摘要:森林是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)中最重要的碳庫(kù)之一,在降低大氣中溫室氣體濃度、緩解全球氣候變暖方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。擴(kuò)大森林覆蓋面積被認(rèn)為是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)可行且成本較低的減緩氣候變暖的措施。森林通過(guò)光合作用將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為生物質(zhì),并釋放出氧氣,因此具有吸收大量二氧化碳的能力,這種作用被稱為森林的固碳效應(yīng)。隨著碳中和戰(zhàn)略的提出,碳匯交易的地位日益凸顯,聚焦碳匯市場(chǎng)中人工造林固碳的相關(guān)研究進(jìn)行了展望,并提出了對(duì)未來(lái)研究工作的新思考。
關(guān)鍵詞:碳匯;人工造林;固碳效應(yīng)
碳交易作為一種應(yīng)對(duì)全球二氧化碳排放挑戰(zhàn)的市場(chǎng)機(jī)制,源自1992年通過(guò)的《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》,并于1997年12月在日本京都通過(guò)了第一個(gè)附加協(xié)議——《京都議定書》。該協(xié)議將市場(chǎng)機(jī)制視為解決溫室氣體減排問(wèn)題的新途徑,將二氧化碳排放權(quán)作為商品,從而催生了碳交易的出現(xiàn)。目前,許多國(guó)家和地區(qū)已開始采用碳交易機(jī)制進(jìn)行減排,其中包括澳大利亞、新西蘭、歐盟、美國(guó)的加州、加拿大的魁北克省,以及中國(guó)的北京、天津、上海、重慶、湖北、廣東、深圳、福建8個(gè)碳交易試點(diǎn)省市。隨著全球氣候變暖問(wèn)題的日益突出,減緩溫室氣體排放、降低碳排放量成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)[1]。作為應(yīng)對(duì)氣候變化的重要措施之一,碳交易機(jī)制逐漸受到國(guó)際社會(huì)的重視與推廣。碳交易以其市場(chǎng)化、經(jīng)濟(jì)性和有效性等特點(diǎn),成為全球減排的重要手段。
人工造林作為碳匯工程的重要組成部分,其在固碳減排方面的作用備受關(guān)注。在碳交易背景下,人工造林固碳效應(yīng)成為研究熱點(diǎn)之一。通過(guò)人工造林活動(dòng),可以有效地吸收大量的二氧化碳,減緩氣候變暖的進(jìn)程,同時(shí)也為碳交易市場(chǎng)提供了新的減排途徑。
本文旨在對(duì)碳交易背景下人工造林固碳效應(yīng)的研究進(jìn)展進(jìn)行淺析,系統(tǒng)梳理國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果,對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié),提出未來(lái)研究的展望,以期為推動(dòng)碳交易與人工造林的深度融合提供參考。
1碳匯研究方法
1.1碳匯的生產(chǎn)
森林中的植物可充當(dāng)二氧化碳的吸收器、儲(chǔ)存庫(kù)和緩沖器,通過(guò)光合作用將光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能吸收并固定空氣中的二氧化碳[2]。而人類亂砍濫伐過(guò)度開采森林資源,導(dǎo)致森林遭到嚴(yán)重的破壞,森林中儲(chǔ)存的大量的碳釋放出來(lái)進(jìn)入大氣。要解決這一問(wèn)題,就需要進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的森林培育活動(dòng),主要途徑有:(1)增加人工林種植面積,增加森林植被和土壤碳儲(chǔ)蓄量;(2)嚴(yán)格控制砍伐森林的面積,采用更為先進(jìn)的采伐作業(yè)方式,利用好現(xiàn)有木材;(3)當(dāng)?shù)卣雠勺o(hù)林員嚴(yán)防森林火災(zāi)和森林病蟲害,保護(hù)森林中現(xiàn)有的碳儲(chǔ)蓄量,減少其向大氣中排放。
1.2碳匯項(xiàng)目方法學(xué)
