碳交易背景下人工造林固碳效應的研究進展

摘要：森林是地球陸地生態系統中最重要的碳庫之一，在降低大氣中溫室氣體濃度、緩解全球氣候變暖方面發揮著關鍵作用。擴大森林覆蓋面積被認為是一項經濟可行且成本較低的減緩氣候變暖的措施。森林通過光合作用將二氧化碳和水轉化為生物質，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。隨著碳中和戰略的提出，碳匯交易的地位日益凸顯，聚焦碳匯市場中人工造林固碳的相關研究進行了展望，并提出了對未來研究工作的新思考。

關鍵詞：碳匯；人工造林；固碳效應

碳交易作為一種應對全球二氧化碳排放挑戰的市場機制，源自1992年通過的《聯合國氣候變化框架公約》，并于1997年12月在日本京都通過了第一個附加協議——《京都議定書》。該協議將市場機制視為解決溫室氣體減排問題的新途徑，將二氧化碳排放權作為商品，從而催生了碳交易的出現。目前，許多國家和地區已開始采用碳交易機制進行減排，其中包括澳大利亞、新西蘭、歐盟、美國的加州、加拿大的魁北克省，以及中國的北京、天津、上海、重慶、湖北、廣東、深圳、福建8個碳交易試點省市。隨著全球氣候變暖問題的日益突出，減緩溫室氣體排放、降低碳排放量成為全球關注的焦點［1］。作為應對氣候變化的重要措施之一，碳交易機制逐漸受到國際社會的重視與推廣。碳交易以其市場化、經濟性和有效性等特點，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注。在碳交易背景下，人工造林固碳效應成為研究熱點之一。通過人工造林活動，可以有效地吸收大量的二氧化碳，減緩氣候變暖的進程，同時也為碳交易市場提供了新的減排途徑。

本文旨在對碳交易背景下人工造林固碳效應的研究進展進行淺析，系統梳理國內外相關研究成果，對國內外相關研究進展進行總結，提出未來研究的展望，以期為推動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

森林中的植物可充當二氧化碳的吸收器、儲存庫和緩沖器，通過光合作用將光能轉化成化學能吸收并固定空氣中的二氧化碳［2］。而人類亂砍濫伐過度開采森林資源，導致森林遭到嚴重的破壞，森林中儲存的大量的碳釋放出來進入大氣。要解決這一問題，就需要進行系統科學的森林培育活動，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蓄量;（2）嚴格控制砍伐森林的面積，采用更為先進的采伐作業方式，利用好現有木材；（3）當地政府增派護林員嚴防森林火災和森林病蟲害，保護森林中現有的碳儲蓄量，減少其向大氣中排放。

1.2碳匯項目方法學

開展清潔發展機制下造林再造林碳匯活動與一般意義上的造林存在很大區別，其中，基線與監測方法學是一個重要的方面。主要體現在造林再造林碳匯活動對合格林地的要求，即必須是20世紀50年代以來的無林地或者是1990年以來的無林地。除此之外還要求所開展的清潔發展機制的造林在造林碳匯活動應該給減緩氣候變化帶來真實的、可測量的和長期的環境效益，而這些環境效應在沒有此類活動前，是不可能產生的。對項目基線的要求是清潔發展機制的造林再造林碳匯項目活動是在沒有該項目活動的情況下，項目邊界碳量的變化。監測的基本方法包括連續動態監測法和空間代替法，具體的監測內容主要包括碳庫選擇、監測時間間隔、樣地數量、土壤容量等4個方面［3］。

1.3碳循環模型

林業碳匯研究的核心是森林生態系統的凈第一生產力。在此背景下，本文中的碳循環模型特指對森林凈第一生產力長期動態變化過程進行定量研究的估算模型。總體而言，這些模型可分為3大類：統計模型、參數模型和過程模型。（1）統計模型，通過建立凈第一生產力與氣候因子或蒸發位因子之間的關系來估算凈第一生產力。其中，Miami模型、Thornthwaite模型和Chikugo模型等為常見統計模型。（2）參數模型，在農作物研究基礎上發展而來，這類模型以光能利用率理論為基礎，通過植被冠層對太陽輻射的有效利用率來推導凈第一生產力。（3）過程模型，根據植物生理學和生態學原理建立，通過模擬太陽能轉化成化學能的過程以及植物冠層蒸騰和光合作用過程中的水分和能量交換，建立相應的模型或模型庫。這些模型可用于估算陸地植被的凈第一生產力［4］。

2碳交易與人工造林固碳的關系

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性等碳交易額外性技術條件的造林活動，把固碳效應界定為在合規林地上造林所產生的固碳減排量或者凈碳匯量，并通過固碳潛力和固碳能力來表征。因此，本研究中的人工造林固碳效應主要是指人工造林的固碳減排量或者凈碳匯量，并通過固碳增匯潛力和固碳增匯能力來表征。碳交易的積極發展對人工造林具有促進作用，主要體現在以下幾個方面。

2.1碳市場需求

隨著碳交易市場的不斷發展和壯大，對碳匯的需求也在增加。人工造林作為一種主要的碳匯項目之一，受到了市場的廣泛關注。碳交易機制為人工造林項目提供了經濟激勵［5］。在碳市場中，企業和國家可以通過購買碳排放配額或參與碳抵消項目來實現碳排放減少目標。人工造林作為一種碳匯項目，可以通過固定大量的二氧化碳，獲得相應的碳收益，從而獲得經濟收益。這種經濟激勵可以吸引更多的投資者和機構參與人工造林項目，推動人工造林規模的擴大和發展。促使企業和國家積極尋求碳抵消項目，人工造林項目成為他們優先考慮的選擇之一。因此，碳交易推動了人工造林項目的需求增長，并為其發展提供了市場保障。

