全球木质林产品碳科学研究动态及未来的重点问题

【目的】森林在全球碳循环中发挥着重要作用。作为森林资源利用的延伸,木质林产品是缓解气候变化的重要碳库。厘清木质林产品的主要生命周期阶段,归纳总结与之关联的木质林产品碳科学研究热点及未来可能的研究方向,以合理评价木质林产品的气候功能。【方法】以木质林产品的生命周期过程为基础,分“森林—在用—填埋”3个阶段归纳总结了木质林产品碳科学的研究动态及未来可能面临的科学难题。【结果】①森林阶段中,现有研究多采用以经验模型为主、过程模型为辅的方式核算和预测森林碳库碳储量,情景模拟和物质流分析可以利用运输和生产过程将森林阶段与在用阶段相结合,寻求最佳的森林管理策略。②在用阶段中,碳核算方法学的选择是国际争议的重点所在,木质林产品的替代效应也由于其可累积性和永久性成为碳核算过程中不可忽视的重要问题。③填埋阶段中,木质林产品分解缓慢或不分解,可以使碳储存的时间更久,一阶衰减法是估算固体废弃物填埋场中碳储量变化的常用模型,与甲烷排放相关联的可降解有机碳比例、甲烷产出比例等关键参数也是目前的研究重点。【结论】①对森林碳汇计量模型加以改进,解决其区域适应性问题能够降低森林阶段碳核算的不确定性;②合理估算木质林产品的替代因子及实现“碳中和”的时间有利于能源政策和森林管理政策的制定;③考虑固体废弃物填埋场中甲烷的回收再利用能够提高木质林产品全生命周期碳核算的准确性;④改进森林资源清查方法、完善林产品生命周期数据库能够更准确地评估木质林产品的温室气体减排潜力;⑤在全球尺度上统一碳核算方法学,同时公平地认定碳储量的归属、合理地在各贸易国间分配碳排放,将有助于加速木质林产品相关议题的国际谈判进程。     

林业碳汇提升的主要原理和途径

降低大气CO₂含量、缓解气候变暖,已成为当今科学界和国际社会广泛关注的前沿热点问题。林业碳汇作为基于自然解决方案实现“碳达峰、碳中和”的一个重要途径,在应对全球气候变化方面发挥着基础性、战略性、独特的作用。林业碳汇不仅是森林碳汇,林产品碳汇也起着不可忽视的重要作用。林业碳汇潜力提升是一个森林生态系统净碳收支平衡和全产业链林产品碳汇的调控过程,主要包括无机碳的植物固定(光合过程、净生产力等)、土壤有机碳的周转与固定(动植物和微生物残体分解与黏土固定)、林产品碳的固持(林产品产量、木材转换效率、种类和使用寿命等)等3方面的调控原理。笔者从森林碳汇和林产品碳汇两个维度阐述了提升林业碳汇的主要原理、方法或途径。提升林业碳汇潜力的主要途径包括:①通过适地适树、适钙适树人工造林,以增加森林面积;②以完善森林经营措施来增加森林净生产力;③利用矿质黏土对有机碳的保护来增加森林土壤碳汇;④提升林产品产量和改进林产品用途以增加其寿命。在全球尺度上,增加森林面积或提高森林净生产力3.4%,或用可再生能源替换薪炭木材,再将薪炭木材用于制造锯材和人造板,都可以连续30 a每年增加1 Pg的碳汇量。减少全球森林火灾面积1/4或增加森林土壤有机碳含量0.23%,也可以增加碳汇1 Pg。此外,林业固碳还有巨大潜力可以挖掘。     

生物质独特的负碳排放作用是碳减排的利器

 生物质能是全生命周期分析意义上的碳“零排放”能源,然而其独特的负碳排放作用还鲜为人知。阐述了生物质负碳排放效应发生的机制,全球和中国的理论潜力;探讨了生物质负碳排放的几种切实可行途径,特别是通过减排作为主要温室气体的生物源甲烷达到负碳排放的途径;指出生物（性）碳存留远远优于地质碳封存且现实可行。国际气候变化界对包括负排放在内的生物质温室气体总体减排效应寄予很大的、甚至被称为控制全球温升1.5℃愿景“唯一”的希望。生物质对温室气体减排重大作用在中国被严重忽视的局面必须尽快改观。     

