全球气候变化对人类生存、社会发展造成了严重影响，它不仅通过改变生态系统的结构和功能来直接影响人类的生活质量，而且通过影响生态系统提供的生产资料和生态服务，从而改变生态系统生产力和碳、氮、磷循环及生物多样性等多个过程，来间接作用于人类社会。同时，《巴黎协定》（The Paris Agreement）使碳减排增汇成为与国家、政治、外交和生态安全等密切相关的重大问题，全球气候变化已引起各国政府、科学界与公众的强烈关注。

当前，以大气中CO₂ 浓度增加和气温升高为主要特征的全球气候变化正在加剧，并强烈地给人类生存、社会发展造成了严重影响。它不仅通过改变生态系统的结构和功能来直接影响人类的生活质量，而且通过影响生态系统提供的生产资料和生态服务，从而改变生态系统生产力和碳、氮、磷循环及生物多样性等多个过程，来间接作用于人类社会。《联合国气候变化框架公约》及《京都议定书》的制定将碳减排增汇提升为与国家政治、外交和生态安全等密切相关的重大问题，全球气候变化已引起各国政府、科学界与公众的强烈关注。2015 年12 月《巴黎协定》的签署标志着缔约方就未来十几年的国际气候政策走向达成共识，气候变化作为全球环境问题之首将更加深刻地影响人类的生存和发展。

应对气候变化与碳减排的国际谈判已经成为我国作为发展中大国面临的重大问题与难题，作为负责任的发展中国家，我国一直在调整经济发展模式以适应经济发展和节能减排的共同需求。然而随着我国经济进一步发展和人民生活水平持续提升，能源消耗和温室气体排放量短期内继续增加的趋势仍难以改变，在未来的气候变化摊牌中势必面临国际社会要求我国减排温室气体的巨大压力。2011 年，中国科学院多个研究所的科技人员与一部分从事经济和政策研究的专家，联合高校和有关部门专家，共同承担了科技先导专项——“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”。该专项共设立了5个任务群，即排放清单任务群、生态系统固碳任务群、气候敏感性任务群、影响与适应任务群和绿色发展任务群，针对我国的陆地碳收支定量认证、碳增汇潜力与速率、增汇技术与措施，以及未来全球增暖情景与大气温室气体浓度关系的不确定性等重大科学技术问题展开深入研究。

应对气候变化、减少大气中温室气体浓度的一个重要途径是增强地球表层生态系统对大气温室气体的吸收作用，即生态系统的碳汇功能。增强陆地生态系统固碳能力被认为是最经济可行和环境友好的减缓大气中CO₂ 浓度升高的重要途径之一。《京都议定书》第3.4 款明确规定：世界各国可以通过增加陆地生态系统碳储量来抵消经济发展中的碳排放量。因此，如何提高陆地生态系统碳储量及其固碳能力，是近年来全球变化研究的热点领域。近年来的研究表明，我国的陆地生态系统，尤其是森林生态系统具有非常强的固碳速率和潜力。

森林生态系统是陆地最大的碳库，在应对气候变化中具有独特的功能，在维持全球碳平衡中具有重要的作用。这主要有两个原因：一是森林生态系统的植被、凋落物、有机质残体及土壤有机质中储存有大量的碳，约占陆地生态系统有机碳地上部分的80%，地下部分的40%；二是森林生态系统如果遭到破坏或干扰，系统中储存的大部分碳会释放到大气中，成为大气中CO₂ 浓度升高的一个重要因素。因此，森林的碳循环与碳储量在全球陆地生态系统碳循环和气候变化研究中具有重要意义。

由于碳循环研究的复杂性，目前的科学技术及数据积累尚不能准确地回答碳汇到底有多大，其区域分布如何。也就是说，碳汇问题仍存在相当大的不确定性。不同研究得出的结论的差异可达到5 倍以上。因此，很难说某一国家对全球碳汇的贡献有多大。森林生态系统具有比其他植被生态系统更高的碳密度。研究表明，森林生态系统中，植被和土壤的平均碳密度分别为86 Mg C/hm2 和189 Mg C/hm2（1 Mg =106 g）；草原生态系统中，植被和土壤的平均碳密度分别为21 Mg C/hm2 和116 Mg C/hm2；农田生态系统中，植被和土壤的平均碳密度分别为5 Mg C/hm2 和95 Mg C/hm2。在过去的150 年间，森林转化为农田或其他土地覆盖类型所造成的CO₂ 排放量接近同期所有化石燃料利用所释放CO₂ 量的总和。森林的减少和破坏，是陆地生态系统碳源增加的一个重要原因。同时，森林寿命长、面积大、碳储量多、具有长期和强烈影响大气碳库的能力。因此，对森林碳库及其动态的研究，将会极大地减少陆地生态系统碳循环研究的不确定性。