2.2政策支持

為了實現國際碳減排承諾，許多國家和地區制定了一系列支持人工造林發展的政策和措施。這些政策包括財政補貼、稅收優惠、碳交易配額分配等，為人工造林項目提供了政策支持和經濟保障［6］。碳交易機制的推動作用使得政府更加重視人工造林項目，進一步加大了政策支持力度，促進了人工造林項目的實施和發展。

2.3環境效益

除了經濟效益外，碳交易帶動人工造林項目創造環境效益。碳交易所產生大規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程。同時，人工造林還可以改善生態環境、保護森林水土資源、促進生物多樣性等，促進社會和環境的可持續發展。

3人工造林固碳影響因素

（1） 樹種選擇：不同樹種的生長速度、生長周期、碳儲存能力等各有不同，因此樹種選擇是影響人工造林固碳效應的重要因素。一般來說，快速生長、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，實現碳匯效應。

（2） 地理環境：地理環境包括氣候、土壤、地形等因素。氣候條件（如溫度、降水量）直接影響樹木生長的速度和生態系統的穩定性，土壤類型和質地影響著樹木根系的生長和土壤碳儲存能力，地形地貌則影響著水土流失情況和樹木生長的適應性。

（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樹木的生長和碳吸收，提高碳固定效率。例如適度的間伐可以促進樹木生長，增加林地的碳儲存量;合理的施肥措施可以提高土壤的肥力，增加碳儲存量。

（4） 年齡結構：人工造林的年齡結構對固碳效應具有重要影響。隨著林木的生長和發育，固定的碳量會逐漸增加，達到一定年齡后固碳效應會逐漸減弱。因此，人工造林項目的年齡結構合理性對于最大化固碳效應具有重要意義。

（5） 自然干擾：自然干擾（如火災、風災、病蟲害等）會對人工造林固碳效應產生不利影響。這些自然因素可能導致樹木死亡、生長緩慢，甚至破壞整個林地生態系統，降低碳固定能力。

（6） 人為干擾：人為干擾（如砍伐、開發、過度放牧等）也會對人工造林固碳效應產生影響。不合理的開發和管理行為可能導致樹木砍伐、土壤侵蝕等問題，減少了樹木的存活率和生長速度，降低了碳固定能力。

4前景展望

4.1發展趨勢

加強對人工造林固碳效應的長期監測和評估，建立長期的監測體系，深入研究其長期效應和變化規律。對人工造林固碳效應研究數據進行規范管理，提高數

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據質量和可比性，確保研究結果的準確性和可信度。進一步探索多種評價方法，如基于生態系統服務、社會經濟效益等維度的評價方法，全面理解人工造林固碳效應的多方面影響。加強碳交易政策的穩定性和可預見性，完善碳交易法律法規，為人工造林項目提供良好的政策環境和市場機制支持。

未來的研究應重點關注長期效應的評估、數據質量的提升、多元化評價方法的應用，同時加強政策支持和市場機制建設，以推動人工造林固碳效應研究向更深和更廣進軍，為碳交易的實踐提供更有效的支撐和指導。

4.2挑戰

碳市場存在一定的波動性，碳價格可能會受到經濟、政策和市場供需等因素的影響，從而影響人工造林項目的經濟效益［7］。人工造林項目需要長期監管和管理，包括樹木生長情況的監測、碳儲存量的評估、項目的運營和維護等。如果缺乏有效的管理措施，可能會影響項目的可持續性和效益實現。大面積發展人工造林也會面臨土地利用沖突的問題，例如與農業、畜牧業等產業的競爭，以及與土地所有權和使用權相關的爭議，這可能影響項目的實施和運營。生態方面，人工造林也會遭遇例如林火、病蟲害等自然災害，以及非法砍伐、環境污染等人為因素的影響，這可能影響項目的生態效益和可持續性。

5結語

人工造林固碳與碳交易密切相關，具有重要的環境、經濟和社會意義。人工造林作為一種重要的碳匯項目，通過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，保護生態環境。碳交易作為一種減排機制，為人工造林項目提供了經濟激勵，促進了項目的發展與實施。

在碳交易背景下，人工造林項目不僅具有環境效益，還能帶來經濟收益。參與碳交易可以為項目提供經濟激勵，增加了其可持續發展的動力。然而，碳市場波動、長期監管和管理、土地利用沖突、生態風險等因素也給人工造林項目帶來了挑戰和風險。因此，需要政府、企業和社會各界共同努力，加強管理和監管，優化項目設計和實施，降低風險，提高項目的抗風險能力和可持續性，以實現環境、經濟和社會的可持續發展。

參考文獻：

［1］曹先磊.碳交易視角下人工造林固碳效應價值評價研究［D］.北京：北京林業大學，2018.

［2］李怒云，宋維明.氣候變化與中國林業碳匯政策研究綜述［J］.林業經濟，2006（5）：60-64，80.

［3］曹先磊，張穎，石小亮，等.碳交易視角下森林碳匯生態補償優化管理研究進展［J］.資源開發與市場2017，33（4）：430-435.

［4］白鋒，姜春前，魯德.木質林產品碳儲量計量方法學及應用［J］.世界林業研究，2006，19（5）：15-20.

［5］戴勇，郝晶.CDM碳交易市場項目類型探討［J］.中國環保產業，2011（3）：58-60.

［6］趙鐸瑋.碳交易、碳稅與復合排放權交易的探討［J］.企業導報，2010（24）：19，30.

［7］曹先磊，張穎，石小亮，等.碳交易視角下森林碳匯生態補償優化管理研究進展［J］.資源開發與市場2017，33（4）：511-516.

作者簡介：韓柳珩，男， 山東龍口人，碩士研究生，研究方向：森林生態學。