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“双碳”目标下人工林增汇路径研究

2022-05-30林雪

关键词:碳汇双碳人工林

林雪

摘 要:我国人工林规模世界居首,其为提升生态系统碳汇增量注入了强大动力,为实现碳达峰碳中和(“双碳”)目标提供了重要保障。基于人工林碳汇兼具自然与社会双重属性的特质,采用交叉学科的研究方法,通过对人工林生态系统与社会系统間互动关系的研究,发现当前我国人工林碳汇容积扩大,但仍有扩展空间;人工林碳汇容量增加,但仍待进一步增长;地区碳排放与人工林碳汇间存在矛盾。基于此提出以社会合力为支撑扩展人工林碳汇容积、以科学经营为基点增加人工林碳汇容量与以健全造林碳汇市场为依托增强人工林碳汇功能的人工林增汇对策建议,以期为我国实现“双碳”目标提供助力。

关键词:“双碳”目标;人工林;碳汇;增汇路径

中图分类号: S718.5文献标志码: A 文章编号:1672-0539(2022)03-0045-09

一、问题的提出

自1901年尼尔斯·古斯塔夫·埃科赫姆开始正式使用“温室效应”这一名词,人们对气候变化问题的认识经历了漫长过程。以1979年第一届世界气候大会为开端,“全球气候变暖”问题成为共识。1992年《联合国气候变化框架公约》签署、1997年《京都协议书》达成,使应对气候变化逐渐由国际共识发展为国际行动目标。2015年签署的《巴黎协定》是国际社会应对气候变化新阶段与新行动框架确立的重要转折点。人工造林通过增加森林面积、提升森林蓄积量,进而提升森林生态系统碳储量,成为缓解全球气候变暖的重要途径之一(1)。

国际社会对造林碳汇问题的关注与气候变化问题的认识相伴而行。1997年《京都协议书》明确指出要“通过造林增加CO2吸收”;《波恩政治协议》和《马拉喀什协定》中将造林、再造林纳入合格清洁发展机制项目;《联合国气候变化框架公约》第九次、十次缔约会对造林、再造林碳汇项目的具体操作规则予以明确。《巴黎协定》对“加强森林碳储量”细则的进一步规定,推动着国际社会以植树造林增加森林碳汇的实践深入发展(2)。同时,国际社会对造林碳汇问题的理论研究也渐趋繁荣。相关研究最早始于国际科联(ICSU)执行的国际生物学计划(IBP),之后大多基于自然科学领域的阐释论证,如Nhung Nghiem以越南尾叶按人工林为样本拟合模型,探讨延长轮伐期增加人工林碳储量的可能路径[1];Adam J. Daigneaul等以美国太平洋西北部的花旗松人工林设计随机动态模型,探讨疏伐与优化轮伐期的管理方式对减缓气候变化产生的重要作用等[2]。

中国的植树造林有着悠久的历史,对其作用的认识经历了从中华人民共和国成立之初强调植树造林的经济效益(3),20世纪80年代重视植树造林防风固沙、水土保持的生态功能(4),至2007年《应对气候变化国家方案》将植树造林确定为低碳发展的重要举措之一,标志着植树造林的碳汇功能受到重视的转变过程。在全球温室气体排放量不断攀升(5)且全球气候治理格局日益复杂的背景下,中国主动承担减排责任,多次对森林碳汇功能予以强调。2020年12月12日,习近平在气候雄心峰会上承诺“到2030年,森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米”[3]。2021年10月24日发布的《中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》指出,“到2025年,森林覆盖率达到24.1%,森林蓄积量达到180亿立方米,为实现碳达峰、碳中和奠定坚实基础。到2030年,森林覆盖率达到25%左右,森林蓄积量达到190亿立方米,二氧化碳排放量达到峰值并实现稳中有降”[4]。党的十八大以后,习近平10次参加首都义务植树活动,在参加2022年首都义务植树活动时提出,“森林是水库、钱库、粮库,现在应该再加上一个‘碳库。森林和草原对国家生态安全具有基础性、战略性作用,林草兴则生态兴”[5]。在我国天然林有限且不断减少的趋势下,通过人工造林提升森林生态系统的碳汇增量被给以更多关注,国内学术界也展开了广泛研究。

