碳交易背景下人工造林固碳效应的研究进展

摘要：森林是地球陆地生态系统中最重要的碳库之一，在降低大气中温室气体浓度、缓解全球气候变暖方面发挥着关键作用。扩大森林覆盖面积被认为是一项经济可行且成本较低的减缓气候变暖的措施。森林通过光合作用将二氧化碳和水转化为生物质，并释放出氧气，因此具有吸收大量二氧化碳的能力，这种作用被称为森林的固碳效应。随着碳中和战略的提出，碳汇交易的地位日益凸显，聚焦碳汇市场中人工造林固碳的相关研究进行了展望，并提出了对未来研究工作的新思考。

关键词：碳汇；人工造林；固碳效应

碳交易作为一种应对全球二氧化碳排放挑战的市场机制，源自1992年通过的《联合国气候变化框架公约》，并于1997年12月在日本京都通过了第一个附加协议——《京都议定书》。该协议将市场机制视为解决温室气体减排问题的新途径，将二氧化碳排放权作为商品，从而催生了碳交易的出现。目前，许多国家和地区已开始采用碳交易机制进行减排，其中包括澳大利亚、新西兰、欧盟、美国的加州、加拿大的魁北克省，以及中国的北京、天津、上海、重庆、湖北、广东、深圳、福建8个碳交易试点省市。随着全球气候变暖问题的日益突出，减缓温室气体排放、降低碳排放量成为全球关注的焦点［1］。作为应对气候变化的重要措施之一，碳交易机制逐渐受到国际社会的重视与推广。碳交易以其市场化、经济性和有效性等特点，成为全球减排的重要手段。

人工造林作为碳汇工程的重要组成部分，其在固碳减排方面的作用备受关注。在碳交易背景下，人工造林固碳效应成为研究热点之一。通过人工造林活动，可以有效地吸收大量的二氧化碳，减缓气候变暖的进程，同时也为碳交易市场提供了新的减排途径。

本文旨在对碳交易背景下人工造林固碳效应的研究进展进行浅析，系统梳理国内外相关研究成果，对国内外相关研究进展进行总结，提出未来研究的展望，以期为推动碳交易与人工造林的深度融合提供参考。

1碳汇研究方法

1.1碳汇的生产

森林中的植物可充当二氧化碳的吸收器、储存库和缓冲器，通过光合作用将光能转化成化学能吸收并固定空气中的二氧化碳［2］。而人类乱砍滥伐过度开采森林资源，导致森林遭到严重的破坏，森林中储存的大量的碳释放出来进入大气。要解决这一问题，就需要进行系统科学的森林培育活动，主要途径有：（1）增加人工林种植面积，增加森林植被和土壤碳储蓄量;（2）严格控制砍伐森林的面积，采用更为先进的采伐作业方式，利用好现有木材；（3）当地政府增派护林员严防森林火灾和森林病虫害，保护森林中现有的碳储蓄量，减少其向大气中排放。

1.2碳汇项目方法学

开展清洁发展机制下造林再造林碳汇活动与一般意义上的造林存在很大区别，其中，基线与监测方法学是一个重要的方面。主要体现在造林再造林碳汇活动对合格林地的要求，即必须是20世纪50年代以来的无林地或者是1990年以来的无林地。除此之外还要求所开展的清洁发展机制的造林在造林碳汇活动应该给减缓气候变化带来真实的、可测量的和长期的环境效益，而这些环境效应在没有此类活动前，是不可能产生的。对项目基线的要求是清洁发展机制的造林再造林碳汇项目活动是在没有该项目活动的情况下，项目边界碳量的变化。监测的基本方法包括连续动态监测法和空间代替法，具体的监测内容主要包括碳库选择、监测时间间隔、样地数量、土壤容量等4个方面［3］。

