當(dāng)前，實(shí)現(xiàn)“碳中和”以應(yīng)對(duì)氣候變化已經(jīng)成為人類(lèi)共識(shí)，各國(guó)政府均將推動(dòng)工業(yè)減排列入優(yōu)先的事項(xiàng)。在對(duì)地球“原生態(tài)碳循環(huán)”進(jìn)行建模分析，并對(duì)世界 現(xiàn)有的碳匯及減排等研究數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，與人類(lèi)工業(yè)排放對(duì)溫室效應(yīng)的影響相比，森林碳匯能力的減弱對(duì)地球溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)更為嚴(yán)重，值得引起更廣泛的關(guān) 注。

建立新型的森林碳匯產(chǎn)業(yè)，是將影響人類(lèi)生存的“生態(tài)環(huán)境危機(jī)”，因勢(shì)利導(dǎo)地轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型問(wèn)題”，高效解決全球氣候危機(jī)、實(shí)現(xiàn)碳中和的簡(jiǎn)捷路徑。

一、地球碳循環(huán)模型

地球生態(tài)的碳循環(huán)，是以陸地植被和水生植物的榮枯更替形成吸收和排放的一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。植物在生長(zhǎng)中依靠光合作用吸收溫室氣體中的碳，并將它匯集、固 定到植物體內(nèi)和土壤中;其枯死后有機(jī)碳被降解或氧化排放，形成溫室氣體碳。地球大氣、水、森林植被中的碳元素周而復(fù)始地在有機(jī)和無(wú)機(jī)態(tài)之間轉(zhuǎn)換，形成了動(dòng) 態(tài)中相對(duì)穩(wěn)定的地球碳循環(huán)過(guò)程。

森林植被與森林土壤構(gòu)成了一個(gè)森林碳循環(huán)的微生態(tài)系統(tǒng)，森林固碳是森林植被與森林土壤共同作用的結(jié)果。

地球地表的固碳能力、土壤中有機(jī)碳含量大小，取決于陸地植被和水生植物種群的生態(tài)體量。森林與植被生態(tài)體量大，土壤及水系中有機(jī)碳含量就大，地表的固碳能力就強(qiáng);森林減少，森林土壤附著的有機(jī)碳就會(huì)變?yōu)闅鈶B(tài)碳逃逸到大氣中，直接增加大氣中碳元素的總量。

二、碳循環(huán)模型下影響森林碳匯的因素

(一)森林面積減少?lài)?yán)重影響氣候變化

1、森林面積減少對(duì)地球氣候環(huán)境的危害，某種程度而言比人類(lèi)化石燃料使用造成的危害更嚴(yán)重。

2020年《世界森林資源報(bào)告》中數(shù)據(jù)顯示，1990年至今全球僅熱帶雨林面積就減少了1.9億公頃，森林因此對(duì)二氧化碳的匯集能力減少了8395 億噸。這個(gè)數(shù)據(jù)是2008年至2018年人類(lèi)工業(yè)全球二氧化碳的排放總量3539億的2.4倍。(《BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù))。

森林面積減少的危害，已經(jīng)引起世界廣泛關(guān)注。世界自然研究所在2019年度的報(bào)告中就指出：預(yù)測(cè)表明，即使所有化石燃料排放被即刻消除，到2100年僅熱帶森林破壞也會(huì)讓全球溫度上升1.5℃。

2、提高森林生態(tài)功能，有“抵消人類(lèi)工業(yè)排放”的潛力。

世界森林包含著巨大能量，相當(dāng)于1420億噸石油當(dāng)量。這約為每年全球初級(jí)能源消耗的10倍( 糧農(nóng)組織，2017c)。世界糧農(nóng)組織的這個(gè)數(shù)據(jù)，雖僅限于建立在可持續(xù)使用的基礎(chǔ)之上，仍可以看出森林蘊(yùn)含能力的潛力。

2015年，世界森林約為40億公頃。(糧農(nóng)組織，2015a)。若以提高森林生態(tài)功能最大化為目標(biāo)，以全球平均每公頃/年可生產(chǎn)十噸以上生物量為 基礎(chǔ)核算，世界森林的總碳匯能力達(dá)730億噸二氧化碳當(dāng)量。超過(guò)2018年人類(lèi)世界工業(yè)排放二氧化碳總量338.9億噸的一倍以上。

