應(yīng)對氣候變化：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，中國林業(yè)居功至偉

這幾天，中國林業(yè)科學研究院首席科學家、三北工程研究院院長盧琦研究員，每天一大早都會發(fā)來微信。他如此關(guān)注的是一件大事——中國森林碳匯對全球做了哪些貢獻?

起因是學界近期發(fā)表的兩篇論文。

中國林業(yè)科學研究院首席科學家、三北工程研究院院長盧琦

一篇是國際頂級期刊《自然》上剛剛刊發(fā)的《持久的世界森林碳匯》，另一篇則是《林業(yè)科學》4月刊發(fā)的《碳中和目標下中國森林碳儲量、碳匯變化預估與潛力提升途徑》。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，特別是中國的人工造林。后文則用學術(shù)語言描繪了中國為世界森林碳匯增加做出的努力。

盧琦認為，雙方研究結(jié)果很契合，方向和結(jié)論高度一致。他說，這是一個十分重要的選題。第一時間，他給我發(fā)來了大量的相關(guān)資料，還親自牽線，迅速幫我獨家采訪到了兩篇論文的第一作者、也是兩支團隊的領(lǐng)銜者。兩位重量級科學家熱情應(yīng)允，熱情地接受了本刊采訪。

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要的碳匯之一 田國建 攝

森林減緩氣候變化的關(guān)鍵作用不容小覷

美國時間7月17日，美國農(nóng)業(yè)部林務(wù)局資深科學家潘愉德研究員等人，在國際頂級學術(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》。他們的研究強調(diào)了森林在減緩氣候變化方面的關(guān)鍵作用。這項研究進一步表明，森林砍伐和野火等干擾正在威脅著這個重要的碳匯。

美國農(nóng)業(yè)部林務(wù)局資深科學家潘愉德

這項研究由美國農(nóng)業(yè)部林務(wù)局北方研究站資深科學家潘愉德、伍德韋爾氣候研究中心的資深科學家理查德·伯德西等及中國科學院院士、北京大學教授方精云等共同領(lǐng)導的17名來自11個國家的16家科研機構(gòu)的海內(nèi)外資深科學家共同完成。

據(jù)悉，這支研究團隊基于1990年至2019年的全球森林多源實測數(shù)據(jù)評估了全球森林碳匯的大小、趨勢、影響因素和空間分布，揭示了不同森林類型碳匯變化的詳實場景。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測森林數(shù)據(jù)，給出了全球森林碳匯的基準面，減小了碳匯評估的不確定性。

當今學界的共識是：2023年大氣二氧化碳濃度超過了420 ppm，氣候變化正在接近潛在的臨界點。除非采取緊急行動，否則將對未來產(chǎn)生相當大的影響。人類的目標是2050年實現(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“負排放”，以彌補無法消除的化石燃料排放。

科學家指出，森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要的碳匯之一，其對二氧化碳的吸收能力對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)的變化趨勢仍存在許多未知，尚有不少未解之謎。

這項研究得出了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。

團隊研究表明，盡管全球森林碳匯總體穩(wěn)定，但對不同森林類型而言卻出現(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%。這種增長在很大程度上是由于廣泛的人工造林，特別是在中國。

該項研究特別強調(diào)，溫帶地區(qū)的碳匯增加，完全是中國碳匯增加造成的。

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?shù)纳挚撤ナ亲锟準?，導致它們吸收碳的能力下降?1%。然而，在以前棄耕地和被砍伐的地區(qū)，恢復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，過去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，特別是中國造林、再造林的貢獻居功至偉!

美國農(nóng)業(yè)部林務(wù)局迅速報道了這一重要的結(jié)論：雖然在過去30年全球森林一直在吸收二氧化碳，但它會因森林老化、砍伐、火災(zāi)和氣候擾動及人為破壞活動等的進一步加劇而減弱，碳匯功能的脆弱性在增強。

潘愉德研究員和團隊的這項研究證明，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，仍然是對抗氣候變化的“大股東”和“壓艙石”。

科學家團隊強調(diào)，為了保護和增強森林碳匯，需要制定土地管理政策，限制森林砍伐，促進森林恢復，改進木材采伐實踐。這些舉措對于制定有效的氣候變化緩解策略，具有十分重要的科學和政策意義。

這支團隊明確指出：“研究顯示，在過去的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>

中國林業(yè)增加森林碳匯作用凸顯

無獨有偶。此前，《林業(yè)科學》2024年第60卷第4期，刊發(fā)了中國工程院院士劉世榮等5人的文章，題目是《碳中和目標下中國森林碳儲量、碳匯變化預估與潛力提升途徑》，恰好回答了中國林業(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)。

