美国成熟和老龄森林还能保护多少碳?探寻气候缓解新路径

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Biological Conservation 4.9

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  在全球气候变暖背景下,为探究成熟和老龄(MOG)森林在碳储存及保护方面的潜力,研究人员整合多源数据开展研究。结果显示,MOG 森林碳储量大但保护不足,加强保护可增碳储量,对缓解气候变化意义重大。

  随着全球气候持续变暖,地球生态系统正面临着前所未有的挑战。各国虽在努力减少碳排放,但按照《巴黎协定》制定的国家自主贡献目标,仍不足以实现全球所需的减排量,难以有效遏制气候变暖趋势。在这样的大背景下,自然气候解决方案愈发受到关注,而森林,尤其是成熟和老龄(MOG)森林,因其强大的碳储存能力,成为应对气候变化的关键一环。
MOG 森林与年轻森林相比,每公顷储存的碳更多,在未遭受砍伐或严重干扰的情况下,它们能持续积累碳长达数个世纪。同时,MOG 森林在维持生物多样性、保障水文功能、提供气候避难所以及促进人类健康等方面,都发挥着不可替代的作用。然而,现实却令人担忧,尽管公众对 MOG 森林的保护高度关注,但相关的森林和气候政策并未充分发挥其在碳储存和生物多样性保护方面的优势。许多 MOG 森林仍面临着被砍伐的威胁,大量的碳储存因此面临损失风险,这不仅影响气候缓解进程,还对生态系统的稳定性造成破坏。

为了深入了解 MOG 森林的现状,探究如何更好地保护和利用它们的碳储存功能,来自国外的研究人员开展了一项重要研究。研究成果发表在《Biological Conservation》上,为森林保护和气候政策制定提供了关键依据。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。首先,通过遥感技术获取森林结构变量数据,结合美国农业部森林服务局的森林清查和分析(FIA)数据,实现对森林成熟度的分类。其次,利用地理信息系统(GIS)技术,将森林结构阶段和保护状态的地图与 FIA 数据进行空间关联,以估算不同成熟度类别和保护状态下的森林碳储量。此外,研究人员还通过对大量样本数据的分析和处理,确保研究结果的准确性和可靠性。

研究结果主要如下:

  1. 森林面积与成熟度分类:通过对结构类和 FIA 地块的叠加分析,发现美国本土 27600 万公顷森林中,57% 被归类为成熟林,13% 为老龄林,幼林约占四分之一。不同区域的森林分布存在差异,落基山脉老龄林面积最大,为 1400 万公顷,其次是太平洋海岸、南部和北部地区。从所有权来看,私人土地拥有最多的森林面积,但老龄林在私人土地上的占比低于森林服务局土地。同时,只有约 15% 的森林受到一定程度的保护(GAP 1、2 或 2.5)。
  2. 碳储量与密度:研究表明,美国本土森林碳储量达 540 亿吨(54B MgC),成熟林碳储量占比最大,为 58%,老龄林仅占 15%。总体而言,约 83% 的森林碳储量未受保护,仅 18% 的 MOG 森林碳储量受到一定保护。在碳密度方面,从幼林到老龄林逐渐增加,国家森林土地的碳密度高于其他公共森林和私人土地。不同保护状态下的森林碳密度也存在差异,保护级别高的区域碳密度更高。
  3. 大型树木与生物量:研究聚焦于生态系统碳储量的活树部分,发现约 49% 的活树生物量存在于大型树木中。私人土地拥有最多的大型树木生物量,成熟林是大型树木生物量的主要储存地。然而,大部分大型树木生物量未受到商业采伐保护,私人土地上这一比例高达 98%。
  4. 森林干扰:从 1990 - 2011 年的数据分析来看,野火对国家森林系统的影响最大,影响面积达 270 万公顷,导致碳排放量大幅增加。昆虫灾害也对森林造成较大影响,而采伐对森林面积的影响位居第三,但采伐对每公顷森林的碳排放量影响较大,且在不同地区的影响程度不同。

在讨论部分,研究人员指出,本研究结果与其他研究基本一致,进一步证实了国家森林在各成熟度类别中具有最高的平均碳密度。同时,研究发现大量森林碳储量未受保护,尤其是私人土地上的森林。加强对 MOG 森林的保护,特别是在国家森林系统中,具有重要的政策意义。通过提升对成熟林和老龄林的保护力度,允许成熟林自然演替为老龄林,可显著增加碳储量。研究估计,加强保护措施可在本世纪增加 108 亿吨(10.8B Mg)的森林碳储量,这相当于美国 8 年的化石燃料排放量,对实现国家净零排放目标至关重要。

此外,研究还强调了数据存在的局限性。例如,本研究使用的成熟度分类定义与美国农业部森林服务局的 MOG 清查定义存在差异,这导致研究结果与官方数据不完全兼容。同时,FIA 地块精确位置的限制以及地图覆盖范围的不足,也给研究带来一定误差和不确定性。

综上所述,这项研究明确了美国本土 MOG 森林的面积、碳储量和保护现状,揭示了加强保护对增加碳储量、缓解气候变化的重要意义。研究结果为制定更有效的森林保护政策和气候战略提供了科学依据,呼吁各国重视 MOG 森林的保护,避免商业采伐,以充分发挥其在应对气候变化和维护生态系统稳定方面的巨大价值。未来,还需进一步加强研究,改进监测方法,完善政策措施,确保森林资源得到可持续管理和保护。

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