生态环境部官媒《环境保护》刊发“基于全口径碳汇监测的中国森林碳中和能力分析”

碳中和已成为网络高频热词，百度搜索结果约1亿次！与其密切相关的森林碳汇也成为热词，搜索结果超过1200万次。最近的两组数据显示，我国森林面积和森林蓄积量持续增长将有效助力实现碳中和目标。第一组数据：2020年10月28日，国际知名学术期刊《自然》发表的多国科学家最新研究成果显示，2010-2016年我国陆地生态系统年均吸收约11.1亿吨碳，吸收了同时期人为碳排放量的45%。该数据表明，此前中国陆地生态系统碳汇能力被严重低估；第二组数据：2021年3月12日，国家林业和草原局新闻发布会介绍，我国森林资源中幼龄林面积占森林面积的60.94%。中幼龄林处于高生长阶段，伴随森林质量不断提升，其具有较高的固碳速率和较大的碳汇增长潜力，这对我国碳达峰、碳中和具有重要作用。

我国森林生态系统碳汇能力之所以被低估，主要原因是碳汇方法学存在缺陷，即推算森林碳汇量采用的材积源生物量法是通过森林蓄积量增量进行计算的，而一些森林碳汇资源并未被统计其中。因此，本研究将从森林碳汇资源和森林全口径碳汇入手，分析40年来中国森林全口径碳汇的变化趋势和累积成效，进一步明确林业在实现碳达峰与碳中和过程中的重要作用。

森林全口径碳汇的提出

在了解陆地生态系统特别是森林对实现碳中和的作用之前，需要明确两个概念，即森林碳汇与林业碳汇。森林碳汇是森林植被通过光合作用固定二氧化碳，将大气中的二氧化碳捕获、封存、固定在木质生物量中，从而减少空气中二氧化碳浓度。林业碳汇是通过造林、再造林或者提升森林经营技术增加的森林碳汇，可以进行交易。目前推算森林碳汇量采用的材积源生物量法存在明显的缺陷，导致我国森林碳汇能力被低估。其缺陷主要体现在以下三方面。

其一，森林蓄积量没有统计特灌林和竹林，只体现了乔木林的蓄积量，而仅通过乔木林的蓄积量增量来推算森林碳汇量，忽略了特灌林和竹林的碳汇功能。表1为历次全国森林资源清查期间我国有林地及其分量（乔木林、经济林和竹林）面积的统计数据。我国有林地面积近40年增长了10292.31万公顷，增长幅度为89.28%。有林地面积的增长主要来源于造林。

表1  历次全国森林资源清查期间全国有林地面积     单位：万公顷

图1显示了历次全国森林资源清查期间的全国造林面积，造林面积均保持在2000万公顷/5年之上。ChiChen等的研究也证明了造林是我国增绿量居于世界前列的最主要原因。竹林是森林资源中固碳能力最强的植物，在固碳机制上，属于碳四（C4）植物，而乔木林属于碳三（C3）植物。虽然没有灌木林蓄积量的统计数据，但我国特灌林面积广袤，也具有显著的碳中和能力。近40年来，我国竹林面积处于持续的增长趋势，增长量为309.81万公顷，增长幅度为93.49%；灌木林地（特灌林＋非特灌林灌木林）面积亦处于不断增长的过程中，近40年其面积增长了5倍（见图2）。

图1  历次全国森林资源清查期间全国造林面积

图2 近40年我国竹林和灌木林面积变化

第九次全国森林资源清查结果显示，我国竹林面积641.16万公顷、特灌林面积3192.04万公顷。竹林是世界公认的生长最快的植物之一，具有爆发式可再生生长特性，蕴含着巨大的碳汇潜力，是林业应对气候变化不可或缺的重要战略资源。研究表明，毛竹年固碳量为5.09吨/公顷，是杉木林的1.46倍，是热带雨林的1.33倍，同时每年还有大量的竹林碳转移到竹材产品碳库中长期保存。灌木是森林和灌丛生态系统的重要组成部分，地上枝条再生能力强，地下根系庞大，具有耐寒、耐热、耐贫瘠、易繁殖、生长快的生物学特性。尤其是在干旱、半干旱地区，生长灌木林的区域是重要的生态系统碳库，对减少大气中二氧化碳含量具有重要作用。

