基于全口径碳汇监测的中国森林碳中和能力分析

日前,碳中和问题成为政府和社会大众关注的热点.在实现碳中和的过程中,除了提升工业碳减排能力外,增强生态系统碳汇功能也是主要的手段之一,森林作为陆地生态系统的主体必将担任重要的角色.但是,由于碳汇方法学上的缺陷,我国森林生态系统碳汇能力被低估.本义提出了森林全口径碳汇,即森林全口径碳汇=森林资源碳汇(乔木林+竹林+特灌林...     

1973~2013年黑龙江省森林碳储量及其动态变化

基于1973~2013年8次省森林清查数据以及实测数据改进的生物量蓄积量转换参数,利用生物量转换因子连续函数法,研究了近40a黑龙江省森林碳储量及其动态变化.结果表明：黑龙江省森林碳储量从1973~1976年的1159.35 TgC下降到2009~2013年的833.99 TgC,其中天然林减少387.51 TgC,人工林增加62.15 TgC;森林总体表现为碳源（-10.88 TgC/a）,主要归因于天然林面积的减少.不同森林类型的碳储量存在较大差异,桦木、落叶松和阔叶混是碳储量的主要贡献者;大多数森林类型的碳密度呈上升趋势.森林以中、幼龄林为主,中龄林碳储量占同期全省总量的27.9%~46.6%,其他龄组的碳储量均呈减少趋势,以成熟林最为明显（201.17 TgC）;幼龄林、中龄林和近熟林的碳密度分别增加2.20、3.21和3.43MgC/hm²,成熟林和过熟林则有所下降;不同龄组森林面积和碳密度的变化是导致其碳储量变化的主要原因.     

中国森林碳汇潜力与增汇成本评估——基于Meta分析方法

准确评估中国森林碳汇潜力与增汇成本的经济可行性,是科学制定碳中和林业行动方案的基础。然而针对中国森林碳汇潜力与增汇成本的不同结果差异明显,可靠性需要进一步验证。为此,基于相关文献,采用Meta分析方法,对中国森林碳汇潜力与增汇成本及其导致差异的原因展开评估。研究表明：(1)中国森林碳汇量呈现不断增长的态势,但不同研究对森林碳汇潜力测度结果存在较大差异。(2)中国森林增汇的平均成本为220.45元/t CO_2e(区间值为3.9～1457.02元/t CO_2e),与工业减排成本相比,中国森林增汇更具有经济可行性,但波动幅度较大。(3)评估方法采用、碳库数量选择等因素是导致已有森林碳汇潜力文献估计结果差异的关键因素;森林增汇成本差异则主要受碳汇成本测度研究方法、成本收益数据来源等因素影响。(4)中国森林增汇对碳中和的贡献将会持续增加。基于研究结果,提出进一步深化森林碳汇潜力与成本测算相关研究等方面的政策建议。     

珠江三角洲森林生态系统碳密度分配及其储量动态特征

 在测定植被的含碳率与土壤有机碳含量的基础上,研究了南亚热带珠江三角洲地区森林生态系统碳密度分配及其储量动态.结果表明:植被平均含碳率为35.81%~51.60%,按照生物量加权的含碳率为46.57%~52.45%;土壤有机碳含量及其差异程度为表层最高,随土壤深度增加,有机碳含量及其差异逐渐减小;相同龄级的植被含碳率与土壤含碳量均表现为阔叶林>针阔混交林>针叶林,不同龄级的森林均表现为成龄林>中龄林>幼龄林.植被碳密度与土壤碳密度范围分别为23.58~139.18,55.54~151.16t/hm2,而且土壤分配比例均大于植被分配比例,但土壤分配比例随着龄级的增长呈下降趋势.1989~2003年间,珠江三角洲森林生态系统总体碳储量及其碳密度均呈上升趋势,这说明在改革开放高速发展时期珠江三角洲森林生态系统由于生物量的增加,起到了重要的碳汇功能,而且其碳汇功能正逐步提高.     

