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碳达峰碳中和背景下中国森林碳汇潜力分析研究

张颖 李晓格 温亚利

张颖, 李晓格, 温亚利. 碳达峰碳中和背景下中国森林碳汇潜力分析研究[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20210143
引用本文: 张颖, 李晓格, 温亚利. 碳达峰碳中和背景下中国森林碳汇潜力分析研究[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20210143
Zhang Ying, Li Xiaoge, Wen Yali. Carbon sequestration potential of Chinese forests under the background of carbon neutrality and at the peak carbon dioxide emissions[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20210143
Citation: Zhang Ying, Li Xiaoge, Wen Yali. Carbon sequestration potential of Chinese forests under the background of carbon neutrality and at the peak carbon dioxide emissions[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20210143

碳达峰碳中和背景下中国森林碳汇潜力分析研究

doi: 10.12171/j.1000-1522.20210143
基金项目: 全国统计科学研究重大项目“SEEA框架下自然资源资产估价方法及负债表编制的统计规范研究”(2017LD03)
详细信息
    作者简介:

    张颖,博士,教授。主要研究方向:资源、环境评价与核算,区域经济学。Email:zhangyin@bjfu.edu.cn 地址:100083 北京海淀区35号北京林业大学经济管理学院

Carbon sequestration potential of Chinese forests under the background of carbon neutrality and at the peak carbon dioxide emissions

  • 摘要:   目的  核算我国森林资源碳储量和价值量,摸清我国森林资源家底,了解森林资源状况,合理制定林业发展规划。预测森林碳储量及碳汇潜力,提高森林经营管理水平,为我国实现碳达峰碳中和的林业发展目标提供参考。  方法  利用1973—2018年间9次森林资源清查数据,采用森林蓄积量法核算我国森林资源总的碳储量及其变化情况,并按照不同林种分类核算森林资源的碳储量和价值量。采用GM(1,1)灰色预测模型和幂函数模型联合预测我国森林资源碳汇发展潜力,并通过构建林分单位面积生长量和碳储量的回归模型,分析不同经营管理水平下碳汇量的变化率。  结果  (1)40多年来中国森林资源单位面积蓄积量平均为73.56 m3/hm2,林木碳储量由1976年的51.96亿t增加到2018年的87.9亿t,年均增汇0.855 7亿t/a,森林资源总碳储量(包括林木、林地和林下植被)由125.06亿t增加到214.39亿t;其中,人工林碳储量增速明显,年均增加5.05%。(2)我国林木碳储量价值量由1976年的1 482.09亿元增加到2018年的8 823.85亿元,年均增加174.80亿元,年复合增长率达到4.34%;其中,人工林碳储量价值年均增长8.24%。(3)GM(1,1)灰色模型预测2030年森林碳储量达到100.13亿t,2018—2030年年均增汇1.59亿t/a,预计2030年森林蓄积量可达到210.8亿m3;2060年中国森林碳储量将达到180.32亿t,2018—2060年年均增汇2.36亿t/a。幂函数模型预测,2030年中国森林碳储量达到108亿t,2018 ~ 2030年平均年碳汇量为2.25亿t/a,预计2030年森林蓄积量可达到227.38亿m3;2060年中国森林碳储量达到212.27亿t,2018—2060年年增汇3.12亿t/a。(4)在近15年的森林碳储量平均基准上,森林经营管理水平提高5%,森林碳储量将增加4.30% ~ 6.86%;提高10%,森林碳储量将增加9.89% ~ 12.47%;提高15%,森林碳储量将增加15.48% ~ 18.09%;提高20%,森林碳储量将增加20.96% ~ 21.07%。  结论  在不考虑经济、政策等外部因素的影响下,基于森林生物量和蓄积量的变化,中国森林碳储量和价值量都是增加的。按照这个发展趋势,可以实现2030、2060年碳达峰碳中和时中国林业的预期发展目标。如果目前森林经营管理水平再提高,森林碳储量的变化率将逐步增加,碳汇潜力巨大。

     