其二，疏林地、未成林造林地、非特灌林灌木林、苗圃地、荒山灌丛、城区和乡村绿化散生林木也没在森林蓄积量的统计范围之内，它们的碳汇能力也被忽略了。图3展示了我国近40年来疏林地、未成林造林地和苗圃地面积的变化趋势。第九次全国森林资源清查结果显示，我国疏林地面积为342.18万公顷、未成林造林地面积为699.14万公顷、非特灌林灌木林面积为1869.66万公顷、苗圃地面积为71.98万公顷、城区和乡村绿化散生林木株数为109.19亿株（因散生林木具有较高的固碳速率，可以相当于2000万公顷森林资源的碳中和能力）。疏林地是指附着有乔木树种，郁闭度在0.1～0.19的林地，可以有效增加森林资源、扩大森林面积、改善生态环境的。其郁闭度过低的特点，恰恰说明其活立木种间和种内竞争比较微弱，而其生长速度较快的事实，又体现了其较强的碳汇能力。未成林造林地是指人工造林后，苗木分布均匀，尚未郁闭但有成林希望或补植后有成林希望的林地，是提升森林覆盖率的重要潜力资源之一，其处于造林的初始阶段，也是林木生长的高峰期，碳汇能力较强。苗圃地是繁殖和培育苗木的基地，由于其种植密度较大，碳密度必然较高。有研究表明，苗圃地碳密度明显高于未成林造林地和四旁树，其固碳能力不容忽视。城区和乡村绿化散生林木几乎不存在生长限制因子，生长速度更接近于生产力的极限，也意味着其固碳能力十分强大。

其三，森林土壤碳库是全球土壤碳库的重要组成部分，也是森林生态系统中最大的碳库。森林土壤碳含量占全球土壤碳含量的73%，森林土壤碳含量是森林生物量的2～3倍，它们的碳汇能力同样被忽略了。土壤中的碳最初来源于植物通过光合作用固定的二氧化碳，在形成有机质后通过根系分泌物、死根系或者枯枝落叶的形式进入土壤层，并在土壤中动物、微生物和酶的作用下，转变为土壤有机质存储在土壤中，形成土壤碳汇。但是，森林土壤年碳汇量大部分集中在表层土壤（0-20cm），不同深度的森林土壤在年固碳量上存在差别，表层土壤（0-20cm）年碳汇量约比深层土壤（20-40cm）高出30%，深层土壤中的碳属于持久性封存的碳，在短时间内保持稳定的状态，且有研究表明成熟森林土壤可发挥持续的碳汇功能，土壤表层20cm有机碳浓度呈上升趋势。

图3 近40年我国疏林地、未成林造林地、苗圃地面积变化

基于以上分析和中国森林资源核算项目一期、二期、三期研究成果，本文提出了森林碳汇资源和森林全口径碳汇新理念。森林全口径碳汇能更全面地评估我国的森林碳汇资源，避免我国森林生态系统碳汇能力被低估，同时还能彰显出我国林业在碳中和中的重要地位。森林碳汇资源为能够提供碳汇功能的森林资源，包括乔木林、竹林、特灌林、疏林地、未成林造林地、非特灌林灌木林、苗圃地、荒山灌丛、城区和乡村绿化散生林木等。森林植被全口径碳汇＝森林资源碳汇（乔木林碳汇＋竹林碳汇＋特灌林碳汇）＋疏林地碳汇＋未成林造林地碳汇＋非特灌林灌木林碳汇＋苗圃地碳汇＋荒山灌丛碳汇＋城区和乡村绿化散生林木碳汇，其中，含2.2亿公顷森林生态系统土壤年碳汇增量。基于第九次全国森林资源清查数据，核算出我国森林全口径碳中和量为4.34亿吨，其中，乔木林植被层碳汇2.81亿吨、森林土壤碳汇0.51亿吨、其他森林植被层碳汇1.02亿吨（非乔木林）。

当前我国森林全口径碳汇在碳中和所发挥的作用

中国森林资源核算第三期研究结果显示，我国森林全口径碳汇每年达4.34亿吨碳当量。其中，黑龙江、云南、广西、内蒙古和四川的森林全口径碳汇量居全国前列，占全国森林全口径碳汇量的43.88%。在2021年1月9日召开的中国森林资源核算研究项目专家咨询论证会上，中国科学院院士蒋有绪、中国工程院院士尹伟伦肯定了森林全口径碳汇这一理念，对森林生态服务价值核算的理论方法和技术体系给予高度评价。尹伟伦表示，生态价值评估方法和理论，推动了生态文明时代森林资源管理多功能利用的基础理论工作和评价指标体系的发展。蒋有绪表示，固碳功能的评估很好地证明了中国森林生态系统在碳减排方面的重要作用，希望中国森林生态系统在碳中和任务中担当重要角色。