贵州森林碳汇现状及增汇潜力分析

区域层面的森林碳收支估算研究有利于为整体层面持续固碳增汇的森林经营提供科学参考,评估森林碳汇对减少区域内碳排放的贡献。采用温室气体清单估算法,对2000、2005和2010年贵州省森林碳汇进行估算,结果表明:贵州省森林碳汇从15.380×106增长到22.447×106、24.314×106 t CO2,呈稳定增长趋势,占全省碳排放量的6.73%～10.35%。贵州省尚有161.70×104 hm2宜林地,如果能用于发展碳汇林业,每年可吸收CO2达2.379×106 t,30年内将吸收CO2达71.370×106 t。贵州省正处于碳排放增长阶段,相对于森林碳汇而言,全区域碳减排工作任重道远,森林碳汇能力有很大的提升空间。     

森林碳汇功能的研究进展

因全球温室效应和气候变化影响,以及森林对CO2的固定作用,使林业碳汇得到了世界各国的广泛支持和发展。文章主要围绕森林植被碳汇、土壤碳汇研究现状,森林碳汇功能的不确定性以及森林管理与碳汇的关系4个方面对国内外森林碳汇的研究进展简要综述,为森林碳汇的科学研究提供基础。     

NPP增长驱动下的中国森林生态系统碳汇

森林生态系统能够有效地吸收大气中的CO2,在一定程度上缓解全球变暖的压力。生态系统固碳能力取决于两个关键因素：NPP的增长强度与碳周转时间。本文通过对遥感监测到的森林生态系统NPP增长趋势进行校正,结合森林样地实测数据得到的碳分配系数与周转时间,建立了中国森林生态系统碳周转模型,并模拟了1982～1999年森林生态系统的碳汇量及其年际变化。结果表明：1982～1999年,我国森林生态系统的平均碳汇量为0.051 PgC a^-1,其中植被的碳汇量为0.034 PgC a^-1,凋落物的碳汇量为0.013 PgC a^-1,土壤的碳汇量为0.004PgC a^-1;不同森林类型中,常绿针叶林和常绿阔叶林的碳汇贡献最大,落叶针叶林和针阔叶混交林贡献最小;进一步分析表明森林植被的固碳效率显著地受到碳周转时间的控制。     

森林经营主体的碳汇供给潜力差异及影响因素研究

增加森林碳汇已成为应对气候变化的重要举措。论文基于浙江、江西和福建三省农户和林场的调研数据,以杉木为案例树种,引用生长模型、修正的Faustmann 模型碳密度和价格数据,对单一和碳汇木材复合经营目标下的杉木最佳轮伐期和林地期望值进行了分析,并基于此比较了不同森林经营主体碳汇供给潜力的差异,同时模拟了不同营林成本和利率水平下对森林经营主体碳汇供给差异造成的影响。可以发现,在可能的碳汇林经营模式下,基于目前杉木市场价格远高于碳价格的现实,森林经营主体的经营采伐决策并不会发生明显改变,从而导致在大范围的碳价格变动下碳汇的供给也没有显著增加,这也说明木材收益和碳收益的两个不同经营目标是协调的;林场凭借着规模、技术和资金等资源禀赋优势将成为今后碳汇林的适宜经营和供给主体;从影响因素来看,目前市场利率处于低位徘徊的前提下,即碳汇林地的潜在投资价值巨大,尤其对劣等土地的投资效果明显;理论上营林成本会提升继而导致碳汇供给增加,这反而对于森林固碳有显著正面影响。     

