近20年中國(guó)森林管理經(jīng)濟(jì)有效地增加了陸地碳匯

陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯（NEP）對(duì)抵消人類碳排放至關(guān)重要。過(guò)去40多年中國(guó)陸地碳匯持續(xù)增長(zhǎng)，這一趨勢(shì)通常被歸功于大規(guī)模的造林。然而，隨著適宜造林的土地資源日益緊張，現(xiàn)有森林管理可能正在成為我國(guó)增匯的幕后推手。明晰該問(wèn)題是可持續(xù)地增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力和實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵。然而，傳統(tǒng)量化人類活動(dòng)影響的方法（基于多元回歸、機(jī)器學(xué)習(xí)、過(guò)程模型的殘差趨勢(shì)分析）難以完全剝離全球變化因子的影響，或存在模型結(jié)構(gòu)不一致等問(wèn)題，限制了土地利用變化（LUCC）和非LUCC的生態(tài)系統(tǒng)管理影響的精細(xì)化評(píng)估。

中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所國(guó)家生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心何洪林研究組，聯(lián)合國(guó)內(nèi)外多家高校和科研機(jī)構(gòu)，構(gòu)建了一個(gè)新穎的分析框架。該框架的核心在于融合了結(jié)構(gòu)一致的“遙感驅(qū)動(dòng)”與“氣候驅(qū)動(dòng)”兩種生態(tài)過(guò)程模型。遙感驅(qū)動(dòng)的CEVSA-ES模型模擬真實(shí)植被活動(dòng)與全球變化共同影響下的實(shí)際碳匯，而氣候驅(qū)動(dòng)的CEVSA-CLIM模型則模擬僅由全球變化因子驅(qū)動(dòng)下的潛在碳匯。通過(guò)比較兩種模型模擬結(jié)果的差異，該框架能有效量化人類活動(dòng)（包括LUCC和生態(tài)系統(tǒng)管理）的影響。利用此框架，研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)量化了2001–2021年LUCC、生態(tài)系統(tǒng)管理措施及全球變化因子對(duì)中國(guó)NEP的影響。研究發(fā)現(xiàn)，森林管理（如森林撫育、封山育林）對(duì)增匯的貢獻(xiàn)是造林的4.14倍，成為近期驅(qū)動(dòng)中國(guó)陸地碳匯增長(zhǎng)的主導(dǎo)因素。這一研究成果于近期發(fā)表于Nature旗下Communications Earth & Environment 期刊。

圖1. 基于結(jié)構(gòu)一致的遙感和氣候驅(qū)動(dòng)的過(guò)程模型估算人類活動(dòng)對(duì)碳匯影響的框架 內(nèi)-容-來(lái)-自；中_國(guó)_碳_0排放￥交-易=網(wǎng) t an pa i fa ng . c om

 

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結(jié)果表明，2001–2021年中國(guó)年均NEP為327 Tg C yr–1，且以16.1 Tg C yr–2的速率顯著增長(zhǎng)。NEP增長(zhǎng)最快的區(qū)域位于南方地區(qū)和黃土高原東南部。森林貢獻(xiàn)了總增匯的77%。其中，現(xiàn)有森林面積廣闊（約177–223萬(wàn)km2），其碳匯增長(zhǎng)趨勢(shì)（8.1–10.9 Tg C yr–2）遠(yuǎn)大于新森林（34萬(wàn)km2，增長(zhǎng)趨勢(shì)1.5 Tg C yr–2）。

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圖2. 2001–2021年中國(guó)NEP的趨勢(shì)

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量化分析進(jìn)一步顯示，人類活動(dòng)和全球變化驅(qū)動(dòng)的NEP均呈增加趨勢(shì)，但前者更高：8 Tg C yr–2 vs 7.1 Tg C yr–2。然而，在人類活動(dòng)內(nèi)部，生態(tài)系統(tǒng)管理（兩個(gè)模型的殘差）驅(qū)動(dòng)的碳匯增長(zhǎng)（6 Tg C yr–2）遠(yuǎn)大于LUCC（2 Tg C yr–2）。生態(tài)系統(tǒng)管理的影響主要由森林管理貢獻(xiàn)，高于LUCC中造林的影響（1.6 Tg C yr–2）。此外，2010年后人類活動(dòng)驅(qū)動(dòng)的碳匯增速明顯加快，主要?dú)w因于生態(tài)系統(tǒng)管理的增強(qiáng)。 內(nèi).容.來(lái).自：中`國(guó)`碳#排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai f an g.com