我国地域辽阔，自然气候条件复杂，森林类型多样且具有明显的地带性分布特征。进入21 世纪以来，随着六大林业重点工程建设的相继启动和实施，林业生态和产业体系逐步建立和完善，人工造林和森林恢复性生长过程加速。第七次全国森林资源清查结果显示，全国森林面积为1.955 亿hm2，森林蓄积量为137.2 亿m3，森林植被总碳储量达7.81 Pg C。美国、加拿大等发达国家在21 世纪初就已经对国家森林资源碳储量进行了估算。但由于不同国家的森林资源清查体系、技术标准和调查方法不同，以及清查周期与清查时间不一致，调查结果在不同国家之间存在不具可比性和可靠性差的问题。目前，我国森林资源的变化正在对区域乃至全球生态环境变化产生积极影响，森林资源的生物量、碳储量和碳密度格局也日益被国际组织、各级政府及社会大众广泛关注。及时获取覆盖全国且长时间连续的森林资源生物量和碳储量，是准确评估我国固碳潜力、履行《联合国气候变化框架公约》，特别是依据《巴黎协定》进行碳汇贸易谈判的基础和有力保障。

我国和世界大部分国家一样，对森林资源的宏观监测以国家森林资源清查为主，以数理统计抽样为基础，定期对同一地域上的森林资源进行重复性调查，采集样地和样木的调查数据，每5 年产出一次累积性的统计成果。以国家森林资源清查统计数据为基础的碳库计量，与现行森林资源清查体系一样，产出数据为每5 年的累积性统计数据，数据采集时间存在不一致性，分析成果缺乏现势性和时效性。国家森林资源清查资料虽然具有全国或区域尺度上的统一性，但精度往往不高，存在较大的不确定性，且常常因未包括林下植被、地表凋落物、根系及土壤等组分，而不能全面反映森林生态系统碳源汇的状况。在人为干扰和人类经营管理的影响下，森林生态系统各个组分的碳源汇状况在时空上的走向并不一致，仅仅以森林生物量动态为依据既可能低估又可能高估整个森林生态系统的碳源汇状况。因此，充分有效地利用连续的、系统的大面积森林资源清查资料估测森林碳储量和碳密度，不仅有助于估算区域尺度的森林生产力及其碳收支，也可为评价森林生态系统的结构与功能提供量化指标，同时对评估不同森林植被类型的碳汇潜力，制定合理的碳汇政策措施具有重要的意义。

我国学者基于样地调查对森林生物量及碳储量的研究始于20 世纪70 年代，主要集中于对部分区域或几十种森林树种的研究，如湖南会同地区马尾松林、北京西山人工油松林、海南尖峰岭热带雨林、兴安落叶松林、长白松人工林、云南哀牢山常绿阔叶林、鼎湖山南亚热带常绿阔叶林、西双版纳热带山地雨林、华北落叶松人工林等。样地尺度上的研究虽然全面涵盖了森林生态系统各个组分且相对准确，但往往局限于某些地理区域或森林类型而代表性不强，由于缺乏统一的方法，也不具有可比性，据此进行全国尺度上的推演将造成很大的不确定性。

图1　“森林课题”在“碳专项”中的位置

到目前为止，我国在国家尺度森林生态系统固碳现状、速率和潜力的实际调查数据，碳收支计量和综合评估模型工具，以及区域碳汇强度的定量评估、科学认证和决策分析系统等方面的研究工作还十分匮乏。“森林课题”正是在此背景下，由“碳专项”专门设立，处于生态系统固碳任务群项目“中国生态系统固碳现状、速率、机制和潜力”中第二的位置（图1）。“森林课题”的目标旨在建立符合中国特色的、科学有效的、能被国际同行公认的精准碳计量方法，全面建立国家尺度森林生态系统碳汇及其速率与潜力的评价体系，明晰中国森林生态系统碳库现状及时空分布格局，揭示驱动中国森林生态系统碳收支格局变化的生物和环境机制，不仅可以直接为中国应对气候变化的外交谈判提供科学依据，也可为制定国家尺度碳管理政策措施提供依据。

本文摘编自王万同，唐旭利，黄玫等著《中国森林生态系统碳储量：动态及机制》绪论部分，内容略有删减改动。

《中国森林生态系统碳储量：动态及机制》

作者：王万同，唐旭利，黄玫　等

责任编辑：王静，李迪

北京：科学出版社，2018.7

ISBN：978-7-5088-5393-2

《中国森林生态系统碳储量：动态及机制》是“中国陆地生态系统碳收支研究丛书”的一个分册，针对当前森林碳汇研究领域中的热点问题，基于全国7800个典型森林生态系统样地的调查资料，估算我国森林生态系统全组分（乔木、灌木、草本、凋落物及土壤）碳库现状，并对其机制进行初步探讨。在此基础上，采用遥感反演和模型模拟相结合的手段，估算我国森林生态系统的固碳速率及潜力。

（本期编辑：小文）

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