国内人工林碳汇问题的研究也主要集中于自然科学领域,以模型建构、方法分析对国内特定区域、特定人工林树种的碳储总量、固碳能力、固碳成本等方面进行研究并取得了丰硕成果。如赵敬等通过野外调查与室内分析,对山西太岳山31年生落叶松人工林的碳汇总量及其功能进行探讨[6];翟明瑶等通过NPP实测法,对通辽市杨树人工林的含碳率及碳密度进行研究[7];薛蓓蓓等通过森林固碳成本模型,对福建顺昌国有林场杉木、马尾松人工林固碳成本的影响因子进行分析等[8]。

人工林碳汇问题研究在自然科学领域的欣欣向荣与社会科学领域的鲜有问津构成了极大反差。实际上,人工林生态系统深嵌于社会系统之中,人工林碳储变化不仅受自然规律影响,也受社会各因素间的相互作用,从我国历史上人为因素的改变引起人工林资源的动态变化进而触发人工林碳储量的消长变动便可窥见一斑。由此,对人工林碳汇问题的研究不能局限于自然科学领域的探讨,而要立足于自然科学与社会科学相融合的整体性维度进行辩证解读与探究。但是,目前在社会科学领域的既有研究大多侧重具体实践方面的微观探索,如岳军伟等通过将天然林与人工林的固碳特征进行比较分析,归纳总结人工林碳密度、碳储量的变化趋势[9];黄从德等探讨了自然条件、人类活动、林分状况等因素对人工林碳储量的影响[10]。而结合时代背景的宏观分析,多数研究基于林业碳汇整体,未细分以人工林碳汇展开探析,如胡鞍钢等探讨了通过打造世界上最大的林业碳汇市场的政策建议助力中国实现“双碳”目标[11]。在当前中国人工林面积长期居于世界首位,对维持全球森林覆盖面积基本平衡、减缓大气二氧化碳浓度方面有着关键性作用的背景下,结合社会科学视角对人工林碳汇问题展开探讨具有重要的理论与实践意义。一方面,有利于廓清人工林碳汇问题的理论范畴,营造跨学科交流与互动的弹性空间;另一方面,也有利于理论反哺实践,助推人工林碳汇实践的发展。

二、人工林碳汇发展现状

(一)人工林碳汇容积扩大,但仍有扩展空间

人工林面积是决定人工林碳汇容积的重要因素,扩大人工林碳汇容积有助于人工林碳汇增量的提升。中华人民共和国成立之初,毛泽东提出要“在一切宅旁、村旁、路旁、水旁,以及荒地上荒山上,即在一切可能的地方,均要按规格种起树来,实行绿化”[12]26,轟轰烈烈的植树造林运动带来了中国大地的盎然绿色,但这一时期的植树造林仍囿于零星化、碎片式。1979年以“三北”防护林为代表的林业重点工程相继实施,推动了人工林面积大规模增加。近年来,林业生态重点工程深入推进、科学技术的创新发展等实践探索使人工林面积实现“质”的跨越(见表1、表2)。至2021年,我国人工林面积795428平方千米,全球增绿四分之一来自中国,是世界上人工林面积最大的国家[13],形成了巨大的人工林碳汇。

虽然我国人工林面积不断扩大,森林资源总量位居世界前列。但我国人均0.0016平方千米的森林面积与全球人均0.0055平方千米的森林面积仍有较大差距[15]3,如何进一步提升森林的人均占有量,进而扩展森林碳汇容积,在天然林有限的背景下,人工造林任重道远。同时,依据第九次森林资源清查数据,全国宜林地面积为499779平方千米,宜林地中质量“好”的仅占11.55%,“差”的却为50.82%[15]4,使人工林面积的增加、碳汇容积的扩大面临较大压力。