  • 图  1  不同经营管理水平下我国森林碳储量的变化率

    Figure  1.  Change rate of forest carbon stocks under different management levels in China

    表  1  基于森林资源清查数据计算的中国森林资源碳储量及其变化

    Table  1.   Carbon stocks and changes of forest resources in China based on forest inventory data

    时期 Period森林单位面积蓄积量/
    (m3·hm−2
    Stock volume per unit
    area of forest/(m3·ha−1)
    林木碳储量
    Forest carbon
    storage/108 t
    森林资源碳储量
    Carbon storage of forest
    resources/108 t
    碳密度
    Carbon density
    (t/hm2)
    碳汇量/(108 t·a−1
    Carbon sequestration/
    (108 t·year−1)
    1976(1973—1976) 71.27 51.96 125.06 42.64 -
    1981(1977—1981) 78.32 55.84 134.53 48.44 0.776 3
    1988(1984—1988) 73.33 57.50 138.59 46.13 0.237 5
    1993(1989—1993) 67.97 58.37 140.71 43.66 0.173 9
    1998(1994—1998) 70.89 59.32 144.68 37.32 0.189 5
    2003(1999—2003) 71.21 64.69 157.77 36.98 1.074 0
    2008(2004—2008) 73.67 69.13 168.61 38.11 0.888 0
    2013(2009—2013) 77.24 76.35 186.22 39.90 1.444 0
    2018(2013—2018) 78.17 87.90 214.39 40.28 2.310 0
    总平均 73.56 0.855 7
    注:碳汇量核算以林木碳储量为基准,下文表格中均以核算的节点年份表述。Notes: carbon sink accounting is based on forest carbon storage; the following table is expressed in terms of the node year of accounting.
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    表  2  按林木构成计算的中国森林资源碳储量及其变化

    Table  2.   Carbon stocks and change of forest resources in China based on forest composition

    年份 Year19761981*1988199319982003200820132018
    林木碳储量 Forest carbon storage/108 t 51.96 55.84 57.50 58.37 59.32 64.69 69.13 76.35 87.90
    森林 Forest 47.44 49.27 49.87 49.59 53.52 59.17 63.47 70.20 81.03
    按林龄划分 By stand age 幼龄林 Young forest 4.18 4.89 6.64 6.61 5.48 6.10 7.07 7.74 10.16
    中龄林 Middle-age forest 11.41 15.48 13.61 15.34 14.77 16.27 18.34 19.50 22.90
    近熟林 Near-mature forest 32.05 25.63 6.42 7.67 9.88 10.67 12.59 14.41 16.69
    成熟林 Mature forest 3.12 1.16 14.45 12.90 13.64 14.33 15.00 16.93 19.05
    过熟林 Over mature forest 1.16 1.16 7.79 11.70 9.75 10.09 10.47 11.61 12.22
    按起源划分/by origin 天然林 Natural forest 45.42 42.22 41.46 45.79 43.10 50.32 54.16 58.41 64.94
    人工林 Planted forest 2.03 2.61 3.98 4.95 4.81 7.15 9.31 11.79 16.09
    按林种划分/by forest category 防护林 Protection forest 5.46 5.87 8.62 10.63 11.62 21.30 34.91 37.75 41.89
    特用林 Special-purpose forest 1.52 1.92 3.57 3.80 3.58 4.46 8.29 10.31 12.44
    用材林 Timber forest 42.38 37.83 34.06 37.10 31.42 25.24 20.08 21.86 25.72
    薪炭林 Fuel wood forest 1.40 1.53 1.51 1.53 0.42 0.26 0.19 0.28 0.27
    经济林 Economic forest 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.71
    疏林 Open forest 4.12 4.05 4.07 4.06 0.65 0.61 0.54 0.50 0.48
    散生木 Scattered trees 2.15 4.06 4.86 5.27 3.34 3.37 3.54 3.75 4.17
    四旁树 Four-side trees 1.86 1.94 2.18 2.93 1.81 1.54 1.58 1.90 2.23
    注:*在第2次(1977—1981)森林资源清查数据中,由于台湾和西藏自治区的森林资源单独分开统计,研究中采用的全国合计数据不包括台湾省和西藏自治区实际控制线外的森林资源统计数据,可能计算结果相对偏小。Notes: in the second forest resources inventory data (1977−1981), since the forest resources of Taiwan Province and Tibet Autonomous Region were counted separately, the national aggregate data used in this study did not include the statistical data of the forest resources outside the Line of Actual Control of Taiwan Province and Tibet Autonomous Region, so the calculation result may be relatively small.
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    表  3  中国森林碳储量价值量核算表

