天保工程20 年对黑龙江大兴安岭国有林区森林碳库的影响

陈科屹，林田苗，王建军，何友均*，张立文

1. 中国林业科学研究院林业科技信息研究所，北京 100091；2. 山合林（北京）水土保持技术有限公司，北京100038；3. 大兴安岭林业集团公司，黑龙江 大兴安岭地区 165000

全球气候变化引发的环境问题日益凸显，已成为威胁人类生存与可持续发展的重大非传统安全挑战。国际社会高度重视森林固碳增汇作用，将其视为经济有效的解决方案（Yin et al.，2018；FAO，2020；Wernick et al.，2022）。中国也提出了争取在2030 年前实现碳达峰、2060 年前实现碳中和的战略目标。天然林资源是中国应对气候变化和落实国家自主贡献的重要保障。据第8 次（2014－2018 年）全国森林资源连续清查数据显示（国家林业和草原局，2019），中国天然林面积占森林面积的64%，森林蓄积量占比更是高达80%，是中国森林碳库的主要维系者和碳汇的主要贡献者。中国于1998 年启动实施了天然林资源保护工程（天保工程）试点，最初目的是为了限制重点区域森林资源被过度消耗（张志达，2002），扭转区域生态环境持续恶化的趋势。随着天保工程的深入推进，建设目标也在不断丰富，尤其是在实施天保工程二期时，已将提高森林资源固碳增汇效益列为工程建设的一项重要任务（中国政府网，2011）。截至2020 年底，天保工程陆续完成了试点期、一期、二期项目，累计投入资金超过5 000 亿元（金旻，2021），是中国开展森林资源保护修复的支撑性重大工程之一。

国有林区是天保工程的重点建设区域，也是天然林商业性禁伐政策背景下中国开展固碳增汇行动的重要场所。科学评估天保工程对该区域森林植被固碳增汇的影响，对于量化天保工程对区域森林生态系统碳循环作用、指导区域持续提升森林固碳增汇效益，以及统筹区域生态-经济-社会协调发展具有重要意义。关于区域尺度森林碳储量、碳汇量的评估一直是学者们研究的重点问题（Haywood et al.，2017；Wang et al.，2020；张颖等，2022；Mathias et al.，2023），相关研究可追溯至二十世纪五六十年代，近年来随着全球生态治理力度的持续加大，越来越成为学者们关注的热点。研究内容主要涉及区域尺度森林碳汇的计量与监测、影响机理分析和潜力预测等方面（Yao et al.，2018；刘迎春等，2019；Green et al.，2022），常用的估测方法包括森林清查法、遥感监测法、通量观测法、模型模拟法等（赵苗苗等，2019），各类方法均有各自独特的优势和适用范围，彼此均无法替代各自的作用。当前已有部分学者就天保工程的固碳效益问题专门进行了评估研究，但主要是从森林碳储量或者生态系统服务价值视角开展的研究（郭焱等，2015；Jiang et al.，2018；范琳，2019），或者是从全国尺度上开展的宏观评估（Zhou et al.，2014；张逸如等，2021）。并且，由于各研究采用的方法不同，再加之森林生态系统在空间上的异质性和天然群落在演替上的复杂性，导致森林植被碳储量、碳汇量的估算结果存在很大差异性和不确定性，有必要进一步深化上述相关研究。

黑龙江大兴安岭重点国有林区生态区位特殊且重要，以往在宏观大尺度上的研究成果对于指导该区域开展具体工作缺乏针对性。另一方面，以往的测算方法较少将森林固碳效益与天保工程措施活动进行充分联结，对于树种、龄组等森林资源调查统计信息的运用也不够充分，对于天保工程实施过程中导致的碳排放、碳泄漏等过程也缺少考虑，而碳排放、碳泄漏可能会严重削弱其固碳效益（Magnani et al.，2009），这导致估测结果存在较大的不确定性。此外，研究区社会网络结构较为复杂，涉及中央政府、地方政府、林草主管部门、国资委、森工企业、林业职工和当地居民等多元主体，历史遗留问题多，相关的对策建议也不能简单套用其他区域研究得出的经验和模式，有必要基于森林固碳增汇现实状况，并结合当地的林情、社情，提出具有较强针对性的对策建议。

