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本文利用集成建模框架(GLOBIOM/G4M-i3PGmiX)评估气候变化对欧盟森林生产力、木材供应及管理策略的影响,发现气候变化影响不均,需区域适应性管理以应对生产力变化、森林碳汇(Forest Sink)下降等挑战,对实现气候与生物多样性目标意义重大。
气候变化对欧盟森林动态的影响与管理策略分析
气候变化对森林生产力的区域异质性影响
气候变化对欧盟森林生产力的影响呈现显著区域差异。在温度受限的生态系统(如北欧寒带森林),生产力因 CO?施肥效应和温度升高而提升,例如瑞典和芬兰的部分区域生产力增幅超 10%;而水分受限的地中海和东欧地区,因降水减少和干旱加剧,森林生长显著下降。模型预测,到 2070 年,RCP7.0 高排放情景下,全欧盟森林平均年生长量(MAI)将增加 6%,但不同通用循环模型(GCM)预测差异较大,其中 GFDL-ESM4 等温和气候模型显示更高增幅,UKESM1-0-LL 等干热模型则增幅较低。
森林碳汇变化与管理响应
欧盟森林碳汇(Forest Sink)预计将呈下降趋势,2070 年碳汇量可能降至 - 230 至 - 151 MtCO?/ 年。这一变化与森林龄级结构老化、采伐强度增加及气候变化共同作用相关。为应对碳汇下降,管理策略需平衡木材需求与碳固存目标。例如,延长轮伐期(Rotation Length)至 90 年左右、调整采伐强度(如采伐量与净年生长量 NAI 比率从 75% 升至 90%),并通过扩大集约经营面积(如增加 1200 万公顷)提升生产力。然而,干旱和高温气候情景下,碳汇下降更为显著,需优先在易受灾区域实施抗逆树种混交和林分结构优化。
区域管理差异与经济影响
森林管理调整在区域间差异显著。北欧和中欧森林因生产力提升,采伐强度降低,轮伐期延长;地中海地区则因生产力下降,需维持较高采伐强度以满足需求。经济层面,气候变化导致森林净现值(NPV)平均下降,北欧虽生产力提升但木材价格下跌,NPV 减少约 10%-15%;地中海地区因木材供需紧张,NPV 降幅较小甚至略有上升。此外,生物能源需求推动下,木材市场格局改变,工业圆木和生物质需求分别增长 8.5% 和 14.7%,促使管理向高附加值产品导向转变。
适应性管理策略与挑战
适应性管理需整合多目标,包括推广混交林以增强抗逆性、采用近自然林业(Close-to-Nature Forestry)减少干扰风险、以及通过人工辅助迁移树种(Assisted Tree Migration)应对气候不适。例如,在云杉为主的中欧森林,引入阔叶树种可降低风倒和虫害风险;地中海地区推广耐旱栎类和松类混交林,结合防火措施提升生态系统服务稳定性。然而,模型未充分考虑物种迁移滞后性和干扰反馈机制,可能低估长期风险,未来需加强多模型耦合以完善预测。
模型框架与情景模拟
研究采用 i3PGmiX 过程模型与 GLOBIOM-EU/G4M 经济模型耦合框架,模拟不同气候情景(RCP2.6 和 RCP7.0)下的森林动态。i3PGmiX 通过光截获、碳分配和土壤过程模拟生产力变化,GLOBIOM-EU 则整合木材市场与政策约束。结果表明,气候政策主导中期(至 2050 年)管理决策,而后期(2050 年后)生产力变化成为关键驱动因素。保护目标(如 30% 森林面积受保护)和生物经济需求的平衡,需在区域尺度上优化采伐空间配置,优先保护老龄林和碳汇热点区域。
结论
气候变化对欧盟森林的影响具有显著时空异质性,适应性管理需结合区域生产力变化、干扰风险和政策目标。通过调整轮伐期、优化林分结构和推广抗逆树种,可在维持木材供应的同时增强碳汇韧性。然而,长期成效依赖于跨尺度管理协同及对物种动态和市场反馈的深入理解,研究为欧盟实现气候中和与生物多样性保护目标提供了量化支撑和策略方向。