當前，實現(xiàn)“碳中和”以應(yīng)對氣候變化已經(jīng)成為人類共識，各國政府均將推動工業(yè)減排列入優(yōu)先的事項。在對地球“原生態(tài)碳循環(huán)”進行建模分析，并對世界現(xiàn)有的碳匯及減排等研究數(shù)據(jù)進行分析后發(fā)現(xiàn)，與人類工業(yè)排放對溫室效應(yīng)的影響相比，森林碳匯能力的減弱對地球溫室效應(yīng)的貢獻更為嚴重，值得引起更廣泛的關(guān)注。
建立新型的森林碳匯產(chǎn)業(yè)，是將影響人類生存的“生態(tài)環(huán)境危機”，因勢利導(dǎo)地轉(zhuǎn)變?yōu)椤爱a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的經(jīng)濟轉(zhuǎn)型問題”，高效解決全球氣候危機、實現(xiàn)碳中和的簡捷路徑。
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動態(tài)平衡。植物在生長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)始地在有機和無機態(tài)之間轉(zhuǎn)換，形成了動態(tài)中相對穩(wěn)定的地球碳循環(huán)過程。
森林植被與森林土壤構(gòu)成了一個森林碳循環(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，土壤及水系中有機碳含量就大，地表的固碳能力就強;森林減少，森林土壤附著的有機碳就會變?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)森林面積減少嚴重影響氣候變化
1、森林面積減少對地球氣候環(huán)境的危害，某種程度而言比化石燃料使用造成的危害更嚴重。
2020年《世界森林資源報告》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，森林因此對二氧化碳的匯集能力減少了8395億噸。這個數(shù)據(jù)是2008年至2018年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年度的報告中就指出：預(yù)測表明，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讓全球溫度上升1.5°C。
2、提高森林生態(tài)功能，有“抵消人類工業(yè)排放”的潛力。
世界森林包含著巨大能量，相當于1420億噸石油當量。這約為每年全球初級能源消耗的10倍( 糧農(nóng)組織，2017c)。世界糧農(nóng)組織的這個數(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，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730億噸二氧化碳當量。超過2018年世界工業(yè)排放二氧化碳總量338.9億噸的一倍以上。
(二)過熟林對區(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。過熟林對區(qū)域碳循環(huán)及氣候變化的影響，表現(xiàn)在兩個方面，即森林植被本身對區(qū)域碳循環(huán)的影響，以及森林植被變化過程影響森林土壤，進而對區(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)力達到最大值后開始下降，到成熟森林階段，其生態(tài)系統(tǒng)光合固碳和呼吸達損失相當，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)呼吸達到平衡，因而處于“碳中性”狀態(tài)，也就是說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。
2、成熟林的碳釋放對大氣環(huán)境的影響
在地球碳循環(huán)模型中，森林植被在枯死后，凋落物中的有機碳會通過微生物分解和/或氧化反應(yīng)，變成甲烷和/或二氧化碳釋放到大氣中。這個自然碳循環(huán)中的碳釋放過程中，甲烷排放對地球溫室效應(yīng)的貢獻及其對地球的危害，遠大于二氧化碳。
植物生長過程中每形成一噸生物量，吸收1.83噸二氧化碳。以全球碳項目(GCP)中甲烷的全球變暖潛值(GWP-20)約為84倍為基礎(chǔ)測算，1噸生物質(zhì)自然降解產(chǎn)生的甲烷排放，相當于16.8噸二氧化碳當量。也就是說，甲烷對溫室氣體的貢獻對地球大氣的危害，是等量二氧化碳的16.8倍!
自然碳循環(huán)中碳釋放的動態(tài)變化規(guī)律，需要全世界進行更深的理論研究。但是，即使僅有50%的有機碳在碳釋放中轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄椋鋵Φ厍虼髿獾奈：σ彩欠浅乐兀恰疤坚尫?00%轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸肌鼻闆r下的九倍!