碳限额与交易下木质林产品供应链内部融资机制

目的 探究在碳限额与交易的背景下,营林企业能否利用木质林产品供应链内部融资缓解其融资压力、碳排放限额和折扣系数等不同因素对供应链各成员决策变量和供应链整体利润的影响。方法 通过构建Stackelberg博弈模型,研究预付款内部融资机制下供应链主体的最优策略,并在综合考虑相关研究文献及木质林产品供应链的实际情况后选取合适的数值参数,利用算例分析比较内外部融资模式下木质林产品供应链的利润情况。结果 当木材和碳汇价格折扣率在适当范围内时,内部融资机制下营林企业和制造企业的利润水平均高于外部融资机制。内部融资机制下,营林主体的碳汇林规模随着木材和碳汇价格折扣率、碳排放限额的增加而缩减,随着政府对碳汇林经营补贴的增加而扩大;制造企业的单位碳减排量随着木材和碳汇价格折扣率的增加而增加,随着碳排放限额、政府对碳汇林经营补贴的增加而降低。结论 营林主体向制造企业进行供应链内部融资不仅解决了自身的融资问题,提高了制造企业的减排水平,还改善了供应链整体的环境和经济表现。政府可发挥市场引导者的职能,推动缺乏资金的上游营林主体与肩负减排任务的下游制造企业之间的合作,推行预付款内部融资机制,从而降低整个供应链的融资成本和减排成本,达到供应链的帕累托(Pareto)最优。     

"伞形集团"典型国家LULUCF林业碳评估模型比较研究

土地利用、土地利用变化和林业（LULUCF）是联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）国家温室气体清单的重要组成部分，由于不同国家的森林管理及清查能力不同，各国LULUCF林业碳核算的方法存在一定差异。京都议定书“伞形集团”国家林业碳评估方法学在全球具有重要影响，对比分析“伞形集团”国家林业碳核算模型，为建立或分析欧盟和中国的林业关联碳评估模型提供一定的借鉴。     

上海市建筑碳排放核算研究

为有效实现建筑业的节能减排,实现碳达峰和碳中和,对建筑碳排放核算方法进行研究。以生命周期理论为基础建立了城市层面的建筑碳计算模型,并以上海市住宅及非住宅建筑为研究对象核算出上海市建筑领域碳排放。对比上海市住宅建筑及非住宅建筑碳排放量,研究上海市建筑碳排放趋势。研究结果表明,2010—2020年,上海市建筑领域碳排放持增长态势,其中建材生产阶段和建筑运行阶段是对建筑总体碳排放量贡献最大的两个阶段。从不同建筑材料碳排放量占比来看,钢材的碳排放量是建材碳排放量中最高的,所占比例超过了50%,其次是水泥、铝材。在建筑减碳路径方面,结合建筑各生命周期阶段的碳排放核算结果,提出了对应的减排对策。     

国际碳汇市场的补偿标准体系及我国 林业碳汇项目实践进展

森林作为地球碳循环重要的汇和库,在应对全球气候变化中的重要作用越来越受到国际社会的关注。因此,林业碳汇计量和监测工作作为增强森林生态系统碳汇功能的基础性工作就显得尤为重要,国际碳汇市场补偿标准的研究也成为国内外生态学领域中研究的热点问题之一。笔者介绍了我国开展林业碳汇项目的国内外背景,并比较了目前国际碳汇市场不同补偿标准的特点,概述了我国林业碳汇计量与监测工作和碳汇造林项目的进展情况,分析了我国开展林业碳汇项目的现状及意义;提出应积极推进碳汇项目试点,积累碳汇项目运行与管理经验,加大林业碳汇科学研究与培养专业碳汇人才力度等,是当前我国林业应对气候变化的重要任务之一。     

基于碳中和的旅游景区净碳排放估算与低碳景区建设——以镇江“焦山”风景区为例

旅游景区是低碳或碳中和旅游实践的重要节点.以镇江焦山风景区为例,首先分析了旅游景区碳源、碳汇的构成,其次分别对旅游景区交通、管理及废弃物碳排放和林地、草地、园地、水域、滩涂的碳吸收进行了测度,并对焦山风景区的碳源、碳汇做了综合评估,得出以下结论:交通碳排放在焦山风景区碳排放中占据主导地位,控制交通过程中碳排放是焦山风景区节能减排发展低碳旅游的重要措施;林地、湿地碳吸收量最多;焦山风景区碳汇能力相对较强,是镇江市重要的碳汇地.因此焦山风景区应充分发挥碳汇能力,为镇江市低碳城市建设做出贡献;最后提出了焦山风景区建设低碳景区的实现路径.     

