CO2碳中和背景下森林碳汇基本知识白彦锋中国林业科学研究院林业研究所2022年9月13日CO2全球气候变化事实全球和中国森林资源概况中国木质林产品碳核算林业碳汇相关的基本概念报告内容01020304CO2全球气候变化CO2全球气候变化全球变暖趋势在持续。2019年，全球平均温度较工业化前水平高出约1.1℃，是有完整气象观测记录以来的第二暖年份，过去五年（2015~2019年）是有完整气象观测记录以来最暖的五个年份；20世纪80年代以来，每个连续十年都比前一个十年更暖。2019年，亚洲陆地表面平均气温比常年值（报告以1981~2010年气候基准期）偏高0.87℃，是20世纪初以来的第二高值。1850～2019年全球平均温度距平《中国气候变化蓝皮书2020》布基纳法索，森林恢复整地CO2温室气体方面，2018年，主要温室气体二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的全球平均浓度均创下新高，其中CO2为407.8±0.1ppm、CH4为1869±2ppb、N2O为331.1±0.1ppb，分别达到工业化前（1750年之前）水平的147%、259%和123%。1990～2018年，中国青海瓦里关全球大气本底站CO2浓度逐年稳定上升；2018年，瓦里关站CO2、CH4和N2O的年平均浓度分别达到：409.4±0.3ppm、1923±2ppb和331.4±0.1ppb，与北半球中纬度地区平均浓度大体相当，均略高于2018年全球平均值。1990～2018年中国青海瓦里关和美国夏威夷冒纳罗亚全球大气本底站大气二氧化碳月均浓度变化《中国气候变化蓝皮书2020》全球气候变化AR6:全球温室气体排放量应在未来三年达到峰值，才能实现将全球升温控制在1.5℃的目标CO2中国是全球气候变化的敏感区和影响显著区。1951~2019年，中国年平均气温每10年升高0.24℃，升温速率明显高于同期全球平均水平；近20年是20世纪初以来的最暖时期。20世纪90年代中期以来，中国极端高温事件明显增多；2019年，云南元江（43.1℃）等64站日最高气温达到或突破历史极值。20世纪90年代后期以来登陆中国台风的平均强度波动增强；2019年，西北太平洋和南海台风生成个数为29个，其中6个登陆中国；超强台风“利奇马”为1949年以来登陆中国的第五强台风，且登陆后移动缓慢、陆上滞留时间长，风雨强度大、影响范围广。《中国气候变化蓝皮书2020》中国气候变化2021年7月郑州暴雨CO2《蓝皮书(2020)》报告：全球平均海平面呈加速上升趋势，上升速率从1901~1990年的1.4毫米/年，增加至1993~2019年的3.2毫米/年；2019年，为有卫星观测记录以来的最高值。据介绍，1980~2019年，中国沿海海平面变化总体呈波动上升趋势，上升速率为3.4毫米/年，高于同期全球平均水平。2019年，中国沿海海平面为1980年以来的第三高位，较1993~2011年平均值高72毫米，较2018年升高24毫米。1980～2019年中国沿海海平面距平《中国气候变化蓝皮书2020》中国气候变化CO2气候变化谈判•1992年，第一个国际协议UNFCCC•1997年12月，有法律约束力的《京都议定书》通过，2005.2.16生效•2007年，巴厘路线图，承认了毁林和森林退化将导致全球温室气体排放量的增加•2010年，坎昆协议，REDD+机制（参考水平/基线、MRV等）•2001年，马拉喀什协定，明确了森林及土地利用变化和林业活动对减缓气候变化的贡献及其在履约方面的应用。•2005年，蒙特利尔路线图，启动全球碳市场•2011年，德班气候大会第二承诺期，AR、R和FM产生的碳源/碳汇变化情况必须强制纳入核算•2016年11月4日，巴黎协定生效，各方代表一致同意将森林作为2020年后减缓气候变暖的重要手段。开启2020年后全球气候治理新格局。•是世界气象组织及联合国环境规划署于1988年成立•评估报告、特别报告、方法报告和技术报告CO2ParisAgreement（巴黎协定）•Holdingtheincreaseintheglobalaveragetemperaturetowellbelow2℃abovepre-industriallevels全球升温不超过2℃•Pursuingeffortstolimitthetemperatureincreaseto1.5℃abovepre-industriallevels（努力控制升温不超过1.5℃;•国家自主贡献(INDC);•Article5:Forest(reservoirsandsinks),REDD+CO2中国自主贡献（核心指标）到2030年•碳达峰Toachievethepeakingofcarbondioxideemissionsaround2030andmakingbesteffortstopeakearly;•降低单位GDP能源强度TolowercarbondioxideemissionsperunitofGDPby60%to65%fromthe2005level;•增加非化石能源Toincreasetheshareofnon-fossilfuelsinprimaryenergyconsumptiontoaround20%;•增加森林蓄积量45亿立方米（与2005年相比）Toincreasetheforeststockvolumebyaround4.5billioncubicmetersonthe2005level.CO2政治承诺2020年9月22日，国家主席习近平在第75届联合国大会承诺，“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。习近平主席在“碳达峰、碳中和”目标的基础上进一步提出“到2030年中国森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米”的目标把我国林业应对气候变化的地位和作用提升到一个新的高度。中国森林植被总碳储量已达92亿吨，平均每年增加的森林碳储量超过2亿吨。2020年中国提出的新气候行动目标中，确立到2030年森林蓄积量比2005年增加量从45亿立方米左右提高到60亿立方米的目标，彰显了中国进一步推进国土绿化、应对气候变化的决心。我国提出碳达峰、碳中和目标是实现可持续发展的内在要求，是加强生态文明建设、实现美丽中国目标的重要抓手，也是我国作为负责任大国履行国际责任、推动构建人类命运共同体的责任担当。CO2全球森林资源森林生态系统是全球重要的碳库全球森林面积40.6亿ha，覆盖率31%，人均0.52ha/人。分布不均。热带占全球森林的45%。超过一半（54%）的森林分布在俄罗斯（20%）、巴西（12%）、加拿大（9%）、美国（8%）和中国（5%）。FAO,2020CO2全球森林资源森林生态系统是全球重要的碳库森林是全球陆地生态系统的主体，在其生物量和土壤中贮存大量的碳。Mostforestcarbonisfoundinthelivingbiomass(44%)andsoilorganicmatter(45%),withtheremainderindeadwoodandlitter.Thetotalcarbonstockinforestsdecreasedfrom668Ggin1990to662Ggin2020;carbondensityincreasedslightlyoverthesameperiod,from159t/hato163t/ha.FAO,2020•毁林是大气CO2的重要的排放源CO2全球森林的碳汇与碳源1997-2007年，全球森林年固碳量2.4±0.4PgC/yr(或8.8±1.5GtCO2/yr);热带地区因土地利用变化导致森林碳排放1.3±0.7PgC/yr(或4.8±2.6GtCO2/yr)Source:Panetal.(2011)ScienceCO2中国森林资源碳动态中国森林C平衡的发展与经济发展的不同阶段密切相关，这大致可以分为三个时期现在(Fangetal.,2000;Fangetal.,2001b)：①从1949年到1949年的1970年代/80年代初。中国森林生物量C储量下降了约0.7PgC，年排放率为22TgCyr−1(Fangetal.，2001b)②从1980年代初到1990年代。③从1990年代末到现在。中国森林碳固存率为163TgCyr−1，生物量、土壤、凋落物和死木率分别为117、38和9TgCyr−1森林C预算从第一个阶段的C源过渡到第二个阶段的C汇，在第三个阶段的增强的C汇（右表）。CO2中国陆地碳汇的大小✓我国陆地生态系统是一个重要的碳库清单法估计(0.21–0.33PgCyr−1)与生态系统过程模型的估算(0.12–0.26PgCyr−1)相当。✓不同的大气反演中发现了高达一个数量级的巨大不确定(0.17–1.11PgCyr−1)✓Chen等人（2021）采用了与WangJ（王婧）等人（2020）基本相同的大气二氧化碳浓度观测数据，但大气反演模型(CTC-5)不同，从而重新估算了陆地碳汇。发现中国的陆地碳汇为0.45PgCyr−1，仅为WangJ（2020）估计的41%。