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。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，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)的計量生物質(zhì)能源林碳匯功能 的研究報道并不多?，F(xiàn)有研究對直接碳匯的計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的儲量來計量。本文綜述了生物質(zhì)能源林碳匯計量的最新研究進(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《造林項目碳匯計量與監(jiān)測指南》按照普通的森林碳匯進(jìn)行計 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)行計量。在計算生物質(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)能源林碳匯的計量方法
    生物質(zhì)能源林碳匯計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)濟評價的技術(shù)手段。依據(jù)生物能源林碳匯的構(gòu)成，計量方法又可分為直接碳匯計量方法和間接碳匯計量方法。
２.１ 生物質(zhì)能源林直接碳匯計量方法
    生物質(zhì)能源林直接碳匯計量方法有生物量法、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)計算而成，具有直接、明確、技術(shù)簡單等優(yōu)點，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地調(diào)查，獲得生物量的實測數(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量應(yīng)作為生物質(zhì)能源林直接碳 匯計量的重點。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)能源林間接碳匯計量方法
    由 于林業(yè)生物質(zhì)能源涉及從原料、運輸、加工、消費等過程，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，碳排放計量 和碳泄露量主要依據(jù)《中國綠色碳基金造林項目碳匯計量與監(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目碳匯計量與監(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量可參考已有的常規(guī)森林碳匯計量方法進(jìn)行監(jiān)測和計量。在計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，給計量工作帶來了許多不確定性，導(dǎo)致計量結(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，在計量生物質(zhì)能源林間 接碳匯過程中要把握好計量周期，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)行計量?？傊?，生物質(zhì)能源林碳匯的計量是一個復(fù)雜的系統(tǒng)的工程，需 要進(jìn)行綜合的計量。