1.3碳循环模型

林业碳汇研究的核心是森林生态系统的净第一生产力。在此背景下，本文中的碳循环模型特指对森林净第一生产力长期动态变化过程进行定量研究的估算模型。总体而言，这些模型可分为3大类：统计模型、参数模型和过程模型。（1）统计模型，通过建立净第一生产力与气候因子或蒸发位因子之间的关系来估算净第一生产力。其中，Miami模型、Thornthwaite模型和Chikugo模型等为常见统计模型。（2）参数模型，在农作物研究基础上发展而来，这类模型以光能利用率理论为基础，通过植被冠层对太阳辐射的有效利用率来推导净第一生产力。（3）过程模型，根据植物生理学和生态学原理建立，通过模拟太阳能转化成化学能的过程以及植物冠层蒸腾和光合作用过程中的水分和能量交换，建立相应的模型或模型库。这些模型可用于估算陆地植被的净第一生产力［4］。

2碳交易与人工造林固碳的关系

在碳交易背景下，本文把人工造林主要界定为满足造林地合规性等碳交易额外性技术条件的造林活动，把固碳效应界定为在合规林地上造林所产生的固碳减排量或者净碳汇量，并通过固碳潜力和固碳能力来表征。因此，本研究中的人工造林固碳效应主要是指人工造林的固碳减排量或者净碳汇量，并通过固碳增汇潜力和固碳增汇能力来表征。碳交易的积极发展对人工造林具有促进作用，主要体现在以下几个方面。

2.1碳市场需求

随着碳交易市场的不断发展和壮大，对碳汇的需求也在增加。人工造林作为一种主要的碳汇项目之一，受到了市场的广泛关注。碳交易机制为人工造林项目提供了经济激励［5］。在碳市场中，企业和国家可以通过购买碳排放配额或参与碳抵消项目来实现碳排放减少目标。人工造林作为一种碳汇项目，可以通过固定大量的二氧化碳，获得相应的碳收益，从而获得经济收益。这种经济激励可以吸引更多的投资者和机构参与人工造林项目，推动人工造林规模的扩大和发展。促使企业和国家积极寻求碳抵消项目，人工造林项目成为他们优先考虑的选择之一。因此，碳交易推动了人工造林项目的需求增长，并为其发展提供了市场保障。

2.2政策支持

为了实现国际碳减排承诺，许多国家和地区制定了一系列支持人工造林发展的政策和措施。这些政策包括财政补贴、税收优惠、碳交易配额分配等，为人工造林项目提供了政策支持和经济保障［6］。碳交易机制的推动作用使得政府更加重视人工造林项目，进一步加大了政策支持力度，促进了人工造林项目的实施和发展。

2.3环境效益

除了经济效益外，碳交易带动人工造林项目创造环境效益。碳交易所产生大规模的人工造林可以有效固定大量的二氧化碳，减少大气中的温室气体，有助于减缓气候变化进程。同时，人工造林还可以改善生态环境、保护森林水土资源、促进生物多样性等，促进社会和环境的可持续发展。

3人工造林固碳影响因素

（1） 树种选择：不同树种的生长速度、生长周期、碳储存能力等各有不同，因此树种选择是影响人工造林固碳效应的重要因素。一般来说，快速生长、高密度的树种（如杉木、桉树等）具有较高的碳固定能力，能够更快地吸收二氧化碳，实现碳汇效应。

（2） 地理环境：地理环境包括气候、土壤、地形等因素。气候条件（如温度、降水量）直接影响树木生长的速度和生态系统的稳定性，土壤类型和质地影响着树木根系的生长和土壤碳储存能力，地形地貌则影响着水土流失情况和树木生长的适应性。

（3） 管理措施：管理措施包括植树密度、间伐制度、施肥、灌溉等。合理的管理措施能够促进树木的生长和碳吸收，提高碳固定效率。例如适度的间伐可以促进树木生长，增加林地的碳储存量;合理的施肥措施可以提高土壤的肥力，增加碳储存量。

（4） 年龄结构：人工造林的年龄结构对固碳效应具有重要影响。随着林木的生长和发育，固定的碳量会逐渐增加，达到一定年龄后固碳效应会逐渐减弱。因此，人工造林项目的年龄结构合理性对于最大化固碳效应具有重要意义。