✓调整木材和粮食国际贸易转移的碳排放量和非CO2碳排放量(~0.14PgCyr−1)（Wang，2021）后，大气反演模型估算的中国陆地碳汇为0.17-0.35PgCyr−1与“自下而上”的清单方法基本一致。CO2基本概念气候变化的涵义：•《联合国气候变化框架公约》第一款中，将“气候变化”定义为：“经过相当一段时间的观察，在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变•将因人类活动而改变大气组成的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。温室气体大气中由自然或人为产生的，能够吸收和释放地球表面、大气本身和云所发射的陆地辐射普段特定波长辐射的气体。水汽，二氧化碳，氧化亚氮，甲烷，臭氧是地球大气中主要的温室气体。此外，还包括完全人为因素引起的GHG，如卤烃和其他含氯、含溴物，以及氟化物。CO2基本概念汇：指从大气中清除温室气体、气溶胶或温室气体前体的任何过程、活动或机制。源：指向大气排放温室气体、气溶胶或温室气体前体的任何过程或活动。库：指气候系统内存储温室气体或其前体的一个或多个组成部分。碳源：向大气中排放温室气体、气溶胶或温室气体前体的任何过程或活动。碳汇：从大气中清除温室气体、气溶胶或温室气体前体的任何过程、活动或机制。碳储量变化:一个碳库中碳量发生改变量。（UNFCCC，1992）CO2基本概念碳排放：指煤炭、天然气、石油等化石能源燃烧活动和工业生产过程以及LULUCF产生的温室气体向大气的排放，以及因使用外购的电力和热力等导致的间接温室气体向大气的排放。森林碳汇：是指森林植物群落通过光合作用吸收大气中的二氧化碳并将其固定在森林植被和土壤中的所有过程、活动或机制。林业碳汇:通常是指通过森林保护、湿地管理、荒漠化治理、造林和更新造林、森林经营管理、采伐林产品管理等林业经营管理活动，稳定和增加碳汇量的过程、活动或机制。森林碳汇不等同于林业碳汇。林业碳汇是区别于其他行业农业碳汇的一种统称而已。CO2基本概念森林碳储量≠森林碳汇量经常有人把森林碳储量说成碳汇量，造成两个概念之间的混淆。实际上，森林碳储量与碳汇量，二者有一定关联，但是两者的内涵并非一致，存在差异。森林碳储量是指截至某一个时点森林碳库中所积累的碳量，是碳的累积量；而碳汇量是指一定时期内森林碳库碳储量的变化量。碳储量是存量，碳汇量是净增量。CO2林业碳汇项目方法学•根据中国自愿减排交易信息平台CCER项目备案通知和备案项目数据，截至2017年9月5日，共有15个CCER林业碳汇项目（专业领域14）获得主管部门批准注册，其中3个项目已签发首期减排量。•项目类型有造林、竹子造林、森林经营碳汇项目，分布情况于广东（3个）、北京（1个）、江西（1个）、湖北（1个）、内蒙古（3个）、黑龙江（2个）、云南（1个）、河北（3个）等省市区。序号方法学名称方法学编号备注1碳汇造林项目方法学AR-CM-001-V01第二批（2013）2竹子造林碳汇项目方法学AR-CM-002-V01第二批（2013）3森林经营碳汇项目方法学AR-CM-003-V01第三批（2014）4小规模非煤矿区生态修复项目方法学CM-099-V01第五批（2015）5竹林经营碳汇项目方法学AR-CM-005-V01第六批（2016）国家温室气体自愿减排方法学(备案)清单CO2◆IPCC指南和CDM相关方法学、我国林业有关定义和规范。➢森林(国家定义)：是指林地面积大于等于0.067公顷（1亩），郁闭度大于等于0.2，就地生长高度大于等于2米的以树木为主体的生物群落，包括天然与人工幼林，符合这一标准的竹林，以及特别规定的灌木林，行数大于等于2行且行距小于等于4米或冠幅投影宽度大于等于10米的林带。➢联合国粮食及农业组织（FAO）将森林定义为：“面积在0.5公顷以上、树木高于5米、林冠覆盖率超过10%，或树木在原生境能够达到这一阈值的土地。不包括主要为农业和城市用途的土地。”方法学中涉及的概念CO2➢造林：通过栽植、播种和/或人工促进天然更新方式，将至少50年以来的无林地转化为有林地的人为直接活动。➢再造林：森林或林地经人为皆伐后，通过自然或人为的方式，使其再次成林的过程。《京都议定书》第一承诺期中的再造林活动，是指在1989年12月31日至今无森林的土地上重新恢复森林。➢“森林经营”活动特指通过调整和控制森林的组成和结构、促进森林生长，以维持和提高森林生长量、碳储量及其他生态服务功能，从而增加森林碳汇。主要的森林经营活动包括：结构调整、树种更替、补植补造、林分抚育、复壮和综合措施等。