鉴于此，基于黑龙江省大兴安岭重点国有林区的多期、多类调查和统计数据，充分考虑天保工程实施过程中开展的人工造林、森林抚育、木材调减、森林巡护等措施带来的正负影响，最大限度利用分树种（组）、分龄组等有效统计信息，科学评估天保工程对区域尺度森林碳汇/碳源特征的影响，为科学评估天保工程的综合效益以及推动区域生态产品价值实现提供理论参考和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

黑龙江大兴安岭重点国有林区地处中国纬度最高的边境地区（121°10′53″－127°01′21″E，50°07′02″－53°33′42″N），是国家生态安全重要保障区和木材资源战略储备基地，是最早启动天然林保护工程和全面停止天然林商业性采伐的国有林区，也是历史遗留问题最为复杂、持续推动改革深化难度最大的国有林区之一，具有典型性和代表性（陈科屹等，2022a）。其具体范围涉及大兴安岭林业集团公司（原大兴安岭林业管理局）所辖的林区（图1），包括10 个林业局和8 个国家级自然保护区。林区属寒温带大陆性季风气候，年平均气温−2 ℃。年均降雨量460 mm，集中在7－9 月。森林土壤类型主要有棕色针叶林土、暗棕壤、灰黑土、草甸土、沼泽土等。自然植被类型为泛北极植物区系欧亚森林植物亚区寒温带针叶、落叶林区域，主要树种包括兴安落叶松（Larix gmelinii）、白桦（Betul aplatyphylla）、山杨（Populus davidiana）、蒙古栎（Quercus mongolica）、樟子松（Pinus sylvestrisvar.mongolica）、黑桦（Betula dahurica）等。

图1 研究区各林业局位置分布图Figure 1 Location map of each forestry bureau in the study area

1.2 数据来源

本研究主要数据包括研究区多期森林资源二类调查数据（2004－2018 年），中国林业统计年鉴数据（1993－2018 年）和大兴安岭林业集团公司内部汇编资料（1998－2018 年）。据数据资料显示，截至2018 年，黑龙江大兴安岭重点国有林区森林覆盖率达85.81%，林地保有量7.91×106hm2，活立木总蓄积量5.89×108m3。

1.3 研究方法

基于天保工程实施过程中开展的人工造林、森林经营以及木材调减措施估算森林碳汇量，同时考虑因天保工程导致的碳排放和碳泄漏带来的负减排量，在此基础上测算天保工程对黑龙江大兴安岭重点国有林区森林碳库的影响，并以林业局为单位进行了区域尺度的对比分析。研究区森林净固碳量等于森林碳汇量与负减排量之差（何韵等，2022），表达式如下：

式中：

NC——森林净固碳量（Mg）；

AC——人工造林碳汇量（Mg）；

MC——森林经营碳汇量（Mg）；

FC——调减木材碳汇量（Mg）；

EC——森林经营活动碳排放量（Mg）；

LC——调减木材引发的碳泄漏量（Mg）。

1.3.1 人工造林碳汇量测算

由于研究区依托天保工程实施的造林主要是在各类宜林地、采伐迹地和火烧迹地等无林地上开展的造林活动，因此该区域天保工程人工造林产生的碳汇量即为天保工程实施的这部分新造林的碳储量。首先，采用政府间气候变化专门委员会（IPCC）提供的材积源生物量法（Volume-derived biomass）对林分生物量进行估算，为提高估算精度，采取基于分树种（组）的基础上再分龄组的计量方式进行测算，最后再用生物量乘以含碳系数得到碳储量（陈科屹等，2022b）。其表达式如下：