(二)人工林碳汇容量增加,但仍待进一步增长

人工林的蓄积量是影响人工林碳汇容量的关键要素,提高人工林的蓄积量可以极大地提升人工林碳吸收的能力与速度,进而增加人工林碳汇容量。近年来,我国人工林的蓄积量与蓄积增速均在稳步提升,仅2015—2020年,人工林蓄积量净增9.04亿立方米,已达到同期天然林增量的2/3[16]。同时,据研究测算:经过科学抚育,每0.01平方千米森林蓄积量可以增加20%~40%,年均生长量可以达到7立方米[11]。当前,我国森林抚育量呈持续提升态势,加速了林分生长,增加了人工林的碳储量(见表1)。然而,我国人工林蓄积量虽在不断提高,但每0.01平方千米59.30立方米的单位蓄积[15]26与我国天然林111.36立方米的单位蓄积、世界立木137.1立方米的单位蓄积仍具有明显差距[15]22,较低的人工林单位蓄积制约了我国人工林碳汇容量进一步增长。

人工林的林龄结构是影响人工林碳汇容量的重要因素,自然状态下森林的固碳速率与林龄结构紧密相连。根据幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林的森林生长过程将森林碳动态划分为固碳速率较低的初始阶段或干扰后的再生阶段、固碳速率最大的逻辑斯蒂生长阶段、固碳速率下降的成熟阶段以及碳分解到土壤的森林死亡阶段。幼龄林和中龄林处于逻辑斯蒂生长阶段,固碳速率相对较快,有助于提高人工林生态系统碳汇强度。然而伴随着人工林生长至成熟林与过熟林,异氧与自氧呼吸增加,人工林的固碳能力将有所下降,碳素的吸收与释放基本保持平衡,整体人工林生态系统的碳储量将趋于饱和。当前,在我国人工乔木林中,幼龄林面积为232591平方千米,占40.72%,蓄积为58541.1万立方米,占17.28%;中龄林面积为169680平方千米,占29.7%,蓄积为111444.54万立方米,占32.9%[15]28。由此可见,我国中幼龄人工林仍保持较高占比,人工林的固碳能力处于高峰,其碳汇容量不断增加。

人工林树种单一化、病虫害发生频率高等质量问题成为制约我国人工林碳汇容量进一步增加的重要因素。首先,较低的人工林单位面积蓄积量致使其碳密度不高、固碳能力有待提升。其次,研究表明,混交林相比纯林,更能使占据不同生态位的树种相互补充,进而积累更多的生物量与二氧化碳。但目前我国主要是集中连片、品种单一的人工纯林。在全国人工乔木林面积中,针叶林为262673平方千米,占45.98%;阔叶林为269858平方千米,占47.24%;针阔混交林仅为38736平方千米,占6.78%[15]28。现有的人工纯林较难形成乔灌草多层的群落结构,影响其吸收固持二氧化碳。再次,当前人工纯林的食物链条数少、调节能力差、较不稳定,易受火灾、病虫害等自然扰动因素的影响,固碳能力随之降低(6)。

(三)地区碳排放与人工林碳汇间的矛盾

当前,我国人工林分布并不均衡,部分省份作为高二氧化碳排放区,却是低人工林碳汇区,使这些省份的二氧化碳无法被吸收与存储,地区碳排放与人工林碳汇间的矛盾成为制约人工林碳汇功能有效发挥的瓶颈问题。

以往我国陆地生态系统固碳量增加的研究表明,60%的人工林碳汇增量来自森林面积的增加[17]。其中,得益于大面积的未成林造林地、优质的自然立地条件与较少侵占林地行为等现实因素,我国大面积人工林主要集中在广西、广东、内蒙古、云南、四川、湖南,这六个省份的人工林面积合计346046平方千米,占全国人工林面积的43.5%[15]26(见图1)。