方法学中涉及的概念CO2碳库是一个储存库，其中存储一种或多种温室气体或(和)其前体，例如地上生物量、地下生物量、枯落物、枯死木、土壤有机质、木质林产品等为碳库。其单位为质量单位(tC)。(IPCC)方法学中涉及的概念CO2项目情景：指拟议的项目活动下的林业活动（造林、再造林、经营）情景。基线情景：指在没有拟议的项目活动时，项目边界内的林业活动（造林、再造林、经营）的未来情景。额外性：拟议的减缓项目、减缓政策或气候融资的减排项目活动所产生的项目减排量高于基线减排量的情形。这种额外的减排量在没有拟议的减排项目活动时是不会产生的。CCER：中国核证自愿减排量。指我国依据国家发改委发布实施的《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》规定，经其备案并在国家注册等级系统中的登记的GHG自愿减排量。在CCER机制下的林业碳汇项目主要有四类：碳汇造林、竹子造林、森林经营和竹林经营。2014年7月21日，广东长隆碳汇造林项目通过国家发展改革委的审核，成功获得备案，是全国第一个可进入碳市场交易的中国林业温室气体自愿减排（CCER）项目。方法学中涉及的概念CO2•基线（Baseline）:照常情景。指在没有拟议的项目活动时，项目边界内的林业活动（造林、再造林、经营）的未来情景。•参考水平（Referencelevel）:建立一个参考标准（静态或动态的）•泄露（Leakage）:指由拟议的林业碳汇项目活动引起的、发生在项目边界之外的、可测量的温室气体源排放的增加量。•持久性（Permanence）:确保净碳长久固定(Kyoto:100年的标准)•核实（Validation）第三方认证(类似FSC)按照CDM的规格，CER的产生必须经过严格的流程，并由交由联合国执行理事会（EB）审批，其中包括减排项目开发--审定--注册—监测—核查与核证—签发。方法学中涉及的概念CO2A/R的额外性PEDRONI(2005)项目活动所带来的减排量相对于基准线是额外的➢在没有外来项目支持的情况下,存在财务效益、融资渠道、技术风险、市场普及和资源条件方面的障碍因素,依靠项目业主的现有条件难以实现➢必须通过碳汇项目的支持、克服障碍才能使项目得以实施，这样项目产生的碳汇量才具备额外性CO2基线碳汇量：指在基线情景下（即没有拟议的林业碳汇项目活动的情况下），项目边界内碳库中碳储量变化之和。项目碳汇量指在项目情景下（即在拟议的林业碳汇项目活动情景下），项目边界内所选碳库中碳储量变化量之和，减去由拟议的林业碳汇项目活动引起的温室气体排放的增加量。项目减排量即由于林业碳汇项目活动产生的净碳汇量。项目减排量等于项目碳汇量减去基线碳汇量，再减去泄漏量。方法学中涉及的概念CO2碳达峰、碳中和碳达峰某一时期/时间，二氧化碳的排放能量达到历史最高值，之后逐步降低。碳中和又被称作净零二氧化碳排放（NetzeroCO2emissions）是指在特定时期内，全球人为二氧化碳排放与人为二氧化碳清除量达到平衡时的二氧化碳净零排放。由于目前人为温室气体排放的绝大部分是CO2，因此在各国提出的中和或净零排放目标中也常用碳代指温室气体。CO2•碳达峰，我国目前是指CO2排放峰值和过程；•碳中和，是CO2还是GHG，比较模糊，为了保持一定的战略灵活空间。•2060年前碳中和是全部温室气体的中和（解振华）。碳达峰、碳中和CO2不同国家的目标概况我国碳排放量大，在2060年前实现碳中和压力巨大。以德国、法国、英国等为代表的国家在20世纪80年代左右碳达峰，以美国、加拿大、意大利为代表的国家在2007年左右碳达峰，这些发达国家实现碳中和分别需要70年、45年左右的过渡期，而我国计划从2030年碳达峰到2060年实现碳中和，窗口期仅为30年，明显短于欧美等发达国家。我国提出的2060年前实现碳中和目标，是迄今为止各缔约方作出的最大减少全球变暖预期的承诺。CO2不同国家的目标概况表中信息更新到2020-10-31.N表示不明确，GHGs表示包括所有温室气体。本质上大多数国家都是指净零排放。碳中和净零碳排放气候中和净零排放其他中国(N)(2060)西班牙(N)(2050)挪威(N)(2030)加拿大(GHGs)(2050)德国(GHGs中和)(2050)葡萄牙(GHGs)(2050)瑞士(GHGs)(2050)匈牙利(GHGs)(2050)新西兰(GHGs)(2050)瑞典(净0GHG排放)(2045)智利(GHGs)(2050)斐济(N)(2050)斯洛伐克(GHGs)南非(N)(2050)乌拉圭(净负排放)不丹(CH4,CO2,N2O)丹麦(GHGs)(2050)韩国(N)(2050)欧盟(GHGs)(2050)冰岛(N)(2040)英国(GHGs)(2050)法国(GHGs)(2050)爱尔兰(N)(2050)芬兰(GHGs)新加坡(GHGs)奥地利(N)(2040)哥斯达黎加(N)(2050)日本(GHGs)(2050)马绍尔群岛(GHGs)截至2021年1月，已有127个国家承诺在21世纪中叶实现碳中和。