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“質(zhì)”的提高。中幼林缺乏科學(xué)的撫育、養(yǎng)護，生態(tài)功能就會降低甚至喪失;隨著森林演替，成熟、過熟林數(shù)量增大，森林整體固碳能力得不到提高，隨著過熟林枯死分解加速，土壤有機碳周轉(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，嚴重加劇地球溫室氣體效應(yīng)。通過森林經(jīng)營促進其生長進而吸收更多的碳，并且控制森林退化，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、應(yīng)用化石能源的溫室氣體排放是凈增量，而應(yīng)用生物質(zhì)燃燒方式進行能源化利用，是一個二氧化碳的“負排放”的過程。
一噸生物質(zhì)燃燒過程二氧化碳排放約1.83噸。1噸生物質(zhì)自然降解產(chǎn)生的甲烷排放，相當于16.8噸二氧化碳當量。
能源化利用一噸生物質(zhì)，可以減少1噸生物質(zhì)在自然降解下產(chǎn)生甲烷排放。這樣就可以通過排放端的增量排放(增加1.83噸二氧化碳)與使用端的減量排放(減少16.8噸二氧化碳排放當量)，整個過程對于溫室影響，可以減少15噸二氧化碳當量的排放。
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，開啟以植被生態(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”，對標原始農(nóng)業(yè)到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技生產(chǎn)力進步的軌跡，可以得知：在不斷提高地球生態(tài)品質(zhì)的同時，將獲得比自然狀態(tài)下更大量的生物質(zhì)資源量，相對于現(xiàn)有的自然生長模式，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
長期以來，森林在減緩氣候變化進程中面臨的主要問題是資金匱乏。“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》的目標能否實現(xiàn)，當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年報告)。
森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式，可通過生態(tài)功能提高，增加綠水青山，實現(xiàn)生態(tài)文明目標;通過生態(tài)撫育、森林改良、能源生產(chǎn)替代燃煤減排等方式，實現(xiàn)碳匯、能源“雙減”目標。
更重要的是，森林碳匯產(chǎn)業(yè)通過“生態(tài)撫育，資源增加--生態(tài)資源能源化利用實現(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、森林更替改造等嚴重缺乏資金投入的問題。
(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)保護和經(jīng)營森林碳匯的新理念，解決溫室氣體影響的氣候變化的危機，將出現(xiàn)一個契機：
(1)通過植被能源化利用的“森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式”建立，將實現(xiàn)碳中和解決氣候變化危機的環(huán)保危機，變成一個產(chǎn)業(yè)模式調(diào)整的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的問題;
(2)通過“森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式”的建立，可以將人類發(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，催生人類進入可持續(xù)生存的新的生產(chǎn)生活模式階段。
四、森林碳匯產(chǎn)業(yè)的碳匯成本及機制構(gòu)建
森林碳匯產(chǎn)業(yè)模式的建立，需要建立新的機制方案，保證生態(tài)資源變成生態(tài)能源，在市場化模式下，實現(xiàn)生態(tài)資源的生態(tài)價值。
建立全球統(tǒng)一的生態(tài)產(chǎn)品計量核查與定價機制，鼓勵森林木材的商業(yè)化應(yīng)用、保障林業(yè)撫育、過熟林更替過程中的林業(yè)廢棄物和木材及竹產(chǎn)品等的能源化利用，可以使以生物質(zhì)自然降解甲烷排放的減少，同時又替代了化石能源的排放，并且可最大化的增加地表碳匯能力。
(一)森林碳匯產(chǎn)業(yè)的碳匯成本
若以碳匯定價30元人民幣或5美元/噸、生物質(zhì)減排1.83噸二氧化碳、林業(yè)碳匯1.83噸為基礎(chǔ)進行核算，加上鼓勵生物質(zhì)能源化利用相對于自然降解減排，每噸碳匯4*1.83=7.32噸。碳匯總量合計10.98噸。
以330元人民幣或55美元碳匯補貼，足以撬動全球30億噸生物質(zhì)的能源化利用，實現(xiàn)減排330億噸二氧化碳，形成生態(tài)能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，解決氣候變暖問題。(增加30億噸生物質(zhì)的能源化利用，僅相當于每年全球農(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)機制的構(gòu)建
通過碳匯收入，支持世界各國政府建立以森林植被為核心的生態(tài)產(chǎn)品的認定、生產(chǎn)、計量、核查、交易體系，以充分滿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)品開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)和裝備的評價體系，為產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，盡早解決氣候變化危機提供基礎(chǔ)保障。
要解決地球生態(tài)失衡危機，唯有理清地球生態(tài)規(guī)律，聚焦主因，順勢而為，將“解決氣候危機、實現(xiàn)碳中和”的氣候問題，變成“科學(xué)規(guī)范利用森林植被、將生物質(zhì)資源進行規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化利用”的一個產(chǎn)業(yè)調(diào)整問題，是應(yīng)對氣候變化，全面提升人類生活品質(zhì)更科學(xué)、更快捷，更經(jīng)濟的路徑。使當前氣候危機，早日轉(zhuǎn)為人類進入可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)模式的契機。
將人與自然的資源獲取關(guān)系，從“隨意索取”升級為“欲取先予”，構(gòu)建以符合人類空氣、水、土壤(食物)更高品質(zhì)的地球生態(tài)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，同時，以森林生態(tài)資源為基礎(chǔ)構(gòu)建生態(tài)能源系統(tǒng)，是解決氣候變化的可持續(xù)路徑，是人類可持續(xù)生存和發(fā)展的必由之路!