（5） 自然干扰：自然干扰（如火灾、风灾、病虫害等）会对人工造林固碳效应产生不利影响。这些自然因素可能导致树木死亡、生长缓慢，甚至破坏整个林地生态系统，降低碳固定能力。

（6） 人为干扰：人为干扰（如砍伐、开发、过度放牧等）也会对人工造林固碳效应产生影响。不合理的开发和管理行为可能导致树木砍伐、土壤侵蚀等问题，减少了树木的存活率和生长速度，降低了碳固定能力。

4前景展望

4.1发展趋势

加强对人工造林固碳效应的长期监测和评估，建立长期的监测体系，深入研究其长期效应和变化规律。对人工造林固碳效应研究数据进行规范管理，提高数

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据质量和可比性，确保研究结果的准确性和可信度。进一步探索多种评价方法，如基于生态系统服务、社会经济效益等维度的评价方法，全面理解人工造林固碳效应的多方面影响。加强碳交易政策的稳定性和可预见性，完善碳交易法律法规，为人工造林项目提供良好的政策环境和市场机制支持。

未来的研究应重点关注长期效应的评估、数据质量的提升、多元化评价方法的应用，同时加强政策支持和市场机制建设，以推动人工造林固碳效应研究向更深和更广进军，为碳交易的实践提供更有效的支撑和指导。

4.2挑战

碳市场存在一定的波动性，碳价格可能会受到经济、政策和市场供需等因素的影响，从而影响人工造林项目的经济效益［7］。人工造林项目需要长期监管和管理，包括树木生长情况的监测、碳储存量的评估、项目的运营和维护等。如果缺乏有效的管理措施，可能会影响项目的可持续性和效益实现。大面积发展人工造林也会面临土地利用冲突的问题，例如与农业、畜牧业等产业的竞争，以及与土地所有权和使用权相关的争议，这可能影响项目的实施和运营。生态方面，人工造林也会遭遇例如林火、病虫害等自然灾害，以及非法砍伐、环境污染等人为因素的影响，这可能影响项目的生态效益和可持续性。

5结语

人工造林固碳与碳交易密切相关，具有重要的环境、经济和社会意义。人工造林作为一种重要的碳汇项目，通过固定大量的二氧化碳，有助于减少大气中的温室气体浓度，减缓气候变化，保护生态环境。碳交易作为一种减排机制，为人工造林项目提供了经济激励，促进了项目的发展与实施。

在碳交易背景下，人工造林项目不仅具有环境效益，还能带来经济收益。参与碳交易可以为项目提供经济激励，增加了其可持续发展的动力。然而，碳市场波动、长期监管和管理、土地利用冲突、生态风险等因素也给人工造林项目带来了挑战和风险。因此，需要政府、企业和社会各界共同努力，加强管理和监管，优化项目设计和实施，降低风险，提高项目的抗风险能力和可持续性，以实现环境、经济和社会的可持续发展。

参考文献：

［1］曹先磊.碳交易视角下人工造林固碳效应价值评价研究［D］.北京：北京林业大学，2018.

［2］李怒云，宋维明.气候变化与中国林业碳汇政策研究综述［J］.林业经济，2006（5）：60-64，80.

［3］曹先磊，张颖，石小亮，等.碳交易视角下森林碳汇生态补偿优化管理研究进展［J］.资源开发与市场2017，33（4）：430-435.

［4］白锋，姜春前，鲁德.木质林产品碳储量计量方法学及应用［J］.世界林业研究，2006，19（5）：15-20.

［5］戴勇，郝晶.CDM碳交易市场项目类型探讨［J］.中国环保产业，2011（3）：58-60.

［6］赵铎玮.碳交易、碳税与复合排放权交易的探讨［J］.企业导报，2010（24）：19，30.

［7］曹先磊，张颖，石小亮，等.碳交易视角下森林碳汇生态补偿优化管理研究进展［J］.资源开发与市场2017，33（4）：511-516.

作者简介：韩柳珩，男， 山东龙口人，硕士研究生，研究方向：森林生态学。