(二)過(guò)熟林對(duì)區(qū)域碳循環(huán)及氣候變化的的影響

森林碳循環(huán)的微生態(tài)系統(tǒng)，是由森林植被與森林土壤共同構(gòu)成的。過(guò)熟林對(duì)區(qū)域碳循環(huán)及氣候變化的影響，表現(xiàn)在兩個(gè)方面，即森林植被本身對(duì)區(qū)域碳循環(huán)的影響，以及森林植被變化過(guò)程影響森林土壤，進(jìn)而對(duì)區(qū)域碳循環(huán)的影響。

1、自然成熟林的碳功能

隨著森林演替林齡增加，森林生產(chǎn)力達(dá)到最大值后開(kāi)始下降，到成熟森林階段，其生態(tài)系統(tǒng)光合固碳和呼吸達(dá)損失相當(dāng)，導(dǎo)致自然成熟林生態(tài)系統(tǒng)凈交換接近 于零，森林碳吸收和與生態(tài)系統(tǒng)呼吸達(dá)到平衡，因而處于“碳中性”狀態(tài)，也就是說(shuō)自然成熟林失去了持續(xù)固碳功能。這即是成熟森林固碳的“碳中性”假說(shuō)。

2、過(guò)熟林的碳釋放對(duì)大氣環(huán)境的影響

在地球碳循環(huán)模型中，森林植被在枯死后，凋落物中的有機(jī)碳會(huì)通過(guò)微生物分解和/或氧化反應(yīng)，變成甲烷和/或二氧化碳釋放到大氣中。這個(gè)自然碳循環(huán)中的碳釋放過(guò)程中，甲烷排放對(duì)地球溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)及其對(duì)地球的危害，遠(yuǎn)大于二氧化碳。

植物生長(zhǎng)過(guò)程中每形成一噸生物量，吸收1.83噸二氧化碳。以全球碳項(xiàng)目(GCP)中甲烷的全球變暖潛值(GWP-20)約為84倍為基礎(chǔ)測(cè)算，1噸生物質(zhì)自然降解產(chǎn)生的甲烷排放，相當(dāng)于16.8噸二氧化碳當(dāng)量。

自然碳循環(huán)中碳釋放的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，需要全世界進(jìn)行更深的理論研究。但是，即使僅有50%的有機(jī)碳在自然降解碳釋放中轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄?，其?duì)地球大氣的危害也是非常嚴(yán)重的。

三、碳循環(huán)模型下增加森林碳匯的方法

(一)增加森林碳匯的方法

1、增加生態(tài)資源總量

生態(tài)資源總量增加，森林生產(chǎn)力提高，光合作用吸收的二氧化碳隨之提高，固碳能力就增加。這也是植樹(shù)造林能夠提高碳匯的理論依據(jù)。減少毀林更顯得尤為重要。

2、保持森林生態(tài)功能最大化

提高森林碳匯僅有“量”的提高還不夠，還需要“森林生態(tài)功能”這個(gè)“質(zhì)”的提高。中幼林缺乏科學(xué)的撫育、養(yǎng)護(hù)，生態(tài)功能就會(huì)降低甚至喪失;隨著森林 演替，成熟、過(guò)熟林?jǐn)?shù)量增大，森林整體固碳能力得不到提高。同時(shí)，隨著過(guò)熟林枯死分解加速，土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)加快，碳釋放加快，向大氣中釋放甲烷等危害巨大 的溫室氣體的總量，隨之大大提高，嚴(yán)重加劇地球溫室氣體效應(yīng)。通過(guò)森林經(jīng)營(yíng)促進(jìn)其生長(zhǎng)進(jìn)而吸收更多的碳，并且控制森林枯死后的自然降解，是保持森林生態(tài)功 能最大化的關(guān)鍵。

(二)森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式，是增加碳匯、解決氣候變化的高效路徑

1、人類(lèi)工業(yè)應(yīng)用化石能源的溫室氣體排放是凈增量，而將應(yīng)用生物質(zhì)燃燒方式進(jìn)行能源化利用，是一個(gè)二氧化碳的“負(fù)排放”的過(guò)程。