式中：

Cij——第j龄组树种（组）i的林木生物量（Mg）；

Vij——第j龄组树种（组）i的单位面积蓄积量（m3·hm−2）；

Di——树种（组）i的木材密度（Mg·m−3）；

BEF,ij——第j龄组树种（组）i的生物量扩展因子；

Rij——第j龄组树种（组）i的根茎比；

Aij——第j龄组树种（组）i的面积（hm2）；

CF,i——树种（组）i的含碳系数。各树种的生物量、碳储量测算参数参照国家发展和改革委员会应对气候变化司（2014）、李海奎等（2010）的研究结果（表1）。

表1 各树种（组）生物量模型参数及含碳系数Table 1 Biomass model parameters and carbon content coefficients of tree species (groups)

1.3.2 森林经营碳汇量测算

基于多期森林资源二类调查数据测算研究区年平均碳汇量，进而推算天保工程实施过程中存量森林资源在1998－2018 年的总碳汇量（剔除天保工程新增人工造林产生的碳汇量）。为提高测算精度，以研究区各林业局为单位，分区域测算不同区域的年平均碳汇量，最后汇总得到研究区森林经营产生的总碳汇量，表达式如下：

式中：

BCK,2018——林业局k在2018 年的森林碳储量（Mg）（不含天保工程新增人工造林）；

BCK,t——林业局k在t年的森林碳储量（Mg）（不含天保工程新增人工造林）。

1.3.3 调减木材增汇量测算

将研究区启动天保工程前5年（1993－1997年）的平均木材产量作为基准木材产量（VF0），用天保工程启动后研究区每年的实际木材产量（VFt）与基准木材产量的差值作为每年的木材调减量，据此测算因木材调减产生的碳增汇量，表达式如下：

式中：

VF0——基准木材产量（m3）；

VFt——t年的实际木材产量（m3）；

Pi——所采树种（组）i的蓄积比重，假设各树种（组）的采伐比例与存量比例保持一致；

BEF,i,m——树种（组）i为成熟林时的生物量扩展因子；

PW——出材率参数，参考胡会峰等（2006）采用的出材率0.59。

1.3.4 碳排放量测算

碳排放是指天保工程在实施人工造林、营林等活动过程中，因物资使用和能源消耗造成的碳排放。本文将研究区实施天保工程造成的碳排放活动分为人工造林（含森林基础设施建设），中幼龄林抚育以及森林管护（含巡护、病虫害防治）（刘博杰等，2016），表达式如下：

式中：

AA、AM、AT——人工造林、中幼林龄森林抚育、森林管护的面积（hm2）；

EAd、EMd、ETd——人工造林、中幼林龄森林抚育、森林管护的碳排放强度（kg·hm−2），参考刘博杰等（2016）关于天保工程区碳排放研究结果，分别取值为197.18、37.81、0.27 kg·hm−2。

1.3.5 碳泄漏测算

碳泄漏是指因天保工程对研究区边界范围内木材产量的调减控制，间接促使研究区边界外用材林造林面积增加进而导致了额外的碳排放（何韵等，2022），表达式如下：

式中：

Vper—— 研究区单位面积森林蓄积量（m3·hm−2），其余各符号所代表的含义见上文。

2 结果与分析

2.1 人工造林产生的碳汇量

由表2 可知，通过实施天保工程，1998－2018年黑龙江大兴安岭重点国有林区由人工造林措施产生的森林碳汇量为2.45×106Mg，年均森林碳汇量为1.23×105Mg·a−1。从空间分布来看，人工造林碳汇量主要集中在加格达奇、漠河和塔河3 个林业局，空间异质性十分明显；其中，加格达奇林业局人工造林碳汇量超过研究区人工造林总碳汇量的一半以上（55.79%）。其余各林业局人工造林碳汇量相对较少，占比均未超过5%。从时间变化来看，通过对两个阶段人工造林碳汇量的对比，研究区年均人工造林碳汇量已由第一阶段（1998－2010 年）的8.49×105Mg·a−1提升至第二阶段（2011－2018年）的1.60×106Mg·a−1，提升幅度为88.76%。可见，虽然第二阶段的造林规模已大幅减少（仅为第一阶段造林规模的14%），但第一阶段人工造林产生的固碳增汇效益已经叠加显现。总体而言，各区域人工造林碳汇量比重在不同阶段略有波动，但以加格达奇林业局人工造林碳汇量占绝对主体地位的状况没有发生变化。