目前，不丹、苏里南等国家已实现碳中和目标，英、发、德、匈牙利、丹麦、瑞典、新西兰、墨西哥等国已将碳中和写入法律。截至2020年11月，已有19个国家向UNFCCC提交长期低排放发展战略（LTS），其中有11个国家的LTS包含碳中和目标，承诺实现碳中和的国家的温室气体排放总量已达全球的50%。政府政策文件确立零排放目标：挪威(2030)、芬兰(2035)、奥地利(2040)、冰岛(2040)、德国(2050)、瑞士(2050)、葡萄牙(2050)、哥斯达黎加(2050)、马绍尔群岛(2050)。CO2REDD背景•马拉喀什协定(11./CP7):由于基线和方法学问题，毁林不是合格的CDM.•2005,PNGandCostaRica在COP11减少发展中国家毁林排放：激励机制（UNFCCC,2005.）•讨论激励机制、方法学和政策途径等主题.•COP13继续讨论减少发展中国家毁林排放•REDD成为气候变化的一个重要议题.CO2REDD涵义•Policyapproachesandpositiveincentivesonissuesrelatingtoreducingemissionsfromdeforestationandforestdegradationindevelopingcountries;andtheroleofconservation,sustainablemanagementofforestandenhancementofforestcarbonstocksindevelopingcountries.•UNFCCC2001COP7(11/CP.7):人为活动直接引起的林地转化为非林地。•FAO2001:将森林转换为另一种土地用途或长期将树冠覆盖率降低到最低10%阈值以下。CO2REDD+内容REDD+:减少毁林和森林退化所致碳排放，森林保育，森林可持续经营和提高森林碳储存作用。▪毁林（deforestation）▪森林退化▪森林保育▪可持续的森林经营▪提高森林碳储量CO2林产品碳核算方法CO2核算方法（approach）IPCC缺省法碳储量变化=森林生长量含碳-砍伐剩余物的碳排放-采伐量的碳排放。规则瞬时排放CO2核算方法大气流动法大气的碳流动=森林生长量含碳-砍伐剩余物碳排放-消费产品分解或燃烧的碳排放。何时、何地发生碳排放和碳清除CO2核算方法储量变化法△Ci-SC＝Hi＋IMi-Ei-SC碳储量变化=（森林生长量含碳-砍伐剩余物排放-木材生产含碳）+（木材消费量含碳-国内消费木材的分解或燃烧而排碳）产品中固定的碳会发生转移CO2核算方法生产法碳储量变化=（森林生长量含碳-砍伐剩余物碳排放-产品生产量含碳）+（产品生产量含碳-国内生长木材或产品的燃烧或分解碳排放）△Ci-PA＝Hi-Ei-waste-(Ei-DOM+Ei-EX-DOM)何时发生碳排放和碳清除CO2转化系数•出材率•剩余率•能源利用效率•排放因子•使用寿命•半衰期•废物回收率•……CO2依据《IPCC2006指南》和《GPG-LULUCF》（2003），基于我国国内的参数估算2016的中国林产品碳储量变化，结果如下表所示。结果表明，2016年中国林产品碳储量年增加量约为40.30MtC·a-1，相当于净吸收147.77MtCO2-e·a-1。中国木质林产品碳储量CO2建筑用材碳储量CO2HWP在建筑业的减排潜力根据研究，建造一栋136m2的建筑时，钢筋混凝土构造的住宅和钢筋预制板住宅的主要材料制造时的CO2平均排放量分别是木结构住宅的二氧化碳排放量4.24和2.87倍，其中木构造建筑的CO2排放量约为138.5kg·m-2，若以木结构建筑取代钢筋混凝土与钢筋预制板建筑，可以削减CO2排放量分别是449kg·m-2和258kg·m-2。每单位建筑面积的木建筑、钢筋混凝土和钢筋预制板建筑分别碳储量分别为44.1kg·m-2、11.8kg·m-2和11.0kg·m-2。0200400600800100012001400施工面积竣工面积MtCO2减排量木结构替代钢筋混凝土结构木结构替代钢筋预制板结构木结构钢筋混凝土钢筋预制板01020304050602004年的房屋竣工面积碳储量CO2谢谢！