1噸生物質(zhì)燃燒過(guò)程的二氧化碳排放約1.83噸。1噸生物質(zhì)自然降解產(chǎn)生的甲烷排放，相當(dāng)于16.8噸二氧化碳當(dāng)量。

能源化利用1噸生物質(zhì)，相對(duì)于自然降解下產(chǎn)生的甲烷排放。可以得到15噸二氧化碳當(dāng)量的負(fù)排放。

2、同等規(guī)模土地上的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出，采用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技生產(chǎn)方式要比采用原始農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式平均高出10倍以上。若以提高森林生態(tài)功能最大化為目標(biāo)，開(kāi)啟以 植被生態(tài)能源利用產(chǎn)業(yè)化為基礎(chǔ)的“森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式”，對(duì)標(biāo)原始農(nóng)業(yè)到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技生產(chǎn)力進(jìn)步的軌跡，可以得知：在不斷提高地球生態(tài)品質(zhì)的同時(shí)，將獲得比 自然狀態(tài)下更大量的生物質(zhì)資源量，相對(duì)于現(xiàn)有的自然生長(zhǎng)模式，同等規(guī)模下森林生態(tài)的碳匯能力將成倍增加。

3、森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式，為森林生態(tài)功能提高提供持續(xù)的資金支持

長(zhǎng)期以來(lái)，森林在減緩氣候變化進(jìn)程中面臨的主要問(wèn)題是資金匱乏。“即使森林減緩氣候變化的作用如此重要，甚至?xí)绊懙健栋屠鑵f(xié)定》的目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)，當(dāng)前基于陸地的減緩努力，仍值得到了不到3%的氣候變化資金”(世界自然研究所2019年報(bào)告)。

森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式，可通過(guò)生態(tài)功能提高，增加綠水青山，實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明目標(biāo);通過(guò)生態(tài)撫育、森林改良、能源生產(chǎn)替代燃煤減排等方式，實(shí)現(xiàn)碳匯、能源“雙減”目標(biāo)。

更重要的是，森林碳匯產(chǎn)業(yè)通過(guò)“生態(tài)撫育，資源增加--生態(tài)資源能源化利用實(shí)現(xiàn)收入--分布式能源生產(chǎn)--綠色能源供給--資源收入為生態(tài)功能提高 提供資金”產(chǎn)業(yè)模型的建立，可依靠產(chǎn)業(yè)發(fā)展生成的良性盈利，為生態(tài)撫育、生態(tài)功能提高提供穩(wěn)定、持續(xù)的資金支持，徹底解決森林撫育養(yǎng)護(hù)、森林更替改造等嚴(yán) 重缺乏資金投入的問(wèn)題。

(三)森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式的意義

采用“和諧共生，欲取先予”的森林生態(tài)保護(hù)和經(jīng)營(yíng)森林碳匯的新理念，解決溫室氣體影響的氣候變化的危機(jī)，將出現(xiàn)一個(gè)契機(jī)：

1、通過(guò)植被能源化利用的“森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式”建立，將實(shí)現(xiàn)碳中和解決氣候變化危機(jī)的環(huán)保危機(jī)，變成一個(gè)產(chǎn)業(yè)模式調(diào)整的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整的問(wèn)題;

2、通過(guò)“森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式”的建立，可以將人類(lèi)發(fā)展與自然資源獲得之間的關(guān)系，由“掠奪”轉(zhuǎn)為“共生”，減緩氣候變化，催生人類(lèi)進(jìn)入可持續(xù)生存的新的生產(chǎn)生活模式階段。

四、森林碳匯產(chǎn)業(yè)的碳匯成本及機(jī)制構(gòu)建

森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式的建立，需要建立新的機(jī)制方案，保證生態(tài)資源變成生態(tài)能源，在市場(chǎng)化模式下，實(shí)現(xiàn)生態(tài)資源的生態(tài)價(jià)值。