表2 1998－2018 年黑龙江大兴安岭重点国有林区天保工程人工造林碳汇量Table 2 Carbon sink generated by artificial forestation of Natural Forest Protection Project in key state-owned forest region of Daxing’anling, Heilongjiang province from 1998 to 2018

2.2 森林经营产生的碳汇量

由表3 可知，通过实施天保工程，1998－2018年黑龙江大兴安岭重点国有林区由森林经营措施产生的森林碳汇量为1.06×108Mg，年均森林经营森林碳汇量为5.29×106Mg·a−1，该项活动是研究区天保工程中增加森林碳汇量幅度最明显的措施。从区域分布来看，各区域间森林经营森林碳汇量存在一定的空间差异，但是要远低于人工造林森林碳汇量的空间分布差异。总体而言，1998－2018 年森林经营森林碳汇量最大的塔河林业局为1.85×107Mg，年均森林经营森林碳汇量为9.27×107Mg·a−1。此外，韩家园林业局、呼中林业局、新林林业局也具有较大的森林碳储量，占比均超过10%。森林经营森林碳汇量最小者为十八站林业局，与塔河林业局相差约3.67 倍。从时间变化来看，第二阶段（2011－2018年）的森林经营碳汇量低于第一阶段（1998－2010年），这主要是受计量时间尺度的影响。

表3 1998－2018 年黑龙江大兴安岭重点国有林区天保工程森林经营碳汇量Table 3 Carbon sink generated by forest management of Natural Forest Protection Project in key state-owned forest region of Daxing’anling, Heilongjiang province from 1998 to 2018

2.3 调减木材产生的碳汇量

由表4 可知，通过实施天保工程，1998－2018年黑龙江大兴安岭重点国有林区由调减木材措施产生的森林碳汇量为2.43×107Mg，年均调减木材森林碳汇量为1.21×106Mg·a−1。从区域分布来看，调减木材森林碳汇量空间异质性较为明显，主要集中在呼中、新林、塔河3 个林业局。其中，1998－2018年呼中林业局通过天保工程调减木材产生森林碳汇量达5.04×106Mg，超过研究区木材调减总碳汇量的1/5（20.69%）。新林林业局也具有较高调减木材森林碳汇量（4.73×106Mg），占比为19.43%。韩家园林业局和加格达奇林业局因调减木材产生的森林碳汇量极少，占比均不足研究区调减木材总碳汇量的1%。从时间变化来看，研究区调减木材年均森林碳汇量已由第一阶段（1998－2010 年）的9.65×106Mg·a−1提升至第二阶段（2011－2018 年）的1.47×107Mg·a−1，提升幅度为52.21%。其中，十八站林业局和韩家园林业局增幅明显。韩家园林业局由于木材生产任务较重，在第一阶段依然维持着较高的采伐量，导致其在第一阶段的碳汇效益为负值。总体上，研究区木材调减量的逐年增加，尤其是2014 年以后研究区在全国率先启动了停止天然林商业性采伐，大大增加了由调减木材产生的碳汇量。

表4 1998－2018 年黑龙江大兴安岭重点国有林区天保工程调减木材碳汇量Table 4 Carbon sink generated by cutting timber output of Natural Forest Protection Project in key state-owned forest region of Daxing’anling, Heilongjiang province from 1998 to 2018