    Table  3.   Monetary accounting table of forest carbon sinks in China

    年份 Year197619811988199319982003200820132018
    林木碳储量价值量/108 元 Forest carbon storage value /108 CNY 1 482.09 1 449.14 3 254.98 5 102.15 7 449.81 8 122.44 7 286.51 7 176.10 8 823.85
    森林 Forest 1 353.29 1 278.66 2 823.16 4 334.23 6 721.49 7 429.27 6 690.06 6 597.97 8 133.92
    按林龄划分 By stand age 幼龄林 Young forest 119.19 126.79 375.70 577.76 688.48 766.42 744.86 727.88 1 020.01
    中龄林 Middle-age forest 325.45 401.60 770.40 1 340.40 1 854.76 2 043.27 1 933.24 1 833.08 2 298.98
    近熟林 Near-mature forest 914.30 665.15 363.44 670.11 1 240.95 1 339.33 1 326.65 1 354.70 1 675.73
    成熟林 Mature forest 88.92 30.03 818.07 1 127.69 1 712.84 1 799.25 1 581.43 1 590.94 1 912.63
    过熟林 Over mature forest 33.00 30.03 440.88 1 022.79 1 223.95 1 267.35 1 103.87 1 091.37 1 226.56
    按起源划分 By origin 天然林 Natural forest 1 295.59 1 095.67 2 346.67 4 002.57 5 412.42 6 318.25 5 708.51 5 489.42 6 518.60
    人工林 Planted forest 57.99 67.85 225.34 432.79 604.31 897.38 981.55 1 108.51 1 615.32
    按林种划分 By forest category 防护林 Protection forest 155.72 152.24 487.73 929.37 1 459.09 2 674.75 3 679.98 3 548.30 4 204.75
    特用林 Special-purpose forest 43.38 49.84 202.18 332.48 449.43 560.46 874.19 968.77 1 248.55
    用材林 Timber forest 1 208.96 981.84 1 927.80 3 242.42 3 946.38 3 168.84 2 116.29 2 054.51 2 582.21
    薪炭林 Fuel wood forest 39.80 39.66 85.29 133.35 53.17 33.04 19.59 26.34 27.02
    经济林 Economic forest 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 71.39
    疏林 Open forest 117.64 105.00 230.16 354.96 81.14 76.44 57.19 47.19 47.81
    散生木 Scattered trees 61.29 105.34 275.02 460.49 419.57 423.68 372.83 352.06 418.68
    四旁树 Four-side trees 53.13 50.23 123.12 255.85 227.42 192.79 166.43 178.88 223.44
    注:美元兑人民币汇率平均值为:1976年为1.880 3,1981年为1.710 7,1988年为3.731 4,1993年为5.761 8,1998年为8.279 0,2003年为8.277 4,2008年为6.948 0,2013年为6.195 6,2018年为6.617 4[23]
    Notes: The average exchange rate of USD against RMB is: 1.880 in 1976, 1.7107 in 1981, 3.731 in 1988, 5.761 in 1993, 8.279 in 1998, 8.277 in 2003, 6.948 in 2008, 6.195 in 2013, In 2018, it was 6.617 4[23].
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    表  4  GM(1,1)预测模型预测结果对照表