森林蓄积量是影响森林碳储量的又一重要因素。据测算,森林蓄积量每增加1亿立方米,相应可以多固定1.6亿吨二氧化碳[18]。广西、福建、四川、云南、广东、黑龙江六个省份在拥有大面积未成林造林地的基础上受人为扰动因素影响少,其人工林蓄积量位居前列(见图2)。

而我国的二氧化碳排放主要集中在一些能源大省、工业大省,如河北、山东、江苏、山西等,但这些省份人工林的面积与蓄积均不高,是典型的低人工林碳汇区(见图3)。

三、人工林增汇进路的建议

随着我国碳达峰碳中和目标向纵深推进,人工林增汇作为实现“双碳”目标的重要路径之一成为大众关注的焦点。从目前我国人工林碳汇发展现状来看,人工林碳汇的容积、容量有待进一步发力;地区碳排放与人工林碳汇间的矛盾尚待解决。新时期建构人工林增汇的路径需突破当前面临的瓶颈问题,进而为实现“双碳”目标贡献力量。

(一)以社会合力为支撑扩展人工林碳汇容积

人工林面积的增加是提高人工林碳汇容积的主要途径,通过增加人工林面积以扩展人工林碳汇容积是一项整体性工程,但人们的关注多集中于国家与政府,其实除了国家责任、政府责任外,社会多元主体间的互相支撑、良性互动也发挥着重要作用。

政府一直以来在增加人工林面积、扩大人工林碳汇容积的实践进程中发挥着重要且很好的作用,如组织机构的设置、发展规划的制定、政策的引导与林业重点工程建设等举措,均有力地推动了人工林面积的增加,从而扩大了人工林碳汇容积。新时期,政府除了采取自上而下的规制手段外,还应更广泛地运用物质利益原则,采取相应的措施将人工林面积的增加、人工林碳汇容积的扩展与企业、社会大众的切身利益紧密联系起来,营造宽松的发展环境,促使国内外资金、技术等生产要素在造林实践领域得到更充分利用。如支持与发展非公有造林形式,改变单纯依靠国家与部门发展的格局,提高管理水平、改善基础设施、加强科技应用,使人工造林的成活率、保存率大大提高,进而增加人工林面积、扩展人工林碳汇容积。

企业作为市场主体是社会重要的有机组成,在增加人工林面积、扩展人工林碳汇容积方面起着不可或缺的作用。新的时代背景下,企业的角色需要由被动参与者向主动承担者转换。蚂蚁森林是企业在人工造林实践中发挥主体性作用的典型例证(7),截至2021年8月,蚂蚁森林累计带动超过6.13亿人参与低碳生活,在内蒙古、甘肃、青海、宁夏等11个省区种下3.26亿棵树,种植总面积超过约2646.7平方千米[20],积累了大量的人工林碳储,吸引了数个企业、高校与机构相继加入,并于2019年9月19日获联合国“地球卫士奖”。蚂蚁森林项目以企业为纽带汇聚人工造林的全民力量,也为其他企业参与造林实践提供了借鉴意义。同时,对于企业自身而言,其在产生生态效益的同时也塑造了良好的企业形象,增强了社会竞争力。

广大群众始终是人工造林的重要力量,发动群众进行造林是中国共产党一以贯之的。早在1932年3月毛泽东签署的《中华苏维埃共和国临时中央政府人民委员会对于植树运动的决议案》中指出要“发动群众来种各种树木”[12]11。中华人民共和国成立后,党和政府更加重视全民义务植树,在1950年《中央人民政府政务院关于全国林业工作的指示》中要求发动群众,有计划造林。改革开放后,邓小平也指出可以“规定每人每年都要种几棵树”[21]2“植树造林,绿化祖国……要坚持二十年,坚持一百年,坚持一千年,要一代一代永远干下去”[21]3。《国务院关于开展全民义务植树运动的实施办法》的颁布将群众性的造林活动首次以行政法规的形式予以确立。2021年4月2日,习近平在参与首都义务植树中也指出要“让大家都树立起植树造林、绿化祖国的责任意识,形成全社会的自觉行动,共同建设人与自然和谐共生的美丽家园”[22]。新时期,全民义务植树的形式愈加多样化,为群眾参与提供了便捷途径。当前应大力倡导群众积极参与造林绿化、抚育管护、认种认养、捐资捐物、志愿服务等八大类尽责形式并依托互联网技术的发展推广“扫码尽责”“云端植树”的新模式,使自上而下的政策推动与自下而上的自觉行为有机结合,共同推动人工林面积的增加、人工林碳汇容积的扩充。

