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應(yīng)對(duì)氣候變化：全球森林仍是陸地固碳的壓艙石

其中，溫帶森林碳匯的增加，中國(guó)林業(yè)居功至偉

這幾天，中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院首席科學(xué)家、三北工程研究院院長(zhǎng)盧琦研究員，每天一大早都會(huì)發(fā)來(lái)微信。他如此關(guān)注的是一件大事——中國(guó)森林碳匯對(duì)全球做了哪些貢獻(xiàn)?

起因是學(xué)界近期發(fā)表的兩篇論文。

中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院首席科學(xué)家、三北工程研究院院長(zhǎng)盧琦

一篇是國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》上剛剛刊發(fā)的《持久的世界森林碳匯》，另一篇?jiǎng)t是《林業(yè)科學(xué)》4月刊發(fā)的《碳中和目標(biāo)下中國(guó)森林碳儲(chǔ)量、碳匯變化預(yù)估與潛力提升途徑》。前文指出，溫帶森林碳匯增加在很大程度上是由于廣泛造林，特別是中國(guó)的人工造林。后文則用學(xué)術(shù)語(yǔ)言描繪了中國(guó)為世界森林碳匯增加做出的努力。

盧琦認(rèn)為，雙方研究結(jié)果很契合，方向和結(jié)論高度一致。他說(shuō)，這是一個(gè)十分重要的選題。第一時(shí)間，他給我發(fā)來(lái)了大量的相關(guān)資料，還親自牽線(xiàn)，迅速幫我獨(dú)家采訪(fǎng)到了兩篇論文的第一作者、也是兩支團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)銜者。兩位重量級(jí)科學(xué)家熱情應(yīng)允，熱情地接受了本刊采訪(fǎng)。

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要的碳匯之一 田國(guó)建 攝

森林減緩氣候變化的關(guān)鍵作用不容小覷

美國(guó)時(shí)間7月17日，美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)局資深科學(xué)家潘愉德研究員等人，在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上刊發(fā)了一篇重要論文。這篇論文的題目是《持久的世界森林碳匯》。他們的研究強(qiáng)調(diào)了森林在減緩氣候變化方面的關(guān)鍵作用。這項(xiàng)研究進(jìn)一步表明，森林砍伐和野火等干擾正在威脅著這個(gè)重要的碳匯。

美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)局資深科學(xué)家潘愉德

這項(xiàng)研究由美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)局北方研究站資深科學(xué)家潘愉德、伍德韋爾氣候研究中心的資深科學(xué)家理查德·伯德西等及中國(guó)科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授方精云等共同領(lǐng)導(dǎo)的17名來(lái)自11個(gè)國(guó)家的16家科研機(jī)構(gòu)的海內(nèi)外資深科學(xué)家共同完成。

據(jù)悉，這支研究團(tuán)隊(duì)基于1990年至2019年的全球森林多源實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)估了全球森林碳匯的大小、趨勢(shì)、影響因素和空間分布，揭示了不同森林類(lèi)型碳匯變化的詳實(shí)場(chǎng)景。該研究不同于其他以模型為主的方法，唯一采用了全面的實(shí)測(cè)森林?jǐn)?shù)據(jù)，給出了全球森林碳匯的基準(zhǔn)面，減小了碳匯評(píng)估的不確定性。

當(dāng)今學(xué)界的共識(shí)是：2023年大氣二氧化碳濃度超過(guò)了420 ppm，氣候變化正在接近潛在的臨界點(diǎn)。除非采取緊急行動(dòng)，否則將對(duì)未來(lái)產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。人類(lèi)的目標(biāo)是2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放。最具挑戰(zhàn)性的因素之一是需要大規(guī)模的“負(fù)排放”，以彌補(bǔ)無(wú)法消除的化石燃料排放。

科學(xué)家指出，森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要的碳匯之一，其對(duì)二氧化碳的吸收能力對(duì)于緩解氣候變化具有至關(guān)重要的作用。然而，森林碳匯的穩(wěn)定性及其在全球范圍內(nèi)的變化趨勢(shì)仍存在許多未知，尚有不少未解之謎。