    Table  4.   Comparison table of prediction results of GM (1,1) prediction model

    年份/year森林碳储量实际值/
    actual value of forest carbon stock (亿t)
    森林碳储量预测值/
    forecast value of forest carbon stock (亿t)
    残差/
    residual
    相对误差$ {\rm{\varepsilon}} $/
    relative error $\varepsilon $
    1976 47.44
    1981 49.27
    1988 49.87 49.87 0
    1993 49.59 48.410 2 1.179 8 2.38%
    1998 53.52 53.397 3 0.122 7 0.23%
    2003 59.17 58.898 2 0.271 8 0.46%
    2008 63.47 64.965 9 −1.495 9 2.36%
    2013 70.2 71.658 6 −1.458 6 2.08%
    2018 81.03 79.040 8 1.989 2 2.45%
    平均相对误差/average relative error 1.66%
    后验差检验C/posterior-variance-test C 0.1096
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    表  5  中国森林面积及林木碳储量预测

    Table  5.   Prediction of forest area and forest carbon stocks in China

    年份
    Year
    森林面积实际值/
    104 hm2
    actual value of
    forest area/104 ha
    林木碳储量实际值/
    actual value of forest
    carbon storage/108 t
    GM(1,1)模型/ GM (1,1) model幂函数模型/ power function model
    森林面积预测值/104 hm2
    Forecast area of
    forest/104 ha
    林木碳储量预测值
    Predicted value of forest
    carbon storage/108 t
    森林面积预测值/104 hm2
    Forecast area of
    forest/104 ha
    林木碳储量预测值
    Predicted value of forest
    carbon storage/108 t
    1976 12 186.00 47.44
    1981 11 527.74 49.27
    1988 12 465.28 49.87 12 465.28 49.87 12 358.99 49.53
    1993 13 370.35 49.59 14 084.08 48.41 13 930.07 50.56
    1998 15 894.09 53.52 15 341.53 53.40 15 443.59 53.36
    2003 17 490.92 59.17 16 711.24 58.90 16 936.12 57.81
    2008 18 138.09 63.47 18 203.25 64.97 18 415.17 63.82
    2013 19 133.00 70.2 19 828.46 71.66 19 884.29 71.36
    2018 21 822.05 81.03 21 598.78 79.04 21 345.54 80.40
    2023 23 527.15 87.18 22 800.28 90.89
    2028 25 627.69 96.16 24 249.46 102.83
    2033 27 915.77 106.07 25 693.81 116.19
    2038 30 408.13 117.00 27 133.88 130.95
    2043 33 123.01 129.05 28 570.10 147.11
    2048 36 080.28 142.35 30 002.84 164.64
    2053 39 301.58 157.01 31 432.39 183.54
    2058 42 810.49 173.19 32 859.01 203.79
    2063 46 632.67 191.03 34 282.91 225.38
    C 0.1747 0.1096
    R2 0.973 48 0.994 02
    平均绝对误差百分比
    Mean absolute percentage error (MAPE)
    3.08% 1.66% 2.68% 1.17%
    2030 26 542.92 100.13 24 827.75 108.00
    2060 44 339.36 180.32 33 428.88 212.27
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  • [1] Richards K R, Stokes C. A review of forest carbon sequestration cost studies: a dozen years of research[J]. Climatic Change, 2004, 63(1-2): 1−48.
    [2] 姜霞, 黄祖辉. 经济新常态下中国林业碳汇潜力分析[J]. 中国农村经济, 2016(11):57−67.

    Jiang X, Huang Z H. Analysis of China’s forestry carbon sink potential under the economic new normal[J]. Chinese Rural Economy, 2016(11): 57−67.
    [3] 国家林业和草原局. 中国森林资源清查报告(2014—2018)[M]. 北京: 中国林业出版社, 2019.

    National Forestry and Grassland Administration. Forest resources inventory report of China (2014−2018)[M]. Beijing: China Forestry Press, 2019.
    [4] 刘国华, 傅伯杰, 方精云. 中国森林碳动态及其对全球碳平衡的贡献[J]. 生态学报, 2000, 20(5):733−740. doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2000.05.004

    Liu G H, Fu B J, Fang J Y. Forest carbon dynamics in China and their contribution to global carbon balance[J]. Acta Ecologica Sinica, 2000, 20(5): 733−740. doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2000.05.004
    [5] 张颖, 周雪, 覃庆锋, 等. 中国森林碳汇价值核算研究[J]. 北京林业大学学报, 2013, 35(6):124−131.