(二)以科学经营为基点增加人工林碳汇容量

研究表明,在可持续经营管理的基础上,森林的固碳能力可增加68%且固碳潜力是可持续的[23]。通过科学经营,提高人工林质量,提升人工林的蓄积量是促进人工林碳汇容量内涵式增加的基础。

人工林生态系统是大气—植被—土壤相互作用的复杂系统,子系统内部各要素及其与整体生态系统间均存在着复杂的作用与反馈机制。通过科学经营提升人工林质量,进而增加人工林碳汇容量需要从植被、土壤两个方面协同发力。首先,在人工林植被方面。一是要进行近自然改造,充分利用乡土树种,将生产力较低的同龄纯林改造成近自然状态的异龄、混交、复层的多功能人工林。在提升人工林结构复杂性的基础上,提高人工林的光能利用率、增强人工林的碳吸存能力。同时,生物种类丰富、健康稳定的人工林生态系统也有利于降低病虫害、火灾等影响因子对人工林生态系统碳循环的干扰,增强人工林碳吸存能力。二是要以合理间伐减少人工林木间的竞争、调整林分郁闭度,进而改善林内透光的质与量,提升人工林的蓄积量、增强其固碳能力。其次,在土壤方面。由于大部分人工林种植于较为贫瘠的土壤上,在人工林生长发育初期缺乏足够的凋落物予以补充、积累,致使人工林土壤碳密度较低。由此需要通过科学施肥以稳定土壤,促进土壤的养分循环,增强人工林的固碳能力。

(三)以健全造林碳汇市场为依托增强人工林碳汇功能

健全造林碳汇市场,增强人工林碳汇功能是解决区域碳排放与人工林碳汇间矛盾的重要举措。但当前我国造林碳汇市场需求不足、碳汇产权尚待明晰与政策支撑力度不够等痛点问题制约了造林碳汇市场的发展。

首先,需求是造林碳汇市场的根本动力。有效需求会形成相应供给,在市场机制作用下,交易价格也将应运而生。当前我国造林碳汇的需求方主要是政府部门与部分重点工业行业,交易类型也主要是工业减排额,大多是为了赢得实现“双碳”目标的减排缓冲期而购买的碳汇指标。需求单一化、有效需求不足、下沉市场仍待挖掘等问题制约着我国造林碳汇市场的发展。对此,一方面需要通过法律政策对高污染行业与企业的二氧化碳排放量进行配额,规定有关行业或企业需要购买超出配额部分的碳汇以取得相应的排污权,刺激企业进行成本核算,激发购买需求;另一方面需要提高公众对造林碳汇的认知,明晰造林碳汇价值及其使用的有限性,促使造林碳汇市场由政府部门、行业、企业下沉至个人,充分“唤醒”与“激活”个体需求。

其次,明晰产权是提升造林碳汇市场有效供给的基础性条件。通过造林碳汇产权界定,有利于保证造林碳汇产权所有者在造林碳汇市场中责、权、利的统一,有效降低机会主义倾向,防止林权与造林碳汇产权纠纷。针对当前造林碳汇产权未进行精细化规定、法律建设不足的现状。相关部门应通过法律、行政法规等规范性法律文件进一步明晰造林碳汇产权,对造林碳汇产权与林权进行区分与界定,建构统一、规范化的法律制度体系对造林碳汇产权所有者予以保障。