這項(xiàng)研究得出了1990年至2019年間“全球森林碳匯基本穩(wěn)定”的重要結(jié)論，即在20世紀(jì)90年代為每年36±4 億噸碳，在2010年前后為每年35±4 億噸碳。森林平均每年吸收35±4億噸碳，約占全球同期化石燃料燃燒排放量的一半。遺憾的是，其中三分之二的碳匯被熱帶森林砍伐所抵消。

團(tuán)隊(duì)研究表明，盡管全球森林碳匯總體穩(wěn)定，但對(duì)不同森林類(lèi)型而言卻出現(xiàn)了顯著差異。由于森林面積的增加，溫帶森林的碳匯容量增加了30%。熱帶次生林的碳匯增加了29%。這種增長(zhǎng)在很大程度上是由于廣泛的人工造林，特別是在中國(guó)。

該項(xiàng)研究特別強(qiáng)調(diào)，溫帶地區(qū)的碳匯增加，完全是中國(guó)碳匯增加造成的。

研究還指出，在北半球北方森林碳匯顯著下降了36%，這種減少是由于野火、病蟲(chóng)害爆發(fā)和土壤暖化造成的干擾增加。熱帶森林也出現(xiàn)了下降。不當(dāng)?shù)纳挚撤ナ亲锟準(zhǔn)?，?dǎo)致它們吸收碳的能力下降了31%。然而，在以前棄耕地和被砍伐的地區(qū)，恢復(fù)的土地部分抵消了這些損失，使熱帶地區(qū)的凈碳通量接近零。

盧琦興奮地說(shuō)，過(guò)去30年，全球三大氣候帶中，熱帶森林和寒帶森林(北方森林)表現(xiàn)出穩(wěn)中有減的情境下，唯有溫帶森林增匯明顯，特別是中國(guó)造林、再造林的貢獻(xiàn)居功至偉!

美國(guó)農(nóng)業(yè)部林務(wù)局迅速報(bào)道了這一重要的結(jié)論：雖然在過(guò)去30年全球森林一直在吸收二氧化碳，但它會(huì)因森林老化、砍伐、火災(zāi)和氣候擾動(dòng)及人為破壞活動(dòng)等的進(jìn)一步加劇而減弱，碳匯功能的脆弱性在增強(qiáng)。

潘愉德研究員和團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究證明，盡管存在地區(qū)壓力，全球森林仍持續(xù)表現(xiàn)為碳匯功能，仍然是對(duì)抗氣候變化的“大股東”和“壓艙石”。

科學(xué)家團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，為了保護(hù)和增強(qiáng)森林碳匯，需要制定土地管理政策，限制森林砍伐，促進(jìn)森林恢復(fù)，改進(jìn)木材采伐實(shí)踐。這些舉措對(duì)于制定有效的氣候變化緩解策略，具有十分重要的科學(xué)和政策意義。

這支團(tuán)隊(duì)明確指出：“研究顯示，在過(guò)去的30年里，森林這些重要的生態(tài)系統(tǒng)一直在吸收二氧化碳，盡管一些人為破壞削弱了它們的這種能力?！?/p>

中國(guó)林業(yè)增加森林碳匯作用凸顯

無(wú)獨(dú)有偶。此前，《林業(yè)科學(xué)》2024年第60卷第4期，刊發(fā)了中國(guó)工程院院士劉世榮等5人的文章，題目是《碳中和目標(biāo)下中國(guó)森林碳儲(chǔ)量、碳匯變化預(yù)估與潛力提升途徑》，恰好回答了中國(guó)林業(yè)在增加碳匯方面做出了哪些努力，與前文的結(jié)論相呼應(yīng)。

