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王效科等:影响造林及农田生态系统固碳效果的因素

2019-10-22
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语音播报

  森林、草地等自然生态系统和农田生态系统的固碳作用一直受到科学家的重视并进行了不少相关研究。

  事实上,在全球人口急剧增加、土地面积日益紧张、森林砍伐日益严重的情况下,使用造林和再造林来增加固碳也将面临更多的挑战。

  影响造林和再造林固碳效果的因素是:缺乏投资资本和反营利的激励措施、土地所有制问题、技术、研发和转让以及缺乏适当的政策激励措施。

  造林和再造林项目面临着特殊的资本和市场风险,即在现有的CDM(清洁发展机制)下,其所获得的碳资产是有时间限制的。对于固碳效果的核证每5年才进行一次,从而使得项目的资本可行性受到考验。实施造林和再造林项目本身需要大量的资金支持,另外还需要大量的资金为当地居民减少森林砍伐做出补偿,尤其是一些涉及贫困农民的项目,业主无法等满5年才补偿农民因土地利用变化而遭受的损失。

  短暂性碳资产的另一个问题是关于购买者的冲抵期限。根据现有的CDM规则,林业碳资产只能在它们到期以前用以冲抵碳排放。可是现在人们对于未来的气候变化制度框架如何演变尚不得知,相对于永久性的碳资产来说,临时性的林业碳资产当然不具备吸引力。造林和再造林不是简单的一次性投资,林木必须进行适当的抚育和管理才能确保投资的长期成功。

  造林和再造林固碳项目开发的潜力受到与造林和再造林土地利用规则相关技术支持的制约,如土地的合格性、土地使用权期限、项目边界和土地管理等。证明土地的合格性需要花费不少的资金,需要有专门的技术和知识,以及针对土地利用类型的专门调研报告。如果评估能力较低,则会造成造林和再造林固碳项目的延迟。法定的土地使用权期限要求也是一个障碍,因为申请土地使用权是一个相当费时的事情。

  造林和再造林固碳项目还具有因活动转移、市场泄漏、排放转移和生态泄漏造成的固碳泄漏等情况。造林和再造林活动建立的森林植被所吸存的二氧化碳也会因采伐、毁林、病虫害、气象灾害、地质灾害等人为或自然的原因而重新释放到大气中,从而导致造林和再造林活动的碳汇效益发生逆转,使造林或再造林活动碳汇具有非持久性。

  POA 是CDM项目类型中的规划类项目。这种规划方案活动规则的确立对造林和再造林固碳项目来说是一个好消息,因为该方法与时常变化的土地利用方式更兼容。

  尽管前路漫漫,但林业碳资产的窗口已经打开,市场的制度框架也已初具雏形,基于过去的经验,一些国家在林业项目开始了POA的尝试。然而,要提高需求者的信心,仍需要更积极的市场建设。这样的市场建设会为边远地区带来环境、社会和经济的多重效益。

  接下来谈一谈农田生态系统的固碳作用。

  与森林、草地等自然生态系统相比,农田生态系统土壤碳库受人类活动的影响更大,它是陆地生态系统碳库中最活跃的部分。农田作物通过光合作用吸收二氧化碳固定在作物体内,农田作物收获时,移走的作物地上部分或者还田,或者供人、畜食用分解,其绝大部分固定的碳在短时间内重新以二氧化碳形式释放,并返回到大气中。未移走的作物的地上部分和地下部分死亡分解,并把碳以腐殖质的形式输入到土壤。土壤中的碳通过生物扰动和下茬作物根系生长,带入到底层土壤,形成有机矿物质从而可以稳定土壤结构、提高土壤质量。因此,农田生态系统对大气二氧化碳浓度的净贡献最终取决于土壤的固碳能力。

  另外,人们为了获得高产不仅向农田中施入有机肥,直接增加农田土壤碳含量,而且还采取一些农业措施,如施用氮肥或复合肥料、选取优良品种、完善田间管理等,进而提高作物生产力,增加作物生物量。作物生物量的增加,使输入到土壤中的碳也随之增加。

  灌溉在农业活动中是必不可少的。那么,灌溉对农田生态系统固碳有什么影响呢?一方面,灌溉能够补充作物生长所需的水分,促进作物生长,提高微生物活性,增加作物生物量和生产力,从而增加土壤有机碳输入,提高农田生态系统固碳能力。另一方面,微生物活性的提高有助于促进土壤呼吸,从而增加土壤碳的释放。总体上来说,如果农田有机物质循环速度适宜,那么灌溉措施就具有巨大的固碳潜力。

  在干旱区,水分是制约农作物生长的关键因素,因此干旱区灌溉农田的固碳效果可能更加显著。另外,不合理的灌溉容易导致农田土壤盐碱化,盐碱化的土壤结构严重退化,水盐失衡,阻碍作物生长,降低作物生产力,减少土壤有机碳的输入。

  因此,合理的灌溉可以增加农田土壤固碳,而不合理的灌溉容易造成碳的损失。与旱田种植比较,灌溉水田的土壤有机碳更高,这充分说明灌溉可以提高土壤固碳能力。

  总之,森林、草地、灌丛、农田等陆地生态系统在调节全球碳平衡和减缓全球气候变化中起着重要作用,值得我们深入研究。

  (作者单位:集美娱乐生态环境研究中心)

打印 责任编辑:侯茜

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