新疆阿尔泰山森林生态系统碳密度与碳储量估算

为科学评估新疆森林碳汇功能提供更准确的基础数据,论文基于在阿尔泰山布设的35个样地实测数据,参考2011年新疆森林资源清查资料,研究了我国境内阿尔泰山森林生态系统碳储量、碳密度及其空间分布特征。结果表明：1）阿尔泰山森林生态系统平均生物量为126.67 t·hm^-2,各组分生物量大小排序为：乔木层（120.84 t·hm^-2）>草本层（4.22 t·hm^-2）>凋落物层（1.61 t·hm^-2）,乔木各器官中,干、根、叶和枝分别占乔木生物量的50%、22%、16%和12%,干所占比例最大;林龄对植被生物量影响显著,生物量随林龄的增长而增加;2）生物量平均含碳率在0.40~0.53范围内,各组分、乔木各器官含碳率均不同,且林龄对含碳率影响显著;3）阿尔泰山森林生态系统碳密度为205.72 t·hm^-2,碳储量为131.35 Tg,其中土壤层、乔木层、草本层和凋落物层碳储量分别为86.67、43.09、1.03、0.56 Tg,土壤层和乔木层碳储量分别占阿尔泰山森林生态系统总碳储量的66%和33%,构成阿尔泰山森林生态系统的主要碳储存库;不同龄级的碳储量表现为成熟林最大,过熟林次之,两者合计占生态系统总碳储量的61%;4）阿尔泰山森林生态系统碳密度整体呈南高北低分布,是由西北—东南不同的环境因子影响所致。     

森林的碳汇作用

“碳汇”是相对“碳源”而言的。顾名思义,碳源是指释放二氧化碳的源;碳汇则是指自然界中碳的寄存体,这些寄存体主要有海洋、土壤、岩石和生物体;森林属于生物体。森林具有碳汇和碳源双重功能。森林碳汇是指森林通过光合作用将大气中的温室气体二氧化碳吸收并以生物量的形式贮存在植物体内和土壤中的能力。     

糯扎渡自然保护区森林资源碳汇能力评价

利用相关资源调查数据,对属森林生态系统类型的糯扎渡自然保护区的森林资源碳汇量进行了估算,并对保护区的碳汇能力作了初步评价,为保护区管理决策提供科学依据.估算结果表明:糯扎渡自然保护区森林资源碳汇量为741.26×104t,森林和林地的碳汇能力巨大,在碳汇过程中起主体作用.     

黑龙江省森林资源动态变化与发展趋势预测

以黑龙江省2004年统计年鉴的统计数据为依据,分析了全省森林资源现状的特点,并以近50多年来森林资源清查数据为基础,对森林资源主要项目的动态变化进行了客观的分析,力求寻找变化的原因.通过建立灰色预测GM(1.1)模型,预测未来时期森林资源发展趋势,提出了相应对策,以期实现科学经营森林以及森林资源的可持续发展.     

Potential and Cost of Carbon Sequestration in the Tanzanian Forest Sector

The forest sector in Tanzania offers ample opportunities to reduce greenhouse gas emissions (GHG) and sequester carbon (C) in terrestrial ecosystems. More than 90% of the country's demand for primary energy is obtained from biomass mostly procured unsustainably from natural forests. This study examines the potential to sequester C through expansion of forest plantations aimed at reducing the dependence on natural forest for wood fuel production, as well as increase the country's output of industrial wood from plantations. These were compared ton conservationoptions in the tropical and miombo ecosystems. Three sequestrationoptions were analyzed, involving the establishment of short rotation and long rotation plantations on about 1.7 × 10⁶ hectares. The short rotation community forestry option has a potential to sequester an equilibrium amount of 197.4 × 10⁶ Mg C by 2024 at a net benefit of 79.5 × 10⁶, while yielding a NPV of 0.46 Mg^-1 C. The long rotation options for softwood and hardwood plantations will reach an equilibrium sequestration of 5.6 and 11.8 × 10⁶ Mg C at a negative NPV of 0.60 Mg^-1 C and 0.32 Mg^-1 C. The three options provide cost competitive opportunities for sequestering about 7.5 × 10⁶ Mg C yr^-1 while providing desired forest products and easing the pressure on the natural forests in Tanzania. The endowment costs of the sequestration options were all found to be cheaper than the emission avoidance cost for conservation options which had an average cost of 1.27 Mg^-1 C, rising to 7.5 Mg^-1 C under some assumptions on vulnerability to encroachment. The estimates shown here may represent the upper bound, because the actual potential will be influenced by market prices for inputs and forest products, land use policy constraints and the structure of global C transactions.     