2020年3月15日，习近平总书记主持召开的中央财经委员会第九次会议强调，2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体。如果按照全国森林全口径碳汇4.34亿吨碳当量折合15.91亿吨二氧化碳量计算，森林可以起到显著的固碳作用，对于生态文明建设整体布局具有重大的推进作用。

图4 全国森林全口径碳汇的碳中和作用

2020年9月27日，生态环境部举行的“积极应对气候变化”政策吹风会介绍，2019年我国单位国内生产总值二氧化碳排放量比2015年和2005年分别下降约18.2%和48.1%，2018年森林面积和森林蓄积量分别比2005年增加4509万公顷和51.04亿立方米，成为同期全球森林资源增长最多的国家。通过不断努力，我国已成为全球温室气体排放增速放缓的重要力量。目前，我国人工林面积达7954.29万公顷，为世界上人工林面积最大的国家，其约占天然林面积的57.36%，但单位面积蓄积生长量为天然林的1.52倍，这说明我国人工林在森林碳汇方面起到了非常重要的作用。另外，我国森林资源中幼龄林面积占森林面积的60.94%，中幼龄林处于高生长阶段，具有较高的固碳速率和较大的碳汇增长潜力。由此可见，森林全口径碳汇将对我国碳达峰、碳中和起到重要作用。

40年以来我国森林全口径碳汇的变化趋势和累积成效

近40年来，我国森林全口径碳汇能力不断增强。在历次森林资源清查期，我国森林生态系统全口径碳汇量分别为1.75亿吨/年（第二次：1977-1981年）、1.99亿吨/年（第三次：1984-1988年）、2.00亿吨/年（第四次：1989-1993年）、2.64亿吨/年（第五次：1994-1998年）、3.19亿吨/年（第六次：1999-2003年）、3.59亿吨/年（第七次：2004-2008年）、4.03亿吨/年（第八次：2009-2013年）、4.34亿吨/年（第九次：2014-2018年）（见图5）。从第二次森林资源清查开始，历次清查期间森林生态系统全口径碳汇能力提升幅度分别为0.50%、32.00%、20.83%、12.54%、12.26%、7.69%。第九次森林资源清查期间，我国森林生态系统全口径碳汇能力较第二次森林资源清查期间增长了2.59亿吨/年，增长幅度为148.00%。

图5 近40年我国森林全口径碳汇量变化

根据以上核算结果进行统计，计算得出近40年我国森林生态系统全口径碳汇总量为117.70亿吨碳当量，合431.57亿吨二氧化碳。根据中国统计年鉴统计数据，1978—2018年，我国能源消耗总量折合成消费标准煤为726.31亿吨，利用碳排放转换系数可知我国近40年工业二氧化碳排放总量为2002.36亿吨。经对比得出，近40年我国森林生态系统全口径碳汇总量约占工业二氧化碳排放总量的21.55%，也就意味着中和了21.55%的工业二氧化碳排放量。

结语

森林植被全口径碳汇包括森林资源碳汇（乔木林碳汇、竹林碳汇、特灌林碳汇）、疏林地碳汇、未成林造林地碳汇、非特灌林灌木林碳汇、苗圃地碳汇、荒山灌丛碳汇和城区和乡村绿化散生林木碳汇，能够避免采用材积源生物量法推算森林碳汇量存在的明显缺陷，有利于彰显林业在碳中和中的重要作用。基于第九次全国森林资源清查数据，核算出我国森林全口径碳中和量为4.34亿吨，其中，乔木林植被层碳汇2.81亿吨、森林土壤碳汇0.51亿吨、其他森林植被层碳汇1.02亿吨（非乔木林）。

森林植被的碳汇能力对于我国实现碳中和目标尤为重要。在实现碳达峰、碳中和过程中，除了大力推动经济结构、能源结构、产业结构转型升级外，还应进一步加强以完善森林生态系统结构与功能为主线的生态系统修复和保护措施。通过完善森林经营方式，加强对疏林地和未成林造林地的管理，使其快速地达到森林认定标准（郁闭度大于0.2），增强以森林生态系统为主体的森林全口径碳汇功能，加强绿色减排能力，提升林业在碳达峰与碳中和过程中的贡献，打造具有中国特色的碳中和之路。（推荐人：汪勇）