    Zhang Y, Zhou X, Qin Q F, et al. Value accounting of forest carbon sinks in China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2013, 35(6): 124−131.
    [6] 马学威, 熊康宁, 张俞, 等. 森林生态系统碳储量研究进展与展望[J]. 西北林学院学报, 2019, 34(5):62−72. doi: 10.3969/j.issn.1001-7461.2019.05.10

    Ma X W, Xiong K N, Zhang Y, et al. Research progresses and prospects of carbon storage in forest ecosystems[J]. Journal of Northwest Forestry University, 2019, 34(5): 62−72. doi: 10.3969/j.issn.1001-7461.2019.05.10
    [7] Paul S. Can intensive management increase carbon storage in forests[J]. Environment Management, 1991, 15(4): 475−481.
    [8] Golub A, Hertel T, Lee H L, et al. The opportunity cost of land use and the global potential for greenhouse gas mitigation in agriculture and forestry[J]. Resource and Energy Economics, 2009, 31(4): 299−319. doi: 10.1016/j.reseneeco.2009.04.007
    [9] Nepal P, Ince P J, Skog K E, et al. Projection of US forest sector carbon sequestration under US and global timber market and wood energy consumption scenarios, 2010−2060[J]. Biomass and Bioenergy, 2012, 45(45): 251−264.
    [10] 续珊珊. 森林碳储量估算方法综述[J]. 林业调查规划, 2014, 39(6):28−33. doi: 10.3969/j.issn.1671-3168.2014.06.007

    Xu S S. A review of estimation methods of forest carbon storage[J]. Forest Survey and Planning, 2014, 39(6): 28−33. doi: 10.3969/j.issn.1671-3168.2014.06.007
    [11] 郗婷婷, 李顺龙. 黑龙江省森林碳汇潜力分析[J]. 林业经济问题, 2006(6):519−522, 526. doi: 10.3969/j.issn.1005-9709.2006.06.008

    Xi T T, Li S L. Analysis on the potential of forest carbon sink in Heilongjiang Province[J]. Issues in Forestry Economy, 2006(6): 519−522, 526. doi: 10.3969/j.issn.1005-9709.2006.06.008
    [12] 方精云, 郭兆迪, 朴世龙, 等. 1981—2000年中国陆地植被碳汇的估算[J]. 中国科学(D辑: 地球科学), 2007(6):804−812.

    Fang J Y, Guo Z D, Piao S L, et al. Estimation of terrestrial vegetation carbon sink in China from 1981 to 2000[J]. Science in China (Series D: Earth Sciences), 2007(6): 804−812.
    [13] 方精云, 陈安平, 赵淑清, 等. 中国森林生物量的估算: 对Fang等Science一文(Science, 2001, 291: 2320−2322)的若干说明[J]. 植物生态学报, 2002(02):243−249. doi: 10.3321/j.issn:1005-264X.2002.02.018

    Fang J Y, Chen A P, Zhao S Q, et al. Estimation of forest biomass in China: Notes to Fang et al. Science (Science, 2001, 291: 2320−2322)[J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 2002(02): 243−249. doi: 10.3321/j.issn:1005-264X.2002.02.018
    [14] 方精云, 陈安平. 中国森林植被碳库的动态变化及其意义[J]. 植物学报, 2001(9):967−973.

    Fang J Y, Chen A P. Dynamic changes of forest vegetation carbon stores in China and their implications[J]. Chin Bull Bot, 2001(9): 967−973.
    [15] 张颖, 吴丽莉, 苏帆, 等. 我国森林碳汇的计量模型研究[J]. 北京林业大学学报, 2010, 32(2):194−200.