秸秆还田对江西农田土壤固碳影响的模拟分析

秸秆还田等农田管理措施能有效地增加土壤碳储量,从而有利于减缓大气CO₂浓度的上升趋势。论文基于环境政策综合气候模型(EPIC),采用千烟洲生态试验站和鹰潭生态试验站农田监测场长期观测数据,验证和优化了EPIC模型参数,同时利用1990-2010年江西省气象资料以及土壤清查资料,模拟分析了4种秸秆还田(CR)比例情景下2010-2030年江西省水稻田土壤的固碳潜力。研究结果表明,无秸秆还田 (CR0%)和秸秆还田25%(CR25%)两种处理下耕作层土壤有机碳储量分别下降21.3%和6.5%,秸秆还田50%(CR50%)和100%(CR100%)处理下土壤有机碳储量分别增加5.4%和11.9%;相对CR0%情景而言,CR25%、CR50%、CR100% 情景下江西省水稻田土壤总固碳潜力分别为6.43、14.92和25.26 TgC(1 Tg = 10⁶ t)。研究结果表明,通过合理的调控措施,采用保护性耕作(秸秆还田)是提高水稻田土壤固碳能力的一种有效途径。     

碳汇价值的形成和评价

在碳减排形势下,如何评价固碳收益价值具有重要的理论与实践意义。论文首先从全球气候变化与碳排放的关联、碳排放与现有经济体系的关联、碳排放空间成为稀缺资源三个方面论证了碳汇效用价值形成的现实基础。然后评述了碳汇价值的构成与度量方法,指出了碳固定与碳蓄积价值的内涵差异。继而总结了碳汇价值的实现机制,认为可以通过碳交易、碳税和固碳项目实际成本3种机制实现碳价格,并在此基础上通过补偿实现碳汇价值。     

基于碳汇的县南沟流域退耕林地补偿标准研究

补偿标准是退耕还林生态补偿的核心与难点,为探讨黄土高原退耕林地合适的补偿标准,论文基于清洁发展机制的国际背景,通过理论分析、实地测量与室内实验,把碳汇价值与退耕农户的机会成本相结合,构建了禁伐政策下退耕林地补偿标准的动态模型;并选取黄土高原退耕的代表流域——县南沟进行实证分析,依据退耕刺槐（Robinia pseudoacacia）林特性确定退耕的一个补偿周期为37 a,退耕地补偿过程与补偿标准分为两个阶段：退耕1~17 a,通过机会成本的计算,补偿的可执行标准为1 997.26元/(hm²·a);退耕18~37 a,通过碳汇模型进行测算,补偿的可执行标准为3 692.35元/(hm²·a)。人工刺槐纯林在补偿周期之后会逐渐出现灌木层和衰败现象,因此,这一补偿期结束后,应根据林地生态群落的变化再行核算并完善其补偿标准。将碳汇价值纳入补偿体系,能促使农民为提高碳汇产量自觉增强林地管护,巩固退耕成果。     

岩溶生态系统中的碳循环特征与碳汇效应

碳酸盐岩是岩溶生态系统的物质基础,而碳酸盐岩的形成过程对大气CO2浓度的降低产生重要的作用,目前地球上99.5%的碳被封存在碳酸盐岩中;岩溶生态系统具有富钙、偏碱性的地球化学背景,制约其碳循环特征:碳酸盐岩是在清洁海洋环境中、以生物化学沉积为特征形成的沉积岩,其酸不溶物含量低,通常小于10%,意味着岩溶区土壤资源短缺,土壤总碳库量偏小,同时石灰土的富钙性导致石灰土缓效性碳库和惰性碳库大,土壤碳库的稳定性提高;土壤资源短缺,植被生长发育受到养分、水分的胁迫,使植被的地上、地下生物量的比例发生变化,岩溶区植被地上/地下生物量的比例可占30%～50%,高于非岩溶区的;岩溶水中的高HCO3-浓度,刺激水生植物的光合作用,并将无机碳转化为有机碳,提高碳迁移过程中的稳定性;本文的目的是根据最近的研究成果,揭示岩溶生态系统中碳酸盐岩-土壤-植被-水中碳赋存的状态和转化过程,提出促进岩溶碳汇效应的技术途径。