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圖3. 2001–2021年人類活動(dòng)和全球變化驅(qū)動(dòng)NEP的時(shí)間趨勢(shì) 禸*嫆唻@洎：狆國(guó)湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

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將生態(tài)系統(tǒng)管理影響（兩個(gè)模型殘差）明顯變化的省份劃分為5個(gè)區(qū)域，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)：在各種森林管理措施中，森林撫育投資和封山育林是驅(qū)動(dòng)碳匯增長(zhǎng)最關(guān)鍵的兩項(xiàng)措施。森林撫育投資和封山育林分別貢獻(xiàn)了5.53 Tg C yr–2和2.7 Tg C yr–2的NEP增長(zhǎng)。它們的作用在中國(guó)南方林區(qū)最明顯（5.28和2.17 Tg C yr–2），而火災(zāi)面積的下降也有輕微正效應(yīng)。在東北林區(qū)，封山育林的影響則高于森林撫育投資。在北方草地區(qū)，旱災(zāi)面積的下降緩解了殘差的負(fù)效應(yīng)。在高寒草地區(qū)和干旱草地區(qū)，牲畜量增加導(dǎo)致管理的正效應(yīng)在下降。此外，2010年后人為NEP的加速與森林撫育投資的加強(qiáng)和火災(zāi)面積的急劇下降密切相關(guān)。 本/文-內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳-排-放-網(wǎng)-tan pai fang . com

圖4. 不同區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)管理對(duì)碳匯影響的時(shí)間變化

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圖5. 不同生態(tài)系統(tǒng)管理措施和造林對(duì)碳匯增長(zhǎng)的影響 內(nèi).容.來(lái).自：中`國(guó)*碳-排*放*交*易^網(wǎng) t a npai fa ng.com

 

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研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)比了造林（主要LUCC類型）與森林撫育（主要管理類型）的成本效益。雖然單位面積造林帶來(lái)的增匯（5.51 g C m–2 yr–2）高于森林管理（3.54 g C m–2 yr–2），但在考慮投資成本后，森林撫育的投資回報(bào)率（ROI，即NEP增益與投資之比）在所有省份均遠(yuǎn)高于造林，平均投資回報(bào)率的差異達(dá)30多倍：8.54 kg C yr–2 $–1 VS 0.25 kg C yr–2 $–1。這表明，在適宜造林土地有限的背景下，加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有森林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)與管理，是未來(lái)提升國(guó)家陸地碳匯能力更具成本效益的策略。 本+文`內(nèi).容.來(lái).自：中`國(guó)`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com

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圖6. 造林和森林撫育的成本效益對(duì)比

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該研究創(chuàng)新地提出“基于結(jié)構(gòu)一致的遙感和氣候驅(qū)動(dòng)的過(guò)程模型估算人類活動(dòng)影響的框架”，厘清了造林與森林管理對(duì)碳匯的相對(duì)貢獻(xiàn)，明確指出了當(dāng)前中國(guó)陸地碳匯增長(zhǎng)的主導(dǎo)因素已從早期的造林?jǐn)U張轉(zhuǎn)向?qū)ΜF(xiàn)有森林的強(qiáng)化管理。這一認(rèn)識(shí)對(duì)優(yōu)化國(guó)家生態(tài)工程布局、制定基于自然的解決方案以及實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)具有重要的科學(xué)指導(dǎo)意義。

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該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（42141005，42501597，42030509）和中國(guó)博士后科學(xué)基金（2025M770371，2025T180098）的資助。國(guó)家生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心何洪林研究員為論文通訊作者，中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所張夢(mèng)宇博士后為第一作者。 本*文`內(nèi)/容/來(lái)/自:中-國(guó)-碳^排-放“交|易^網(wǎng)-tan pai fang . c o m

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