森林经营管理对碳汇的影响及提高对策

林荣华

（广州市增城林场管理中心，广东 广州 511300）

0 引言

碳汇指的是采用植树造林、恢复植被等措施，吸收大气中的二氧化碳，降低温室气体浓度。2003年，《联合国气候变化框架公约》将林业活动纳入碳汇项目；2020年9月，我国明确提出“碳达峰”和“碳中和”的“双碳”目标。森林系统在碳循环扮演着重要角色，能对二氧化碳进行吸收和固定。为了积极应对全球气候变化，不仅要做好造林工作，还要从森林经营管理入手，进一步增强森林系统的碳汇功能，为缓解温室效应做出贡献。

1 森林系统的碳贮量和碳汇模式

1.1 森林系统的碳贮量

在陆地生态系统中，森林是最大的碳库，碳贮量在陆地碳库中占比56%。森林系统中的碳主要贮存在植被和土壤中。

1.1.1 植被碳贮量。我国森林生态系统的植被碳贮量约为3.72 PgC（PgC指1 m深的土壤有机碳总质量，1 PgC=109 t），占比最高的前两位林木种类是栎类和落叶松类。受地理条件、森林类型、树龄结构等因素的影响，不同国家和地区的森林植被碳贮量对全球森林植被碳贮量的贡献具有一定差异。周玉荣等研究表明，我国森林植被的碳密度均值为57.07 t/hm，总体上森林植被的碳密度值随着纬度的增加而降低，而且与水分、热量等因素密切相关。

1.1.2 土壤碳贮量。土壤碳贮量是植被碳贮量的3倍，森林生态系统的土壤碳贮量在陆地生态系统土壤碳贮量中的占比为70%。因此，森林生态系统的土壤碳库对全球碳循环具有重要作用，土壤碳贮量的微小变化就可能对大气中的二氧化碳浓度产生明显影响。具体来看，森林生态系统土壤中的碳包含两类：一类是无机碳，贮量较小，变化不大；另一类是有机碳，来源于落叶和死亡树木等，经腐殖化积累在土壤中。温度、水分、植物、微生物和人为活动等均会影响土壤碳贮量，因此，土壤中有机碳的积累是一个动态变化的过程。

1.2 森林系统的碳汇模式

1.2.1 碳保护。即对森林采伐行为进行控制，对森林生态系统的植被进行保护，提高木材利用率，并加强病虫害防控、自然灾害预测预报等，从而实现碳保护。此外，还应在保护湿地资源、巩固退耕还林成果、保护现有公益林的基础上，促使森林覆盖率、蓄积量稳定增长。

1.2.2 碳吸收。如实施造林再造林方案，不断增加森林面积，延长林木轮伐期，合理调整林分密度，增加森林植被和土壤的碳密度。另外，针对次生林、已退化森林，采取改造和保护措施，创新木材利用方式，从而增加森林碳贮量。

1.2.3 碳替代。所谓碳替代，就是使用新型能源替代化石燃料能源。以生物能源为例，具有清洁、可再生、能大规模生产等特点，如从油桐、蓖麻、乌桕等林木中提炼生物质能源。此外，对风能、水能、地热能等的开发利用，也能减少二氧化碳排放量，缓解化石燃料能源危机，改善自然生态环境。

2 森林经营管理对碳汇的影响

2020年7月1日起，新修订的《中华人民共和国森林法》正式施行，其中森林经营管理是一条主线，对提高森林质量、促进林业发展、增强碳汇功能等具有重要作用。大量实践和研究结果表明，森林经营管理中的保护措施对碳汇具有积极的影响，采伐和灾害对碳汇具有消极的影响。

2.1 森林保护对碳汇的影响

采取保护措施，扩大森林面积，提高森林经营管理水平，能充分发挥森林的碳汇功能。因土地资源有限，森林面积扩大到一定程度后，为了提高碳储量，就必须改进管理手段，增加二氧化碳吸收量，改善气候变暖现状。相关研究表明，中幼林生长旺盛，固碳能力较强；成熟林木的固碳能力达到峰值后，继续固碳的能力衰减。基于此，森林保护就是新增蓄积面积，利用新的植物进行碳汇，对二氧化碳产生持续吸收、固定的效果。

2.2 森林采伐对碳汇的影响

经济社会的发展离不开对森林资源的开采和利用。例如，采伐树木造纸，或制成商品材，或利用枝叶生热取暖等。然而，盲目开采、乱砍滥伐会对森林资源造成严重破坏，甚至会将森林转变为农业、工业用地，从而对森林碳汇造成严重的不利影响。一方面，森林采伐后，土壤中的碳大量释放出来；另一方面，采伐剩余物在腐烂分解过程中，也会有碳释放到大气中。对于这种情况，要采用科学的采伐方式对采伐后的剩余物进行处理，才能减少碳在大气中的释放量。