開展清潔發(fā)展機(jī)制下造林再造林碳匯活動(dòng)與一般意義上的造林存在很大區(qū)別,其中,基線與監(jiān)測(cè)方法學(xué)是一個(gè)重要的方面。主要體現(xiàn)在造林再造林碳匯活動(dòng)對(duì)合格林地的要求,即必須是20世紀(jì)50年代以來(lái)的無(wú)林地或者是1990年以來(lái)的無(wú)林地。除此之外還要求所開展的清潔發(fā)展機(jī)制的造林在造林碳匯活動(dòng)應(yīng)該給減緩氣候變化帶來(lái)真實(shí)的、可測(cè)量的和長(zhǎng)期的環(huán)境效益,而這些環(huán)境效應(yīng)在沒有此類活動(dòng)前,是不可能產(chǎn)生的。對(duì)項(xiàng)目基線的要求是清潔發(fā)展機(jī)制的造林再造林碳匯項(xiàng)目活動(dòng)是在沒有該項(xiàng)目活動(dòng)的情況下,項(xiàng)目邊界碳量的變化。監(jiān)測(cè)的基本方法包括連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)法和空間代替法,具體的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要包括碳庫(kù)選擇、監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔、樣地?cái)?shù)量、土壤容量等4個(gè)方面[3]。
1.3碳循環(huán)模型
林業(yè)碳匯研究的核心是森林生態(tài)系統(tǒng)的凈第一生產(chǎn)力。在此背景下,本文中的碳循環(huán)模型特指對(duì)森林凈第一生產(chǎn)力長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)變化過(guò)程進(jìn)行定量研究的估算模型??傮w而言,這些模型可分為3大類:統(tǒng)計(jì)模型、參數(shù)模型和過(guò)程模型。(1)統(tǒng)計(jì)模型,通過(guò)建立凈第一生產(chǎn)力與氣候因子或蒸發(fā)位因子之間的關(guān)系來(lái)估算凈第一生產(chǎn)力。其中,Miami模型、Thornthwaite模型和Chikugo模型等為常見統(tǒng)計(jì)模型。(2)參數(shù)模型,在農(nóng)作物研究基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),這類模型以光能利用率理論為基礎(chǔ),通過(guò)植被冠層對(duì)太陽(yáng)輻射的有效利用率來(lái)推導(dǎo)凈第一生產(chǎn)力。(3)過(guò)程模型,根據(jù)植物生理學(xué)和生態(tài)學(xué)原理建立,通過(guò)模擬太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的過(guò)程以及植物冠層蒸騰和光合作用過(guò)程中的水分和能量交換,建立相應(yīng)的模型或模型庫(kù)。這些模型可用于估算陸地植被的凈第一生產(chǎn)力[4]。
2碳交易與人工造林固碳的關(guān)系
在碳交易背景下,本文把人工造林主要界定為滿足造林地合規(guī)性等碳交易額外性技術(shù)條件的造林活動(dòng),把固碳效應(yīng)界定為在合規(guī)林地上造林所產(chǎn)生的固碳減排量或者凈碳匯量,并通過(guò)固碳潛力和固碳能力來(lái)表征。因此,本研究中的人工造林固碳效應(yīng)主要是指人工造林的固碳減排量或者凈碳匯量,并通過(guò)固碳增匯潛力和固碳增匯能力來(lái)表征。碳交易的積極發(fā)展對(duì)人工造林具有促進(jìn)作用,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
2.1碳市場(chǎng)需求
隨著碳交易市場(chǎng)的不斷發(fā)展和壯大,對(duì)碳匯的需求也在增加。人工造林作為一種主要的碳匯項(xiàng)目之一,受到了市場(chǎng)的廣泛關(guān)注。碳交易機(jī)制為人工造林項(xiàng)目提供了經(jīng)濟(jì)激勵(lì)[5]。在碳市場(chǎng)中,企業(yè)和國(guó)家可以通過(guò)購(gòu)買碳排放配額或參與碳抵消項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn)碳排放減少目標(biāo)。人工造林作為一種碳匯項(xiàng)目,可以通過(guò)固定大量的二氧化碳,獲得相應(yīng)的碳收益,從而獲得經(jīng)濟(jì)收益。這種經(jīng)濟(jì)激勵(lì)可以吸引更多的投資者和機(jī)構(gòu)參與人工造林項(xiàng)目,推動(dòng)人工造林規(guī)模的擴(kuò)大和發(fā)展。促使企業(yè)和國(guó)家積極尋求碳抵消項(xiàng)目,人工造林項(xiàng)目成為他們優(yōu)先考慮的選擇之一。因此,碳交易推動(dòng)了人工造林項(xiàng)目的需求增長(zhǎng),并為其發(fā)展提供了市場(chǎng)保障。
