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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 01 02 03 04 CO2 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（ 20152019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 19812010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 407.80.1ppm、 CH4为 1869 2 ppb、 N2O为 331.10.1 ppb，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 409.40.3ppm、 19232ppb和 331.40.1ppb，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。 19512019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 19011990年的 1.4 毫 米 /年，增加至 19932019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， 19802019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 19932011 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 CO2 Paris Agreement（巴黎协定） Holding the increase in the global average temperature to well below 2 ℃ above pre-industrial levels 全球升温不超过 2 ℃ Pursuing efforts to limit the temperature increase to 1.5 ℃ above pre-industrial levels （努力控制升温不超过 1.5 ℃; 国家自主贡献 INDC; Article 5 Forest reservoirs and sinks, REDD CO2 中国自主贡献（核心指标） 到 2030年 碳达峰 To achieve the peaking of carbon dioxide emissions around 2030 and making best efforts to peak early; 降低单位 GDP能源强度 To lower carbon dioxide emissions per unit of GDP by 60 to 65 from the 2005 level; 增加非化石能源 To increase the share of non-fossil fuels in primary energy consumption to around 20; 增加森林蓄积量 45亿立方米 （与 2005年相比） To increase the forest stock volume by around 4.5 billion cubic meters on the 2005 level. 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,2020 CO2 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。 Most forest carbon is found in the living biomass 44 and soil organic matter 45, with the remainder in dead wood and litter. The total carbon stock in forests decreased from 668 Gg in 1990 to 662 Gg in 2020; carbon density increased slightly over the same period, from 159 t/ha to 163 t /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 2.40.4 PgC/yr 或 8.81.5 GtCO2/yr; 热带地区因土地利用变化导致森林碳排放 1.30.7 PgC/yr 或 4.82.6 GtCO2/yr Source Pan et al. 2011 Science CO2 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 Fang et al., 2000; Fang et al., 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−1Fang et al.， 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– 0.33 Pg C yr−1与生态系统过程模型的估算 0.12–0.26Pg C yr−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 0.17–1.11 Pg C yr−1 ✓ Chen等人（ 2021）采用了与 Wang J（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 0.45Pg C yr−1，仅为 Wang J（ 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 0.14Pg C yr−1（ Wang， 2021）后， 大气反演模型 估算的中国陆地碳汇为 0.17-0.35Pg C yr−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 t C。 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（ Reference level） 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 CO2 A/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 （ Net zero CO2 emissions）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