树种的生长表现和碳封存能力。

研究中采用了标准的森林调查方法，通过测量树木胸径（DBH）和树高来估算地上生物量（AGB）和土壤有机碳（SOC）。选择这两种树种进行研究，不仅因为它们在当地的广泛种植，还因为它们在不同生态系统中的适应性各异。桉树因其生长速度快、适应性强，常被用于燃料木材和建筑用途，而墨西哥雪松则因其较高的木质密度和较长的寿命，被广泛种植于高地地区，主要用于木材和防风固土。尽管这两种树种在生态影响方面存在一些争议，但它们仍然是埃塞俄比亚林业产业的核心组成部分。

研究团队在Essera地区设立了10个20×20米的样方，每个样方内对所有胸径大于等于5厘米的树木进行测量。通过这种方式，研究人员能够获取较为准确的生物量和碳储量数据。结果显示，无论是桉树还是墨西哥雪松，都对生态系统碳储存做出了显著贡献。其中，墨西哥雪松的地上生物量平均为341.7千克/棵，略高于桉树的329.4千克/棵。这种差异可能与两种树种的生长周期和木质密度有关。墨西哥雪松的木质密度为0.45克/立方厘米，而桉树为0.60克/立方厘米，这使得墨西哥雪松在单位体积内的碳储存能力相对较低。然而，其较高的胸径和树高表明其在生长过程中具有更强的持续性，从而在单位面积内的碳储量略高。

进一步的分析显示，两种树种的碳储量分别为123.85吨/公顷和128.48吨/公顷，对应二氧化碳当量则分别为454.56吨/公顷和471.53吨/公顷。这一数据表明，尽管两种树种在碳封存能力上存在微小差异，但它们都具备较高的碳储存潜力，尤其在与未种植或退化土地进行对比时更为突出。例如，退化土地的碳储量通常低于50吨/公顷，而本研究中两种树种的碳储量均显著高于这一水平，这凸显了人工林在碳封存方面的关键作用。

土壤有机碳（SOC）的估算采用了IPCC第一层级的默认值以及当地土壤特性。研究发现，无论是桉树还是墨西哥雪松，其土壤有机碳储量均约为72吨/公顷。这一数值高于全球平均水平，可能与当地较高的枯枝落叶输入和适宜的土壤条件有关。SOC在生态系统碳循环中扮演着重要角色，其积累主要依赖于植物残体的分解速率、根系周转以及微生物活动。因此，SOC的稳定性和长期碳封存能力对于理解整个生态系统碳储存的动态变化至关重要。

值得注意的是，尽管两种树种在SOC方面的表现相似，但它们的生长特性可能对土壤碳储量产生不同的影响。例如，墨西哥雪松的木质密度较低，但其生长周期较长，因此可能在长期碳储存方面更具优势。而桉树由于其快速生长的特性，可能会在短期内形成较高的生物量，但其较快的养分循环速率可能对土壤肥力造成一定影响，进而影响SOC的积累。因此，研究建议在未来的管理实践中，应综合考虑树种的生长特性、土壤条件以及长期生态影响，以实现更可持续的碳封存目标。

本研究的结果还表明，DBH和树高作为重要的生物量指标，与树木的年龄密切相关。在Essera地区，桉树的平均年龄为10年，而墨西哥雪松则为12年。这种年龄差异可能解释了两种树种在生物量和碳储量上的微小差距。DBH和树高的增长趋势也反映了森林生态系统在不同阶段的碳积累模式。通常情况下，树木在冠层闭合后，树高的增长会趋于稳定，而DBH则继续扩大，这与树木的径向生长有关。因此，墨西哥雪松的较大DBH和树高可能表明其在森林结构中具有更强的竞争能力。

此外，研究还强调了生物量和碳储量估算的重要性。由于AGB和SOC的估算方法涉及复杂的生物量模型和土壤采样技术，因此需要精确的测量数据和合理的参数选择。在本研究中，研究人员通过样方调查和重复采样来减少估算误差，同时结合了不同树种的生长特性进行分析。这种方法不仅提高了估算的准确性，也为未来类似研究提供了参考。

研究的最终结论指出，Essera地区的桉树和墨西哥雪松人工林在碳封存方面具有重要贡献。尽管墨西哥雪松在单位面积内的碳储量略高，但桉树的快速生长特性使其在短期内能够提供较高的碳储存能力。因此，这两种树种在不同的时间尺度上都可能成为重要的碳汇资源。为了进一步提升人工林的碳封存效果，研究建议延长采伐周期、加强对土壤碳的监测、根据土壤肥力和生态条件选择合适的树种，并将这些研究成果整合到国家层面的碳核算和减缓气候变化策略中。

本研究不仅为Essera地区的碳封存能力提供了科学依据，也为埃塞俄比亚的植树造林政策提供了支持。随着全球对碳中和目标的追求，人工林作为碳汇的重要组成部分，其在应对气候变化方面的潜力不容忽视。同时，研究还指出，未来的工作应进一步关注地下生物量的估算，因为地下部分在碳循环中同样发挥着关键作用。此外，研究团队还建议将土壤碳信用纳入国家碳核算体系，以更全面地评估人工林对气候变化的贡献。

总的来说，本研究揭示了人工林在碳封存方面的潜力，并强调了科学管理与合理规划的重要性。通过选择合适的树种、延长采伐周期以及加强土壤碳监测，Essera地区的森林生态系统可以更有效地发挥其在减缓气候变化中的作用。这些发现不仅对当地林业管理具有指导意义，也为全球碳封存研究提供了新的视角。未来的研究可以进一步探讨不同树种组合对碳封存能力的影响，以及如何通过优化管理措施提升人工林的生态效益和碳汇功能。