2.4 森林经营活动产生的碳排放量

由表5 可知，通过实施天保工程，1998－2018年黑龙江大兴安岭重点国有林区由森林经营措施产生的碳排放总量为2.12×105Mg，年均碳排放量为1.06×104Mg·a−1。从区域分布来看，各区域间森林经营碳排放量占比处于7.45%－14.34%之间，表明空间差异相对较小。碳排放量最大的是加格达奇林业局（3.05×104Mg），最小的是图强林业局（1.58×104Mg）。从具体的措施来看，因森林抚育活动导致的碳排放量达 1.57×105Mg，占比高达73.72%，年均碳排放量为7.83×103Mg·a−1，是研究区在实施天保工程过程中最主要的碳排放活动，该项措施各区域间的碳排放量差异不大。研究区碳排放量较小的活动为人工造林，其碳排放量占比仅为7.74%，但区域之间的空间差异较大。从时间变化来看，相对于第一阶段（1998－2010 年），第二阶段（2011－2018 年）的森林经营碳排放量下降了40.23%，这主要是受造林规模减少，以及森林抚育和森林管护累计工作量相对较少的影响。

表5 1998－2018 年黑龙江大兴安岭重点国有林区天保工程森林经营碳排放量Table 5 Carbon emission generated by forest management of Natural Forest Protection Project in key state-owned forest region of Daxing’anling, Heilongjiang province from 1998 to 2018

2.5 天保工程引发的碳泄漏

由表6 可知，通过实施天保工程，1998－2018年黑龙江大兴安岭重点国有林区由调减木材导致的总碳泄漏量为1.74×105Mg，年均碳泄漏量为8.69×103Mg·a−1。从区域分布来看，调减木材碳泄漏量空间异质性较为明显，主要集中在呼中、新林、塔河3 个林业局，三者碳泄漏量之和占比超过研究区总碳泄漏量的一半（56.98%）。韩家园林业局和加格达奇林业局由于年木材产量相对较少，木材调减的空间也较小，由此引发的碳泄漏量也随之而小，两者碳泄漏量占比均不足研究区总碳泄漏量的1%。从时间变化来看，相对于第一阶段（1998－2010年），第二阶段（2011－2018 年）的碳泄漏量上升了52.17%。

表6 1998－2018 年黑龙江大兴安岭重点国有林区天保工程碳泄漏量Table 6 Carbon leakage generated by forest management of Natural Forest Protection Project in key state-owned forest region of Daxing’anling, Heilongjiang province from 1998 to 2018

2.6 天保工程净固碳量

由表7 可知，通过实施天保工程，1998－2018年黑龙江大兴安岭重点国有林区累计产生净固碳量为1.32×108Mg，年均产生净固碳量为661×106Mg·a−1。从区域分布来看，各区域净固碳量存在一定的空间差异。其中，塔河林业局累计净固碳量最多，1998－2018 年产生累计净固碳量为2.26×107Mg，年均净固碳量为1.13×106Mg·a−1。此外，呼中林业局、新林林业局、韩家园林业局的累计净固碳量也相对较大，占比均在10%以上。阿木尔林业、漠河林业局、图强林业局、松岭林业局和加格达奇林业局的累计净固碳量与前述4 个林业局有一定差距，但差距并不大。研究区累计净固碳量最小是十八站林业局，累计净固碳量为6.84×106Mg，年均净固碳量为3.42×105Mg·a−1，不足塔河林业局的1/3。从时间变化来看，第二阶段（2011－2018 年）的净固碳量低于第一阶段（1998－2010 年），这主要是受森林经营碳汇量在不同阶段的差异较大的影响。结合表5 和表6 可知，1998－2018 年研究区天保工程累计产生的碳排放量和碳泄漏量仅占累计碳汇量的0.29%，表明整体抵消比例极小。

表7 1998－2018 年黑龙江大兴安岭重点国有林区天保工程净固碳量Table 7 The net carbon sink generated by Natural Forest Protection Project in key state-owned forest region of Daxing’anling, Heilongjiang province from 1998 to 2018