土地利用变化的碳排放机理及效应研究综述

就影响陆地生态系统碳储量的主要生态机制(CO2施肥效应、氮沉降增加、污染、全球气候变化、土地利用变化和土地管理),阐述了土地利用变化对陆地生态系统结构和功能产生的影响,以及对系统造成的碳储量变化.主要从土地利用变化和土地管理两方面对土地利用碳排放效应进行论述:森林砍伐后变为农田和草地,使生态系统中植被和土壤碳贮量大大降低;农田和草地弃耕恢复为森林,以及农田保护性管理措施的利用,能够使大气中的碳在植被和土壤中得到汇集;森林恢复过程中植被可以大量汇集大气中的碳,而由于农田耕种历史不同以及土壤空间异质性,导致土壤碳汇集速率差异极大;保护性农田管理措施(诸如免耕、合理的种植制度、化肥的施用等)可以影响土壤理化特性、作物根系生长以及残茬数量和质量、土壤微生物数量和活性,维持和提高土壤碳含量水平.土地利用碳排放核算主要从陆地生态系统的植被碳和土壤碳入手,综述了目前国内外的研究进展.     

浅析中国林业碳汇项目之优势

随着联合国气候变化框架公约谈判的不断深入,森林作为陆地碳吸收的主体受到越来越多的关注。而造林、再造林项目作为第一承诺期合格的清洁发展机制项目,意味着发达国家可以通过在发展中国家实施林业碳汇项目抵消其部分温室气体排放量。结合中国的实际情况分析证明了林业碳汇项目在中国具有巨大的发展潜力。     

中国亚热带森林土壤呼吸的基本特点

中国亚热带森林在全球森林生态系统中具有独特的植被类型及结构,长期受人类活动干扰(毁林、造林等),森林土壤碳呼吸特征不明确,较难准确估算土壤碳的分配情况.分析了我国亚热带森林土壤呼吸在不同森林类型、不同退化和恢复演替阶段,以及造林再造林等的影响条件下的变化规律.结果表明:我国亚热带区域中的天然林的土壤呼吸通常表现为针叶林(如马尾松林)<松阔或针阔混交林<季风常绿阔林;马尾松与杉木人工林广布中国亚热带地区,两种林分的CO2年通量相当,中龄林较之幼龄林,土壤有机碳库呈现减少趋势;不同研究区域相同林分的土壤呼吸效率初步表现为南强北弱;我国亚热带森林的土壤呼吸通量与世界其他地区的热带森林土壤呼吸通量相差无己,其释放的碳量对全球碳通量的影响应加以重视.     

基于CGE模型的林业碳税在森林采伐管理中的应用

【目的】为了协调采伐限额管理及采伐许可证等现有森林采伐管理制度与林权市场化改革的矛盾,通过控制碳排放的碳税制度来改变森林采伐的行政管理制度。【方法】在现有商品林的采伐管理制度中引入“林业碳税”,并借助一般均衡(CGE)模型对在森林采伐环节中针对商品林采伐所涉及的碳排放量征收的林业碳税进行定量分析。测定了森林采伐环节中的碳排放量及林业碳税税率范围,并模拟林业碳税在5、10、20、30、40元/m³5种税率情景下对林业投资、林业支出、碳排放量、各部门收益的影响。【结果】为了描述林业碳税对木材采伐量的可控性,构造的林业碳税CGE模型包括生产模块和经济主体模块两部分。生产模块由林产品流向、森林资源培育费用及市场总供给3类方程构成,经济主体模块则描述了各经济主体的收益和支出,以及相互间的转移支付,在设定的5种林业碳税税率中,20～30元/m³时,林业投资与支出、碳排放量及各部门收益等变化情况达到最佳。同时林业碳税应从征收目的、调节作用、税收归属及征税基本原则4个方面进行制度设计。【结论】林业碳税的征收能够平衡木材采伐量,获得的林业碳税收入应用于减少木材采伐行为的补偿,同时应该坚持激励和约束并重、税率设置循序渐进和动态调整、不同林区区别对待又合理借鉴的原则。     

