全球變化生態學科基于中國造林/再造林基礎固碳速率為森林碳匯交易方法學提供關鍵參數。相關科研論文“Spatial-temporal variation of the carbon sequestration rate of afforestation in China: Implications for carbon trade and planning”近期在環境科學與生態學領域期刊《Science of The Total Environment》在線發表。第一作者為生態與自然保護學院2022級博士研究生蔡偉祥，指導老師為孫建新教授和何念鵬研究員。
造林和再造林可通過光合作用碳泵將有機碳源源不斷地封存到植被和土壤有機物中，是減緩全球變暖的最有效和基于自然的解決方案（NbS）之一。科學規劃的造林/再造林活動，還可增強氣候復原力和生物多樣性，并提供更優良的生態系統服務。據分析，造林/再造林可以為聯合國《2030年可持續發展議程》的17個可持續發展目標中的12個做出貢獻，受到世界各國的高度重視。
自20世紀90年代以來，中國在造林/再造林項目上進行了大量投資；目前，中國具有世界上最大面積的人工林，每年產生了巨大的碳匯效應，為緩解全球氣候變化作出了重大貢獻。2020年，中國承諾在2060年前實現碳中和目標，并將其確定為重要的國家戰略目標之一；同時，中國也承諾到2035年森林覆蓋率達到國土陸地總面積的26%。種種跡象表明，未來幾十年中國將通過造林/再造林活動建立大量人工林，并將持續產生具體的碳匯效應。
然而，隨著造林適宜區域逐漸減少，未來如何進行造林或再造林規劃，成了管理人員和科研人員的重大困擾。近年來，科學家試圖從溫度和降水對森林生存的影響方面確定適合造林區域，但目前關于其森林碳匯，特別是土壤碳匯信息非常罕見。在哪里造林或再造林最有效地提高生態系統碳匯，還是一個巨大的科學挑戰。因此，迫切需要考慮植被、土壤和生態系統的造林或再造林固碳速率空間圖，為決策者在國土空間統籌下進行科學指導，最大限度地提高造林或再造林的固碳能力，更好服務于國家碳中和戰略目標（圖1）。
圖1 發展造林/再造林固碳速率分層空間分布圖的理論框架
研究結果表明：不同森林成分的固碳速率隨著MAP和MAT的增加而明顯增加，但土壤和植被的固碳速率對氣候因素變化的反應明顯不同（圖2）。結構方程模型的結果顯示，土壤、植被和生態系統固碳速率的變化主要由MAT、MAP和土壤氮含量解釋。值得注意的是，植被和土壤的固碳速率受MAT影響的效應不同，說明森林生態系統固碳速率不能由傳統的植被固碳速率來代表，未來應綜合考慮植被和土壤的影響。
圖2 造林/再造林固碳速率與氣候因素的關系
此外，研究還生產了造林區劃圖（圖3）和一套計算造林/再造林碳匯的關鍵參數（單位面積、單位年的固碳速率，tC ha–1 yr–1），可以快速計算不同尺度（省、市、縣）造林/再造林后森林生態系統不同組分的固碳潛力。旨在通過優化后的造林/再造林固碳速率分布圖和關鍵參數為中國造林/再造林規劃提供參考，為區域碳貿易和碳補償提供依據（圖4）。
圖3 中國造林和再造林固碳速率空間分布圖
圖4 縣域尺度造林/再造林碳匯效應動態的快速計算
論文信息：Cai, W., He, N., Xu, L., Li, M., Wen, D., Liu, S., and Sun, O.J. (2023). Spatial-temporal variation of the carbon sequestration rate of afforestation in China: Implications for carbon trade and planning. Science of The Total Environment, 884: 163792.
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163792
