固碳林业1

Assuming 1990s Level of Flood Protection
Source: R. Nicholls, Middlesex University in the U.K. Meteorological Office. 1997. Climate Change and Its Impacts: A Global Perspective.
人工林
• 生产力高 • 有时土壤碳减少 • 有些生态系统服务功能指标下降
造林问题
• • • • 针对固碳——固碳林业 固碳林业 针对固碳 造林的地方 造林的树种 造林的方式
结论
• 林业发展应该为全球环境的保护作出贡 献 • 发展固碳林业应该是中国林业发展的一 个重要方向 • 中国森林生态系统具有很大的固碳潜力 • 固碳林业的发展不能用木材林业的生产 方式
Jackson Institute, University College London / Goddard Institute for Space Studies / International Institute for Applied Systems Analysis
97/1091 16
数千万文的生活将受到海平面升高的威胁
固碳潜力
• 在中国，由于长期的人类活动干扰，陆 在中国，由于长期的人类活动干扰， 地生态系统的碳贮量已经处于一种较低 的水平，固碳潜力很大。 的水平，固碳潜力很大。 • 森林植物的碳贮量
– 现实 现实3.72 Pg C – 潜在 潜在8.41 Pg C – 44.3%
固碳能力
• 森林
– 植物：Leabharlann Baidu.5-15 t C/ha/yr 植物： – 土壤： 土壤：
主要结果
森林生态系统固碳措施
• • • • • • • • 造林 林地恢复 减少砍伐 施肥（ 施肥（N) 防火 病虫害防治 疏伐 延长轮伐期
一些措施下世界各地森林管理的潜在固碳速率
措施 促进自然更新 延长轮伐期 国家/地区 印度 加拿大 美国 荷兰 森林施肥 加拿大 美国 荷兰 挪威 森林保护 防止森林退化 多种措施组合 印度 热带/全球 美国 挪威 多种措施组合 在火炬松 种类改变（从 杨树到红松） 美国 美国 固碳速率(t C ha-1 yr-1) 0.55 0.022 0.036 0.035 0.03-0.19 0.08-0.48 0.1-0.6 0.44 0.48 1.7-4.6 3.1 0.12-0.20 1.2 3.5 0.88 40 25 80 生态变化 生态变化 估计时间(yr) 30 80 80 80 20 20 20 20 30 40 50 环境改善 环境改善 生态变化 Birdsey et al., 2000 Hoen and Solberg, 1994 Row, 1996 Albaugh et al., 1998 Row, 1996 +N2O、+NOx 和生态变化 泄露（增加其 他地方收获） 受影响的其他 气体或活动 文献 Ravindranath et al., 1999 Nabuurs et al., 1999 Nabuurs et al., 1999 Nabuurs et al., 1999 Nabuurs et al., 1999 Nabuurs et al., 1999 Nabuurs et al., 1999 Lunnan et al., 1991 Ravindranath et al., 1999
人类已经观测到 过去50年由于人类活动的影响造成大气升温 过去 年由于人类活动的影响造成大气升温
气候变化 可能降低热带和亚热带的作物产量， 可能降低热带和亚热带的作物产量，增加高纬度地区的作物产量
Percentage change in average crop yields for the climate change scenario. Effects of CO2 are taken into account. Crops modeled are: wheat, maize and rice.