基于VAR模型的碳汇价值对我国木材价格的影响

【目的】通过碳汇相关政策调节木材价格,提高林木经营者的收入水平,激发林农营林的积极性,促进木材市场有序发展。【方法】利用1994—2016年我国的碳汇价值和木材价格数据建立VAR模型,并运用脉冲响应函数与方差分解验证碳汇价值对木材价格的影响。【结果】碳汇价值冲击对木材价格是一种正向响应; 在滞后期为第2期时碳汇价值冲击引起木材价格出现最大的正响应,此时木材价格受到碳汇价值影响最大,实现了综合收益的最大化; 碳汇价值对木材价格波动的贡献度达15%。【结论】森林的固碳能力在森林的生长中发挥着越来越重要的作用,应该在森林经营的过程中给予适当的考虑。碳汇价值对木材价格表现正向影响,实现了木材经济价值与森林生态价值的双增长,也实现了碳汇收益和木材收益的总和最大化。应该将森林的碳汇价值纳入木材价格管理体系之中,提高林木经营者的积极性。     

世界林业的现状和发展趋势

<正>一九八五年年七月一日至十日在墨西哥首都墨西哥城召开了第九届世界林业大会,作为中国林业代表团的一个成员,我也出席了这个全世界林业工作者的盛会,得益颇多。现根据参加会议的认识和体会,撰写了这篇文章。     

珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响

阐明珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响是精准评估人工林碳源/汇性质和提升人工林质量的重要基础。本研究以6年生的桉树纯林(EP)、桉树×红锥混交林(MEC)、桉树×望天树混交林(MEP)为对象,探讨珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响及作用机制。结果表明,EP、MEC、MEP的生态系统生物量和碳储量分别是135.78,154.75,155.24t/hm~2和197.89,225.45,227.37t/hm~2。方差分析表明,珍贵乡土树种红锥和望天树与桉树混交显著提高了人工林生态系统的生物量和碳储量,混交林生态系统生物量比纯林提高13.97%—14.33%,而碳储量比纯林提高13.93%—14.89%。说明红锥和望天树与桉树混交属于促进(Facilitation)或竞争减弱(Competitive reduction)的种间相互作用关系,种间竞争小于种内竞争,资源的有效性和利用率提高,因而促进林分生态系统生物量和碳储量的提高。红锥和望天树与桉树混交可以实现桉树木材生产与其他生态服务的平衡,是一种较好的经营模式。     

Old-growth forests as global carbon sinks

Old-growth forests remove carbon dioxide from the atmosphere at rates that vary with climate and nitrogen deposition. The sequestered carbon dioxide is stored in live woody tissues and slowly decomposing organic matter in litter and soil. Old-growth forests therefore serve as a global carbon dioxide sink, but they are not protected by international treaties, because it is generally thought that ageing forests cease to accumulate carbon. Here we report a search of literature and databases for forest carbon-flux estimates. We find that in forests between 15 and 800 years of age, net ecosystem productivity (the net carbon balance of the forest including soils) is usually positive. Our results demonstrate that old-growth forests can continue to accumulate carbon, contrary to the long-standing view that they are carbon neutral. Over 30 per cent of the global forest area is unmanaged primary forest, and this area contains the remaining old-growth forests. Half of the primary forests (6 x 10(8) hectares) are located in the boreal and temperate regions of the Northern Hemisphere. On the basis of our analysis, these forests alone sequester about 1.3 +/- 0.5 gigatonnes of carbon per year. Thus, our findings suggest that 15 per cent of the global forest area, which is currently not considered when offsetting increasing atmospheric carbon dioxide concentrations, provides at least 10 per cent of the global net ecosystem productivity. Old-growth forests accumulate carbon for centuries and contain large quantities of it. We expect, however, that much of this carbon, even soil carbon, will move back to the atmosphere if these forests are disturbed.     

热带森林碳通量研究综述

综述了热带森林碳通量的研究结果，指出随着电子测量和存储技术的发展，微气象涡度相关法已应用于森林碳通量的测量和研究；热带森林是碳源还是碳汇仍是一个存在争议的问题，热带森林的利用方式以及森林火灾在很大程度上决定了热带森林是碳源还是碳汇。夜间通量测量的不准确性，水平平流以及垂直平流都会在一定程度上影响碳通量测量的准确性，因此只有尽量减小测量误差，提高数据分析及处理技术，才能更准确地了解热带森林的作用。