3 讨论

3.1 研究区森林碳库呈现显著的碳汇特征

1998－2018 年，黑龙江大兴安岭重点国有林区依托天保工程的实施累计产生净固碳量1.32×108Mg，年均产生净固碳量6.61×106Mg·a−1。经过天保工程20 年的持续建设，研究区森林资源面积和质量均逐步提升，森林碳库表现出明显的碳汇作用，这与相恒星等（2021）基于生态系统服务视角研究东北地区天保工程实施效果的评估结果一致。与此同时，基于对研究区森林碳库发展趋势的推测可知，目前林区尚有可供造林土地面积约8.62×105hm2，中、幼龄林面积占林区森林总面积的比重高达75.52%，表明林区森林植被存在较大的固碳潜力。虽然天保工程已于2020 年底正式结束，但是天然林保护工作在研究区仍将持续深化。宁可等（2014）、刘博杰等（2017）学者均研究表明，通过优化森林经营管理能够有效提升森林固碳增汇效益。为进一步发挥研究区森林碳库作用，未来研究区应在《天然林保护修复制度方案》的指导下，从固碳、增汇、保汇3 个方面做好后天保工程时代的森林保护与修复工作。在固碳方面，严格落实天然林商业性停伐政策，加强森林资源监测与监管，保持森林碳库稳定；在增汇方面，加强对存量森林的科学经营，重视森林多功能经营管理权衡与协调理论与技术研究，推动研究区森林固碳增汇效益与生物多样性保护、水源涵养、木材储备等多重效益的协调提升；在继续做好人工造林的同时，注重开展人工促进天然更新措施，提高森林生态系统增汇效率。在保汇方面，加强现代化设备装备的配置与应用，提高森林灾害尤其是对雷击火的防控和处置能力，减少或避免森林碳库损失。

3.2 研究区森林碳库对区域碳中和作用明显

通过查询中国碳核算数据库（CEADs）黑龙江省碳排放清单，经进一步测算发现，1998－2018 年研究区净固碳量相当于抵消了同期黑龙江省二氧化碳累计排放量的近12%，表明天保工程对区域尺度碳中和作用显著。虽然在天保工程实施过程中引发的碳排放、碳泄漏会抵消一部分森林固碳效益，但是大部分学者认为该抵消比例通常很小。研究区因天保工程引发的碳排放量和碳泄漏量对森林固碳量的抵消比例仅为0.29%，这与Timmermann et al.（2014）、赵福生等（2015）关于营造林活动对森林固碳作用的影响的研究结果十分接近，表明研究区森林固碳增汇效益的整体效益未受明显影响。但与欧光龙等（2010）的研究结果存在较大差异，这主要是由于生态林与经济林在营造过程中的差别造成的。在经济林的造林和抚育管理过程中，为最大限度地提高其经济收益，一般会使用大量的碳氮化肥，且会增加人为经营管理的频次，导致其碳排放强度要大于前者。另外，基于成本效益来看，1998－2018 年研究区天保工程累计投入资金306.08 亿元，折合单位固碳成本仅为63.18 元/Mg CO2e，相对于生物质能和碳捕集与封存（BECCS）的高达700－1 400 元/Mg CO2的单位固碳成本（何韵等，2022），天保工程固碳成本优势十分明显。

3.3 天保工程措施影响森林碳汇的空间分布格局

从天保工程主要措施对森林碳库的影响来看，研究区森林碳汇效益的主要贡献源自森林经营措施对存量森林的质量改善提升和对木材采伐量的大幅调减，这与何韵等（2022）研究发现在部分天保工程区存在以人工造林为主要贡献的情况有所差别。这一差异与天保工程在全国不同区域的建设目标和任务分工情况是相匹配的。在天保工程总体布局中，实施人工造林的重点区域主要集中在四川、云南等长江上游和陕西、甘肃等黄河上中游地区，而研究区的人工造林任务量比重相对较小。另一方面，研究区是木材调减的重点区域。尤其是自2014 年开始，研究区在全国率先停止了天然林商业性采伐。因此，上述因素是造成同为天保工程区，但碳汇主体贡献来源不同的重要原因。此外，何韵等（2022）研究发现长江、黄河流域部分省份在天保工程实施期间的某些年份其木材采伐量依然大于天保工程实施前的情况，这也更加印证了上述推论。此外，上述原因也是造成研究区内部各林业局之间森林碳汇效益贡献来源差异的主要原因，如加格达奇林业局在较长一段时间内一直作为“营林型”林业局进行建设管理，其主要任务是开展营林造林活动，区别于其他以木材采伐为主的“森工型”林业局，这造成了加格达奇林业局具有最多的人工造林碳汇量和最少的调减木材碳汇量。从总体上看，由于人工造林和调减木材2 项措施的任务空间布局不均，造成了研究区净固碳量存在一定程度的空间异质性。并且，这种空间异质性可能随着时间的推进变得更为凸显。