2.2政策支持
為了實(shí)現(xiàn)國(guó)際碳減排承諾,許多國(guó)家和地區(qū)制定了一系列支持人工造林發(fā)展的政策和措施。這些政策包括財(cái)政補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、碳交易配額分配等,為人工造林項(xiàng)目提供了政策支持和經(jīng)濟(jì)保障[6]。碳交易機(jī)制的推動(dòng)作用使得政府更加重視人工造林項(xiàng)目,進(jìn)一步加大了政策支持力度,促進(jìn)了人工造林項(xiàng)目的實(shí)施和發(fā)展。
2.3環(huán)境效益
除了經(jīng)濟(jì)效益外,碳交易帶動(dòng)人工造林項(xiàng)目創(chuàng)造環(huán)境效益。碳交易所產(chǎn)生大規(guī)模的人工造林可以有效固定大量的二氧化碳,減少大氣中的溫室氣體,有助于減緩氣候變化進(jìn)程。同時(shí),人工造林還可以改善生態(tài)環(huán)境、保護(hù)森林水土資源、促進(jìn)生物多樣性等,促進(jìn)社會(huì)和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
3人工造林固碳影響因素
(1) 樹種選擇:不同樹種的生長(zhǎng)速度、生長(zhǎng)周期、碳儲(chǔ)存能力等各有不同,因此樹種選擇是影響人工造林固碳效應(yīng)的重要因素。一般來(lái)說(shuō),快速生長(zhǎng)、高密度的樹種(如杉木、桉樹等)具有較高的碳固定能力,能夠更快地吸收二氧化碳,實(shí)現(xiàn)碳匯效應(yīng)。
(2) 地理環(huán)境:地理環(huán)境包括氣候、土壤、地形等因素。氣候條件(如溫度、降水量)直接影響樹木生長(zhǎng)的速度和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,土壤類型和質(zhì)地影響著樹木根系的生長(zhǎng)和土壤碳儲(chǔ)存能力,地形地貌則影響著水土流失情況和樹木生長(zhǎng)的適應(yīng)性。
(3) 管理措施:管理措施包括植樹密度、間伐制度、施肥、灌溉等。合理的管理措施能夠促進(jìn)樹木的生長(zhǎng)和碳吸收,提高碳固定效率。例如適度的間伐可以促進(jìn)樹木生長(zhǎng),增加林地的碳儲(chǔ)存量;合理的施肥措施可以提高土壤的肥力,增加碳儲(chǔ)存量。
(4) 年齡結(jié)構(gòu):人工造林的年齡結(jié)構(gòu)對(duì)固碳效應(yīng)具有重要影響。隨著林木的生長(zhǎng)和發(fā)育,固定的碳量會(huì)逐漸增加,達(dá)到一定年齡后固碳效應(yīng)會(huì)逐漸減弱。因此,人工造林項(xiàng)目的年齡結(jié)構(gòu)合理性對(duì)于最大化固碳效應(yīng)具有重要意義。
(5) 自然干擾:自然干擾(如火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、病蟲害等)會(huì)對(duì)人工造林固碳效應(yīng)產(chǎn)生不利影響。這些自然因素可能導(dǎo)致樹木死亡、生長(zhǎng)緩慢,甚至破壞整個(gè)林地生態(tài)系統(tǒng),降低碳固定能力。
(6) 人為干擾:人為干擾(如砍伐、開發(fā)、過(guò)度放牧等)也會(huì)對(duì)人工造林固碳效應(yīng)產(chǎn)生影響。不合理的開發(fā)和管理行為可能導(dǎo)致樹木砍伐、土壤侵蝕等問(wèn)題,減少了樹木的存活率和生長(zhǎng)速度,降低了碳固定能力。
4前景展望
4.1發(fā)展趨勢(shì)
加強(qiáng)對(duì)人工造林固碳效應(yīng)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和評(píng)估,建立長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)體系,深入研究其長(zhǎng)期效應(yīng)和變化規(guī)律。對(duì)人工造林固碳效應(yīng)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范管理,提高數(shù)
(上接第53頁(yè))