中國(guó)工程院院士劉世榮

劉世榮說(shuō)，目前中國(guó)森林碳儲(chǔ)量多以喬木林生物量碳庫(kù)估算，很少涉及竹林、灌木林以及死有機(jī)質(zhì)碳庫(kù)、土壤有機(jī)碳庫(kù)和木質(zhì)產(chǎn)品碳庫(kù)。森林采伐后形成的木質(zhì)產(chǎn)品是森林碳儲(chǔ)存庫(kù)的轉(zhuǎn)移，常作為一個(gè)單獨(dú)碳庫(kù)進(jìn)行評(píng)估。

劉世榮等人在論文中披露，國(guó)家森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)測(cè)算表明，中國(guó)森林植被碳儲(chǔ)量(不包括經(jīng)濟(jì)林和竹林)近5年(第8次至第9次清查)平均年增長(zhǎng)1.52億噸碳，近10年(第7次至第9次清查)平均年增長(zhǎng)1.37億噸碳。

根據(jù)《中華人民共和國(guó)氣候變化第二次兩年更新報(bào)告》，2014年中國(guó)林地(包括其他生物質(zhì))貢獻(xiàn)8.4億噸碳、木質(zhì)產(chǎn)品貢獻(xiàn)1.11億噸碳。基于近20年來(lái)文獻(xiàn)整合分析中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯量評(píng)估結(jié)果，2000-2010年森林植被(僅指喬木林)碳儲(chǔ)量占整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)植被碳匯量的65.6%左右。經(jīng)濟(jì)林、竹林、灌木林的生物質(zhì)碳儲(chǔ)量約增加3.57 百萬(wàn)噸碳，森林死有機(jī)質(zhì)(主要是粗木質(zhì)殘?bào)w和凋落物)碳庫(kù)增加量約900萬(wàn)噸碳。

劉世榮等人的文章稱(chēng)，20世紀(jì)80年代初至90年代，通過(guò)實(shí)施一系列造林和生態(tài)恢復(fù)工程，中國(guó)森林生物量碳儲(chǔ)量在1970-2000年增加40%。20世紀(jì)90年代至今，大規(guī)模生態(tài)工程建設(shè)實(shí)施顯著提高森林生物量碳儲(chǔ)量，森林生物量碳匯較20世紀(jì)80年代初至90年代增長(zhǎng)118%。總體而言，過(guò)去70年，中國(guó)森林已從碳源轉(zhuǎn)變?yōu)橹饾u增強(qiáng)的碳匯，其中生物量碳匯是主要來(lái)源(貢獻(xiàn)約76.3%)，以造林和森林恢復(fù)為主導(dǎo)的土地利用和覆蓋變化驅(qū)動(dòng)因子對(duì)碳匯貢獻(xiàn)約44%。

劉世榮解釋說(shuō)，森林生物量碳儲(chǔ)量變化趨勢(shì)和潛力預(yù)測(cè)主要基于未來(lái)森林面積有無(wú)變化兩種情景。如果不考慮未來(lái)新造林面積，預(yù)估到2050年的年均碳匯量約為0.75-0.98億噸碳，如果考慮新造林面積，則年均碳匯量可增加1倍左右，每年達(dá)1.45-2.13億噸碳。

劉世榮等人指出，人工林優(yōu)化管理可在一定程度上提升碳匯，預(yù)計(jì)2010-2050年人工林年均碳匯約提升0.14億噸碳。如果綜合考慮森林采伐的影響，中國(guó)森林碳匯的峰值會(huì)比不考慮采伐的情景推遲10-30年。此外，通過(guò)延長(zhǎng)輪伐期和樹(shù)種替代等管理措施，2020-2100年可額外增加23億噸碳儲(chǔ)量。

劉世榮等人強(qiáng)調(diào)，維持并提升森林碳匯能力和潛力，需實(shí)施森林科學(xué)經(jīng)營(yíng)，包括林齡結(jié)構(gòu)、樹(shù)種配置、更新?lián)嵊?、采伐方式等一系列?yōu)化調(diào)整與時(shí)空合理布局。