再次,建构相应的政策体系是造林碳汇市场的根本保障。通过政府主导,建构配套政策体系有利于扩大造林碳汇市场规模、规范市场秩序,促进造林碳汇市场良性发展。一方面,要对造林碳汇计量与监测技术的研发与推广予以政策支撑。另一方面,要建构相应的市场激励政策,加大对造林碳汇项目投资者的资金支持力度,如税收减免、减排优惠等,以激发项目投资者的积极性,同时也要对权利主体的使用、收益与处分造林碳汇等各项行为予以规范。

四、结语

过去几十年,中国高度重视人工造林并取得了举世瞩目的成就,成为维持全球森林覆盖面积基本平衡的主要贡献者,也成为当今世界最大的新增碳汇国,在应对全球气候变化方面发挥着重要作用。研究结果表明,中国人工林的生物量碳库正持续增加,中国森林碳汇可以抵消同期化石燃料二氧化碳排放量的12.4%~17.7%[11]。在新的时代背景下,对人工林的发展、人工林碳汇增量的提升予以探讨,不仅有助于中国实现“双碳”目标,也有助于为世界各国提供可行的经验借鉴。未来还需对人工林碳汇的科技支撑能力、法律体系的建构、交易市场的完善等问题进行更深入地探索。

注释:

(1)在陆地植被与大气之间的碳交换中,森林植被完成了90%。草地植物与农作物虽然也具有一定的固碳能力,但发挥作用的时间短暂。相比天然林,通过植树造林提升森林生态系统的碳储量具有可控性强、易计量的优势。

(2)如俄罗斯的沃洛格达(Vologda)地区再造林;马来西亚的INFAPRO造林与森林恢复;阿根廷的里约伯慕州再造林等。

(3)中华人民共和国成立之初,由于人民生存与生活、国民经济恢复与发展、基础设施建设等多方面需求,木材生产是植树造林是主要目的。

(4)以1981年四川省特大洪灾为标志,旱涝灾害、水土流失等一系列生态灾害频发,使植树造林水土保持、防风固沙的生态功能受到重视。

(5)据研究顯示,2011—2020年是有记录以来最温暖的10年,当前地球上的气温比19世纪末升高了1.1℃。

(6)火灾会引起人工林生物量碳储量的急剧减少并导致土壤碳的排放,而病虫害则会蚕食和破坏人工林的根、茎、叶,影响人工林的生长发育。

(7)人们通过使用支付宝进行网络购票、生活缴费等低碳行动,所节省的碳排放量被计算为虚拟的绿色能量,并在支付宝公益版块的蚂蚁森林中养大一棵棵虚拟树,等虚拟树长成后由支付宝和公益合作伙伴在地球上种上真树。

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Study on the Path of Increasing Forest Sink underCarbon

Peaking and Carbon Neutrality Goals

LIN Xue

(School of Marxism, Fujian Normal University, Fuzhou Fujian 350117, China)

Abstract:Chinas plantation forests, the largest in the world, provide a strong impetus for increasing the carbon sink of the ecosystem, and provide an important guarantee for achieving the goal of carbon peak and carbon neutrality. Based on the characteristics of both natural and social properties of carbon sink in plantations, this paper adopted interdisciplinary research methods and studied the interaction between the ecosystem and social system of plantations. It was found that the carbon sink volume of plantations in China is expanding, but there is still room for expansion.The carbon sink capacity of plantation increased, but it still needs to increase further.There is a contradiction between regional carbon emission and plantation carbon sink.Based on this, countermeasures and suggestions were put forward to expand the carbon sink capacity of plantation based on social synergy, increase the carbon sink capacity of plantation based on scientific management, and enhance the carbon sink function of plantation based on improving the carbon sink market, in order to help achieve the carbon peaking and carbon neutrality goals in China.

Key words:carbon peaking and carbon neutrality; plantation; carbon sink; path of exchange increase

編辑:邹蕊

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