建立全球統(tǒng)一的生態(tài)產(chǎn)品計(jì)量核查與定價(jià)機(jī)制，鼓勵(lì)森林木材的商業(yè)化應(yīng)用、保障林業(yè)撫育、過(guò)熟林更替過(guò)程中的林業(yè)廢棄物和木材及竹產(chǎn)品等的能源化利用，盡量減少生物質(zhì)自然降解的甲烷排放，同時(shí)又替代了化石能源的排放，這樣來(lái)最大化地增加地表碳匯能力。

(一)森林碳匯產(chǎn)業(yè)的碳匯效益

每噸生物質(zhì)能源化利用可以減少溫室氣體二氧化碳當(dāng)量16.8噸。若以50%的轉(zhuǎn)化為甲烷計(jì)：50%的生物質(zhì)轉(zhuǎn)甲烷排放二氧化碳當(dāng)量 16.8*50%=8.4噸;50%的生物質(zhì)轉(zhuǎn)二氧化碳1.83*50%=0.915噸;則每噸生物質(zhì)能源化利用林業(yè)可以減排 8.4-0.915=7.485噸二氧化碳當(dāng)量。

1、林業(yè)過(guò)熟林中資源收集收益

若以30元人民幣碳匯補(bǔ)貼，每噸生物質(zhì)資源可得碳匯收入7.485*30=224.55元人民幣。加上市場(chǎng)價(jià)格的能源價(jià)格(參考分布式用煤600元 /噸)，每噸銷(xiāo)售價(jià)格會(huì)高于500元人民幣。每公頃以60噸資源獲得量計(jì)，收入高達(dá)30000元。該收入高于正常農(nóng)業(yè)收益(巴西熱帶雨林改為農(nóng)用土地后每 公頃收入不到2000美元，該數(shù)據(jù)來(lái)自《Explaining the persistence of low income and environmentally degrading land uses in the Brazilian Amazon》)。

2、能源用戶(hù)成本

若以30元人民幣碳匯補(bǔ)貼，每噸生物質(zhì)替代煤炭可得碳匯收入1.83*30=54.9元人民幣。用戶(hù)相比較于使用化石能源在減少了碳稅支出基礎(chǔ)上增加了碳匯收入，是收益方。

每年僅需要40億噸生物質(zhì)原料由自然降解改為能源化利用，即可實(shí)現(xiàn)林業(yè)減排299.4億噸二氧化碳當(dāng)量，同時(shí)減少20億噸標(biāo)煤的化石能源排放 73.2億噸。合計(jì)減少二氧化碳排放372.6億噸。全球每年1200億人民幣的碳匯金額就足以撬動(dòng)生態(tài)能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，解決氣候變暖問(wèn)題。(40億 噸生物質(zhì)的能源化利用，僅相當(dāng)于每年全球農(nóng)作物廢棄物總量，不及全球森林立木總量的1%。)

(二)產(chǎn)業(yè)機(jī)制的構(gòu)建

通過(guò)碳匯收入，支持世界各國(guó)政府建立以森林植被為核心的生態(tài)產(chǎn)品的認(rèn)定、生產(chǎn)、計(jì)量、核查、交易體系，以充分滿(mǎn)足生物多樣性和生態(tài)功能最大化;建立世界統(tǒng)一生態(tài)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)和裝備的評(píng)價(jià)體系，為產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，盡早解決氣候變化危機(jī)提供基礎(chǔ)保障。

要解決地球生態(tài)失衡危機(jī)，唯有理清地球生態(tài)規(guī)律，聚焦主因，順勢(shì)而為，將“解決氣候危機(jī)、實(shí)現(xiàn)碳中和”的氣候問(wèn)題，變成“科學(xué)規(guī)范利用森林植被、將 生物質(zhì)資源進(jìn)行規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化利用”的一個(gè)產(chǎn)業(yè)調(diào)整問(wèn)題，將人與自然的資源獲取關(guān)系，從“隨意索取”升級(jí)為“欲取先予”，構(gòu)建以符合人類(lèi)空氣、水、土壤 (食物)更高品質(zhì)的地球生態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，是應(yīng)對(duì)氣候變化，全面提升人類(lèi)生活品質(zhì)更科學(xué)、更快捷，更經(jīng)濟(jì)的路徑。

來(lái)源：中國(guó)教育資訊網(wǎng)