2.3 森林灾害对碳汇的影响

森林系统常面临的灾害有火灾、病虫害、风暴、雪崩等，其中火灾和病虫害发生率较高。火灾方面，全球范围内每年发生火灾的森林面积约为 0.1亿hm，占森林总面积的2%～3%，二氧化碳排放量达31.35亿t。病虫害方面，植物出现病害、虫害后，根、茎、叶等部位会被破坏，导致其生长发育受到影响，固碳能力随之降低。我国每年受到病虫害影响的森林面积约为100万hm，以虫害影响为主。由此可见，对森林火灾、病虫害进行监测和防治是保护现有森林资源的必要手段，也是提高森林碳汇能力的有效途径。

3 提高森林碳汇能力的经营管理对策

3.1 科学合理伐木

不同类型植物的固碳释氧能力不同，见表1。同时，植物固碳能力的高低与树龄有关：初期生长阶段，叶片的固碳能力逐渐增强；生长旺盛阶段，固碳能力达到峰值；到了近熟阶段，固碳能力开始减退；完全成熟后，固碳能力降到低谷。

表1 不同植物的固碳释氧能力

在整个森林系统中，新造林的固碳能力较强，部分树木死亡后，碳吸收和碳排放基本达到平衡状态；随着生长腐殖质层厚度加大，其固碳能力随之减弱。树木过了成熟期，木材质量就会下降，因此，应对过熟木、枯木、病腐木等进行砍伐，维持正常的生态功能。科学合理伐木，就是严格执行限额标准，制订自用材、雪压材砍伐计划，落实发证工作，采伐和清理整顿配合进行。在此过程中要注意对木材来源进行检查等，避免乱砍滥伐。

3.2 及时更新林木

理论上看，林木的生长周期越长、固碳时间越长，碳汇能力也就越强。在森林生态系统中，长寿树木的数量越多，越有利于实现碳排放平衡。因此，及时更新林木也是提高森林碳汇能力的方式。第一，以基本成林树种作为重点培育对象，提高先锋树种的转化效率，维持一定比例的长寿树，确保森林活力持续增强。第二，采用播种、移栽等方式造林，在空地补种树木，增加森林蓄积量。

3.3 控制疏密比例

在森林经营管理中，树高达到最终高度的50%之前，健康树木的树高与胸径之比一般在（80～100）∶1，小于80说明过于稀疏，不能进行疏伐；大于100说明过密，需要对林木进行适时疏伐，减少树木的枯死数量，避免碳集中排放。树高达到最终高度的50%之后，树木所需的生长空间扩大，为保证活枝营养充足，可去除形态异常、营养不良的枝干，为树木争取更大的生长空间。

3.4 创新育林技术

随着林业的快速发展，近自然育林成为一种新型育林技术，近自然育林指的是模拟自然环境，采用人工干预的方式促进林木发育，培育出功能完备、接近并优于自然、可持续发展的森林生态系统。为了提高森林的碳汇能力，鼓励采用近自然育林技术。其技术要点如下：第一，优先选择乡土树种或适应性良好的树种，小范围替换、增加树种，改变林分结构，配合不同强度的间伐作业，促进人工林、天然林转化为近自然林。第二，保证森林结构的稳定性，丰富生物多样性，促使林分接近自然，获得和谐的林种关系。第三，人工干预和自然调节要保持相同方向和目标，森林更新以天然更新为主、人工更新为辅；采伐时采用择伐方案，禁止大面积砍伐。

3.5 加强灾害防控

在森林防火上，重在预防。首先，除批准外，森林防火区全年禁止野外用火，禁止炼山烧杂、烧灰积肥等容易引起森林火灾的用火行为；加强火源管理，重点防控区域应设立森林防火临时检查哨（卡），严格检查过往车辆和进山人员，严禁携带火种；针对焚烧秸秆、烧纸祭祀等行为，应制订严格的管控方案，安排专人看守，可在山下林缘30 m以外的安全区域或指定地点进行。其次，要建立防火隔离带，如林缘防火隔离带（在森林与灌木或荒山的接连地段，利用道路、河流等自然地形，开辟防火隔离带，宽度30～40 m）。最后，要建设灭火设施，如森林消防蓄水池等。在森林病害防控上，一方面要做好林木检疫工作，从源头降低病害发生率；另一方面要建立风险预警系统，使用智能化设备监测林木生长，调查常见病害并制订预警方案。在森林虫害防控上，应综合运用物理防治技术、生物防治技术、化学防治技术等，在杀虫防虫的同时，最大限度地保护森林生态环境。