Nuclear Power Generation
Zero-Emission Power Plant
Ocean Fertilization
Reduced deforestation
Portfolio of Mitigation Options
Hydrogen Fuel Cell Vehicles
Geosequestration
谢谢！
中国森林生态系统的固碳潜力和能力
固碳的评价指标
• 固碳潜力
– 饱和水平 — 碳库现状
• 固碳能力
– C/yr
我国主要森林生态系统的饱和水平
• 森林：最大生物量+自然土壤碳库 森林：最大生物量 自然土壤碳库
– – – – – – 森林类型 热带 亚热带 暖温带 温带 寒温带 生物量(t/ha) 生物量 405 419 122 196 168 土壤(t/ha) 土壤 85 85 73 130 234
Hydrogen Fuel Cell Vehicles
Geosequestration
Sequestration in Ag. soils Bio-Fuels
Zero Net Emission Buildings
Renewable Energy
Plant New Forests
Reduced methane production
Sequestration in Ag. soils Bio-Fuels
Zero Net Emission Buildings
Renewable Energy
Plant New Forests
Reduced methane production
Nuclear Power Generation
Zero-Emission Power Plant
• 景观尺度上 景观尺度上——土地利用管理 土地利用管理
– 增加高密度碳库的土地面积 – 增加碳汇的土地面积
• 生态系统尺度上 生态系统尺度上——生态系统管理 生态系统管理
– 增加碳输入 – 增加长寿命的碳库
• 分子尺度
– 延长碳库的寿命
固碳林业
• 传统林业
– 生产木材和林产品
• 未来林业
– 生态林业 – 固碳林业
– 维持 – 自然增加
• 提高碳库的储量(Sequestration) 提高碳库的储量
– 土地利用变化 – 管理措施改进
• 可持续生物产品的替代 可持续生物产品的替代(Substitution)
– 用木材代替高耗能材料 – 生物质燃料
提高碳库的储量的机制
• 生态系统类型的转变 • 生态系统碳库的变化
• 造林 0.015-0.121 kg/m2/yr
人工林固碳
中国林业六大生态建设工程的植被固碳潜力
项目名称 天然林保护 目标 减少木材生产1990.5 万m3/yr 保护森林 新增林地 新增草地 退耕还林 退耕还林 宜林荒山荒地造林 水土流失控制 防风固沙 京津风沙源治理 退耕还林 营林造林 治理草地 小流域治理 三北地区重点防护林 造林 治理沙地 退化土地恢复 长江中下游重点防护 林 野生动植物保护及自 然保护区建设 重点地区速生丰产用 材林基地建设 合计 13.33 138 造林 改造防护林 94.20 8.86 6.0 14.66 17.33 86.66 103 2.63 4.94 10.63 0.023 9.46 1.30 12.66 18．00 7.33 126 83 83 83 138 138 0 1839.54 20098.96 126 126 126 126 331.38 622.44 0 2.898 785.18 107.9 1050.78 2484 1011.54 76 76 面积 （M ha） 最大碳贮量 (t C/ha)* 固碳潜力 (M t C) 7159.2 673.36 0 1847.16 2183.58
– 增加生态系统的碳输入 增加生态系统的碳输入(GPP、NPP) 、 – 增加有机质向长寿命碳库的分配（如根、土 增加有机质向长寿命碳库的分配（如根、 壤腐殖质等） 壤腐殖质等） – 延长碳库的寿命（如减少干扰和改变土壤物 延长碳库的寿命（ 理化学生物环境） 理化学生物环境）
不同尺度水平上的固碳机制
固碳林业
—林业为全球控制大气 2浓度增加做贡献 为全球控制大气CO 为全球控制大气
王效科 冯宗炜 中国科学院生态环境研究中心
内容
• • • • 温室效应和碳循环 陆地生态系统固碳过程 固碳林业 中国森林生态系统的固碳能力
工业化以来， 工业化以来，人类活动已经改变了大气的化学成分
21世纪地表气温可能会有较大幅度的升高 世纪地表气温可能会有较大幅度的升高
人类为减少大气温室气体增加 而努力
• 全球气候变化公约 • 京都议定书
• 全球变化科学计划 全球变化科学计划(Global change science) • 全球变化技术计划(Global change 全球变化技术计划 Technology)
大气CO2的减排的技术措施 的减排的技术措施 大气
Ocean Fertilization
Reduced deforestation
CO2的减排措施
• 提高能源利用效率、减少能源消耗 提高能源利用效率、 • 燃料替代
– 核能 – 可再生能源
• CO2的收集和贮存 的收集和贮存 • 陆地生态系统固碳
陆地生态系统的固碳机制
• 保护现有的碳库（Conservation) 保护现有的碳库（
森林固碳能力
• 初步估算 ， 我国正在实施的六大林业重点 初步估算， 工程，可以固碳潜力20.1 G t C 。这些项目 工程，可以固碳潜力 完成后，林木在100年内达到最大碳贮量， 年内达到最大碳贮量， 完成后，林木在 年内达到最大碳贮量 即每年固碳0.2 G t C，为我国目前化石燃 即每年固碳 ， 料燃烧释放CO2的35%。 料燃烧释放 的 。