3.4 制约天然林碳汇价值实现的瓶颈亟待突破

从推动研究区森林碳汇产品价值实现的视角看，参与林业碳汇市场化交易是当前极具可行性的方式之一，产生的经济收益可以作为天然林保护资金投入的有益补充。但是，目前中国开展的林业碳汇交易主要是在温室气体自愿减排交易（CCER）机制下实行的碳排放配额清缴抵消活动，其碳汇需求总量被严格限制。更为关键的是，涉及天然林的保护修复内容尚未被主管部门纳入林业碳汇项目方法学备案，导致天然林经营产生的碳汇增量不能作为交易标的物。受制于此，研究区仅能将人工造林和人工林森林经营产生的碳汇量推向碳交易市场。与此同时，研究区人工造林空间十分有限，且人工林存量面积比重低，绝大部分森林属于天然次生林。并且，研究区未来最主要的工作任务是对天然次生林的保护与修复。在当前的林业碳汇市场交易体系下，天然次生林经营产生的大量碳汇量无法实现经济价值，这对于整个天保工程区而言皆是十分不利的局面。因此，对于学界及行业管理部门而言，如何尽快完善林业碳汇交易机制、加快论证将天然次生林碳汇纳入碳交易的可行性、填补天然次生林碳汇项目方法学的空白、探索将天保工程区的林业碳汇优先纳入全国碳市场交易等问题将成为未来的重要任务。

3.5 科学减少估测不确定性是未来的重要研究任务

相较于以往的研究，本研究在测算过程中采用的数据更多元、考虑的指标更具体，对于提高结果可靠性具有积极作用，但依然存在一定的不确定性。对于天保工程实施后，林下灌木林、森林粗木质残体、森林土壤理化性质等动态变化对森林碳库的影响暂未纳入考虑。黄龙生等（2017）研究发现，天保工程能够有效增加森林的固土和保肥总量。通过天保工程的实施，极有可能增加研究区的森林土壤有机碳总量。另外，据郑树峰等（2021）研究发现，2000－2015 年大兴安岭天保工程区新增的森林主要是由湿地和草地转化而来，分别占总转入面积的44.47%和30.13%。针对研究区而言，是否存在上述情况？如果存在如上所述的生态系统类型变化，则研究区生态系统的碳汇/碳源特征是否发生重大变化？由于当前数据的可获得性和研究方法不完善等原因，本研究未将上述因素纳入考虑，将在后续工作中逐步纳入研究范畴。

4 结论

通过实施天保工程，1998－2018 年黑龙江大兴安岭重点国有林区累计产生净固碳量1.32×108Mg，相当于抵消了同期黑龙江省二氧化碳累计排放量的近12%。对存量森林资源开展森林经营管理所产生的森林碳汇量是研究区净固碳量的最大贡献来源，占比高达80.0%。人工造林面积和调减木材数量在空间布局上的不均，是造成研究区净固碳量存在一定程度空间异质性的主要原因。天保工程在实施过程中引发的碳排放、碳泄漏会抵消研究区的部分固碳效益，但抵消比例很小，仅占0.29%。总体而言，研究区天保工程的碳中和作用显著，且具有明显的成本优势。在后天保工程时代，建议从固碳、增汇、保汇3 个方面科学强化天然林的保护与修复成效，避免或减少森林碳库无序损耗，创新天然林碳汇价值实现路径，减少计量与监测的不确定性影响，实现森林生态系统固碳增汇效率持续提升。