中國工程院院士劉世榮

劉世榮說，目前中國森林碳儲量多以喬木林生物量碳庫估算，很少涉及竹林、灌木林以及死有機質(zhì)碳庫、土壤有機碳庫和木質(zhì)產(chǎn)品碳庫。森林采伐后形成的木質(zhì)產(chǎn)品是森林碳儲存庫的轉(zhuǎn)移，常作為一個單獨碳庫進行評估。

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

根據(jù)《中華人民共和國氣候變化第二次兩年更新報告》，2014年中國林地(包括其他生物質(zhì))貢獻8.4億噸碳、木質(zhì)產(chǎn)品貢獻1.11億噸碳?；诮?0年來文獻整合分析中國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯量評估結(jié)果，2000-2010年森林植被(僅指喬木林)碳儲量占整個陸地生態(tài)系統(tǒng)植被碳匯量的65.6%左右。經(jīng)濟林、竹林、灌木林的生物質(zhì)碳儲量約增加3.57 百萬噸碳，森林死有機質(zhì)(主要是粗木質(zhì)殘體和凋落物)碳庫增加量約900萬噸碳。

劉世榮等人的文章稱，20世紀80年代初至90年代，通過實施一系列造林和生態(tài)恢復工程，中國森林生物量碳儲量在1970-2000年增加40%。20世紀90年代至今，大規(guī)模生態(tài)工程建設(shè)實施顯著提高森林生物量碳儲量，森林生物量碳匯較20世紀80年代初至90年代增長118%?？傮w而言，過去70年，中國森林已從碳源轉(zhuǎn)變?yōu)橹饾u增強的碳匯，其中生物量碳匯是主要來源(貢獻約76.3%)，以造林和森林恢復為主導的土地利用和覆蓋變化驅(qū)動因子對碳匯貢獻約44%。

劉世榮解釋說，森林生物量碳儲量變化趨勢和潛力預測主要基于未來森林面積有無變化兩種情景。如果不考慮未來新造林面積，預估到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，預計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，中國森林碳匯的峰值會比不考慮采伐的情景推遲10-30年。此外，通過延長輪伐期和樹種替代等管理措施，2020-2100年可額外增加23億噸碳儲量。

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

劉世榮等人指出，國際社會、許多國家和地區(qū)都在努力制定保護和加強森林經(jīng)營管理提升森林碳匯的政策和激勵措施。然而這些政策措施并未充分考慮到生態(tài)和氣候相關(guān)風險對森林碳匯穩(wěn)定性的影響。他們認為，在全球氣候變化背景下，除干旱和熱浪等極端氣候事件對森林產(chǎn)生直接影響外，森林火災(zāi)、病蟲害等干擾因素會間接對森林碳循環(huán)產(chǎn)生影響。因此，氣候變化和相關(guān)風險可能會削弱21世紀森林的碳匯功能。

劉世榮認為，為維持并提升森林碳儲量和碳匯潛力，需要采取森林碳儲與碳匯雙增以及森林碳匯與木質(zhì)林產(chǎn)品碳庫協(xié)同提升的策略。要從保碳、增碳、擴碳和碳資源化利用的匯轉(zhuǎn)移4個途徑，對森林資源實施保護修復、精準綠化、科學經(jīng)營與合理利用以及多時空尺度的優(yōu)化布局，同時要重視森林土壤碳庫增匯的長期效應(yīng)。

劉世榮強調(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)營和面向生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的森林多功能經(jīng)營的全新視角，探索碳中和背景下構(gòu)建森林碳儲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研究重點是，科學推進國土綠化適宜造林地和樹種選擇，森林經(jīng)營增匯技術(shù)，森林碳儲、碳匯協(xié)同提升與木質(zhì)產(chǎn)品庫的碳匯轉(zhuǎn)移與存續(xù)的時空配置優(yōu)化模式，森林土壤固碳增匯機制以及潛力研究，準確評估森林碳匯對實現(xiàn)國家碳中和目標的貢獻及其時間表和路線圖。

劉世榮建議，要加強森林生態(tài)系統(tǒng)固碳機制和增匯潛力與實現(xiàn)途徑研究，科學制定未來森林增匯的造林規(guī)劃，加強森林適應(yīng)性經(jīng)營管理，實施森林增匯工程，建立森林固碳增匯試驗示范區(qū)。

劉世榮指出，中國森林未來還具有較大的增匯潛力和空間。通過高固碳的林木新種質(zhì)創(chuàng)制和森林固碳增匯經(jīng)營技術(shù)的創(chuàng)新，實施分區(qū)施策、分類經(jīng)營的森林增匯工程，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容量、碳固持速率和穩(wěn)定性。要編制國家、省區(qū)及經(jīng)營單位森林碳匯提升的可持續(xù)經(jīng)營方案。通過實施積極的森林碳資源化利用與木質(zhì)產(chǎn)品庫轉(zhuǎn)匯并延長使用周期和存續(xù)時間，實現(xiàn)森林碳匯倍增的期望目標。