    Zhang Y, Wu L L, Su F, et al. Carbon sequestration in China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2010, 32(2): 194−200.
    [16] 李奇, 朱建华, 冯源, 等. 中国森林乔木林碳储量及其固碳潜力预测[J]. 气候变化研究进展, 2018, 14(03):287−294.

    Li Q, Zhu J H, Feng Y, et al. Carbon storage and carbon sequestration potential of the forest in China[J]. Climate Change Research, 2018, 14(03): 287−294.
    [17] 张煜星, 王雪军. 全国森林蓄积生物量模型建立和碳变化研究[J]. 中国科学: 生命科学, 2021, 51(2):199−214.

    Zhang Y X, Wang X J. Biomass modeling and carbon change in forest accumulations in China[J]. Scientia Sinica Life Sciences, 2021, 51(2): 199−214.
    [18] 李顺龙, 杜咏梅, 蒋敏元. 我国森林碳汇问题初探[J]. 中国科学: 生命科学, 2004(7):5−6.

    Li S L, Du Y M, Jiang M Y. A preliminary study on forest carbon sink in China[J]. Science China: Life Sciences, 2004(7): 5−6.
    [19] 新华网, 碳交易网. 习近平: 中国努力争取2060年前实现碳中和[EB/OL]. [2021-04-08]. http://www.tanpaifang.com/tanzhonghe/2020/0923/74144.html.

    Xinhua net, carbon trading net. Xi jinping, China is striving to be carbon neutral by 2060 [EB/OL]. [2021-04-08]. http://www.tanpaifang.com/tanzhonghe/2020/0923/74144.html.
    [20] 张颖, 潘静. 森林碳汇经济核算及资产负债表编制研究[J]. 统计研究, 2016, 33(11):71−76.

    Zhang Y, Pan J. Economic accounting and balance sheet preparation of forest carbon sink[J]. Statistical Research, 2016, 33(11): 71−76.
    [21] 李顺龙, 蒋敏元. 关于森林碳沉降问题初步探讨[J]. 林业工作研究, 2003(12):27−42.

    Li S L, Jiang M Y. Preliminary discussion on forest carbon deposition[J]. Forestry Work Research, 2003(12): 27−42.
    [22] 陈叙图, 李怒云, 高岚, 等. 美国林业碳汇市场现状及发展趋势[J]. 林业经济, 2009(7):76−80.

    Chen X T, Li N Y, Gao L, et al. Current situation and development trend of forest carbon sequestration market in America[J]. Forestry Economics, 2009(7): 76−80.
    [23] 中国外汇交易中心. 人民币汇率年平均汇率[EB/OL]. [2021-04-06]. http://www.chinamoney.com.cn/chinese/bkccpr/?tab=2.

    China Foreign Exchange Trade Center. The annual average exchange rate of RMB exchange rate [EB/OL]. [2021-04-06]. http://www.chinamoney.com.cn/chinese/bkccpr/?tab=2.
    [24] 曾伟生, 孙乡楠, 王六如, 等. 东北林区10种主要森林类型的蓄积量、生物量和碳储量模型研建[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(3):1−8. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200058

    Zeng W S, Sun X N, Wang L R, et al. Developing stand volume, biomass and carbon stock models for ten major forest types in forest region of northeastern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(3): 1−8. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200058
    [25] 张启敏. 灰色预测模型[J]. 宁夏大学学报(自然科学版), 2002, 23(2):147−149.

    Zhang Q M. Grey prediction model[J]. Journal of Ningxia University (Natural Science Edition), 2002, 23(2): 147−149.
    [26] 陈景和, 王家福, 赵廷翠, 等. 我国与世界森林资源评估分析[J]. 山东林业科技, 2015, 45(3):94−96. doi: 10.3969/j.issn.1002-2724.2015.03.031

    Chen J H, Wang J F, Zhao T C, et al. Analysis of forest resources assessment between China and the world[J]. Shandong Forestry Science and Technology, 2015, 45(3): 94−96. doi: 10.3969/j.issn.1002-2724.2015.03.031
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