據(jù)質(zhì)量和可比性,確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信度。進(jìn)一步探索多種評(píng)價(jià)方法,如基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益等維度的評(píng)價(jià)方法,全面理解人工造林固碳效應(yīng)的多方面影響。加強(qiáng)碳交易政策的穩(wěn)定性和可預(yù)見性,完善碳交易法律法規(guī),為人工造林項(xiàng)目提供良好的政策環(huán)境和市場(chǎng)機(jī)制支持。
未來(lái)的研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注長(zhǎng)期效應(yīng)的評(píng)估、數(shù)據(jù)質(zhì)量的提升、多元化評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用,同時(shí)加強(qiáng)政策支持和市場(chǎng)機(jī)制建設(shè),以推動(dòng)人工造林固碳效應(yīng)研究向更深和更廣進(jìn)軍,為碳交易的實(shí)踐提供更有效的支撐和指導(dǎo)。
4.2挑戰(zhàn)
碳市場(chǎng)存在一定的波動(dòng)性,碳價(jià)格可能會(huì)受到經(jīng)濟(jì)、政策和市場(chǎng)供需等因素的影響,從而影響人工造林項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益[7]。人工造林項(xiàng)目需要長(zhǎng)期監(jiān)管和管理,包括樹木生長(zhǎng)情況的監(jiān)測(cè)、碳儲(chǔ)存量的評(píng)估、項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)等。如果缺乏有效的管理措施,可能會(huì)影響項(xiàng)目的可持續(xù)性和效益實(shí)現(xiàn)。大面積發(fā)展人工造林也會(huì)面臨土地利用沖突的問(wèn)題,例如與農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),以及與土地所有權(quán)和使用權(quán)相關(guān)的爭(zhēng)議,這可能影響項(xiàng)目的實(shí)施和運(yùn)營(yíng)。生態(tài)方面,人工造林也會(huì)遭遇例如林火、病蟲害等自然災(zāi)害,以及非法砍伐、環(huán)境污染等人為因素的影響,這可能影響項(xiàng)目的生態(tài)效益和可持續(xù)性。
5結(jié)語(yǔ)
人工造林固碳與碳交易密切相關(guān),具有重要的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。人工造林作為一種重要的碳匯項(xiàng)目,通過(guò)固定大量的二氧化碳,有助于減少大氣中的溫室氣體濃度,減緩氣候變化,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。碳交易作為一種減排機(jī)制,為人工造林項(xiàng)目提供了經(jīng)濟(jì)激勵(lì),促進(jìn)了項(xiàng)目的發(fā)展與實(shí)施。
在碳交易背景下,人工造林項(xiàng)目不僅具有環(huán)境效益,還能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收益。參與碳交易可以為項(xiàng)目提供經(jīng)濟(jì)激勵(lì),增加了其可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力。然而,碳市場(chǎng)波動(dòng)、長(zhǎng)期監(jiān)管和管理、土地利用沖突、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等因素也給人工造林項(xiàng)目帶來(lái)了挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。因此,需要政府、企業(yè)和社會(huì)各界共同努力,加強(qiáng)管理和監(jiān)管,優(yōu)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施,降低風(fēng)險(xiǎn),提高項(xiàng)目的抗風(fēng)險(xiǎn)能力和可持續(xù)性,以實(shí)現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
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作者簡(jiǎn)介:韓柳珩,男, 山東龍口人,碩士研究生,研究方向:森林生態(tài)學(xué)。