3.6 实现信息化管理

得益于信息技术的发展，森林经营管理也从传统模式转变为信息化管理模式，为管理部门提供数据支持，提高了管理决策的科学性。第一，建立森林信息管理平台，将林木选育、种植、销售、生产等环节串联起来，实现全生命周期管理。利用这些数据，预测森林的经济效益，调整经营策略和管理措施。第二，利用遥感、无人机等技术手段，监控植被的生长情况，及时发现感染病虫害的林木，提示管理部门及时介入处理，抑制病虫害扩散，达到早发现、早处理的目的。

3.7 加大宣传力度

在森林资源经营管理中，相关部门要加大宣传力度，创建良好的环境氛围，以更好地发挥森林的碳汇作用。一是利用电视、广播、微博、微信公众号等媒介，宣传森林生态系统的碳汇模式和重要作用，使民众形成正确的思想观念，自觉保护、爱护森林资源。二是采用群体教育、专家讲座等形式，使护林人员、林区工作人员系统学习森林经营管理知识，提高其专业技能水平和综合素质。三是宣传工作既要体现在纸上、墙上，也要深入人心，要制订并严格落实宣传计划。

4 典型案例分析

以某地为例，当地林业用地面积约11万hm，占全市总面积的35.8%。当地森林覆盖率为32.4%，虽然达到全省平均水平，但森林资源存量少，且林分质量不高。从资源存量方面来看，当地活立木蓄积量约105万m，人均占有量仅有0.8 m，且中幼林占比在88%以上。从林分质量方面来看，当地低效林、次生林数量大，整体生产力不高。为了加快林业发展，当地林业有关部门从加强森林经营管理方面入手，保护现有资源、更新管理理念、合理更新森林、科学采伐作业多管齐下，提高了森林覆盖率，增强了当地森林生态系统的碳汇能力。

4.1 保护现有资源

利用3S技术掌握当地森林资源的消长变化，根据调查结果制订发展规划和经营方案，预防和消除森林火灾，监测与预防森林病虫害，防控灾害性天气对森林的损害，保证林木健康生长，避免或减少森林资源损失。其中，全球定位系统（Global Positioning Systems，GPS）定位精度高、观测速度快，应用于森林资源调查中能减小工作人员劳动强度，降低人力、物力成本。利用遥感技术（Remote Sensing，RS）收集野外资料，建立森林内保护区、开采区的影像模型，能了解森林资源的分布情况。地理信息系统（Geography Information Systems，GIS）则主要应用于林业规划、森林资源调查等方面。

4.2 更新管理理念

为缓解经济发展和生态保护之间的矛盾，当地林业管理部门树立生态理念，摒弃传统的、落后的想法，认识到森林资源的经济、社会和生态价值。在此基础上，当地林业管理部门建立森林生态建设管理机制，加大人力、资金投入力度。此外，林业发展是一个长期过程，为了适应新形势下的发展需求，当地林业管理部门采取措施促进林业发展向经济化、生态化方向转变。其中，经济性是兼顾短期利益和长期利益，经营管理投入的人力、物力在可控范围内，不会导致成本盲目增加；生态化是提高森林资源利用率，确保森林资源可持续利用，保护植物多样性，促进人与环境、社会与自然和谐发展，从而增强森林的碳汇能力。

4.3 合理更新森林

在森林更新上，该地区以天然更新为主、人工更新为辅，大力推广近自然育林技术。当地林业有关部门选择乡土树种或适应当地环境的树种，在一定面积上增加或替换树种，对林分结构进行小范围改变。同时，注重营造混交林，合理配植乔木、灌木，增加植物多样性。另外，在采伐病弱林木的当年或次年完成更新造林，且更新造林面积与株数大于采伐面积与株数，避免入不敷出。

4.4 科学采伐作业

在林木生长过程中，要控制好种植密度，及时清理病死、枯死林木；当林木生长至一定阶段，可通过砍伐换取经济收益。采伐时，以保护森林为基本原则，根据林木的生长速度、种类，确定采伐周期和采伐强度，合理制订采伐计划，保证森林碳汇能力不受影响；改进采伐机械，使用轻便、灵活的采伐设备，减少对周边树木造成的伤害，促进树木更新；采伐作业完成后，对伐区、装运点、生活点、集运道沿线进行清理。

5 结语

森林系统的碳汇模式包括碳保护、碳吸收、碳替代3种，保护措施对碳汇具有积极的影响，采伐和灾害对碳汇具有消极的影响。未来，为了进一步提高森林生态系统的碳汇能力，应采取科学合理伐木、及时更新林木、控制疏密比例、创新育林技术、加强灾害防控、实现信息化管理及加大宣传力度等经营管理措施，推动森林生态系统可持续发展，助力“双碳”目标实现。