劉世榮等人指出，國(guó)際社會(huì)、許多國(guó)家和地區(qū)都在努力制定保護(hù)和加強(qiáng)森林經(jīng)營(yíng)管理提升森林碳匯的政策和激勵(lì)措施。然而這些政策措施并未充分考慮到生態(tài)和氣候相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)對(duì)森林碳匯穩(wěn)定性的影響。他們認(rèn)為，在全球氣候變化背景下，除干旱和熱浪等極端氣候事件對(duì)森林產(chǎn)生直接影響外，森林火災(zāi)、病蟲(chóng)害等干擾因素會(huì)間接對(duì)森林碳循環(huán)產(chǎn)生影響。因此，氣候變化和相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)削弱21世紀(jì)森林的碳匯功能。

劉世榮認(rèn)為，為維持并提升森林碳儲(chǔ)量和碳匯潛力，需要采取森林碳儲(chǔ)與碳匯雙增以及森林碳匯與木質(zhì)林產(chǎn)品碳庫(kù)協(xié)同提升的策略。要從保碳、增碳、擴(kuò)碳和碳資源化利用的匯轉(zhuǎn)移4個(gè)途徑，對(duì)森林資源實(shí)施保護(hù)修復(fù)、精準(zhǔn)綠化、科學(xué)經(jīng)營(yíng)與合理利用以及多時(shí)空尺度的優(yōu)化布局，同時(shí)要重視森林土壤碳庫(kù)增匯的長(zhǎng)期效應(yīng)。

劉世榮強(qiáng)調(diào)，要綜合考慮森林減緩和適應(yīng)氣候變化的雙重屬性，遵循基于自然的氣候解決方案創(chuàng)新理念，從森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)和面向生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的森林多功能經(jīng)營(yíng)的全新視角，探索碳中和背景下構(gòu)建森林碳儲(chǔ)與碳匯雙增以及森林碳匯與碳資源化利用的匯轉(zhuǎn)移為木質(zhì)產(chǎn)品庫(kù)的雙匯協(xié)同提升途徑。

在林業(yè)減緩和適應(yīng)氣候變化框架下，森林碳匯潛力提升未來(lái)研究重點(diǎn)是，科學(xué)推進(jìn)國(guó)土綠化適宜造林地和樹(shù)種選擇，森林經(jīng)營(yíng)增匯技術(shù)，森林碳儲(chǔ)、碳匯協(xié)同提升與木質(zhì)產(chǎn)品庫(kù)的碳匯轉(zhuǎn)移與存續(xù)的時(shí)空配置優(yōu)化模式，森林土壤固碳增匯機(jī)制以及潛力研究，準(zhǔn)確評(píng)估森林碳匯對(duì)實(shí)現(xiàn)國(guó)家碳中和目標(biāo)的貢獻(xiàn)及其時(shí)間表和路線(xiàn)圖。

劉世榮建議，要加強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)固碳機(jī)制和增匯潛力與實(shí)現(xiàn)途徑研究，科學(xué)制定未來(lái)森林增匯的造林規(guī)劃，加強(qiáng)森林適應(yīng)性經(jīng)營(yíng)管理，實(shí)施森林增匯工程，建立森林固碳增匯試驗(yàn)示范區(qū)。

劉世榮指出，中國(guó)森林未來(lái)還具有較大的增匯潛力和空間。通過(guò)高固碳的林木新種質(zhì)創(chuàng)制和森林固碳增匯經(jīng)營(yíng)技術(shù)的創(chuàng)新，實(shí)施分區(qū)施策、分類(lèi)經(jīng)營(yíng)的森林增匯工程，有望大幅度提升森林碳密度、固碳速率和增匯潛力，特別是提升森林土壤的碳庫(kù)容量、碳固持速率和穩(wěn)定性。要編制國(guó)家、省區(qū)及經(jīng)營(yíng)單位森林碳匯提升的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)方案。通過(guò)實(shí)施積極的森林碳資源化利用與木質(zhì)產(chǎn)品庫(kù)轉(zhuǎn)匯并延長(zhǎng)使用周期和存續(xù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)森林碳匯倍增的期望目標(biāo)。