中国东部沿海防护林工程碳汇效应的时空异质性评估

本研究针对全球海岸带生态保护政策效果评估不足的现状，通过准实验设计方法，利用20年长期观测数据（1999-2018）定量解析中国沿海防护林工程（CPFP）对碳汇变化的因果效应。研究发现CPFP使样地尺度碳汇量提升16.84-18.98 Mg C/ha，并揭示政策效果存在10-15年时滞效应及10-55 km海岸缓冲带的空间异质性特征，为全球海岸带生态管理提供科学依据。

　　

随着全球70%超大城市聚集在海岸带60公里范围内，这些贡献全球50%GDP的区域正面临气候变化加剧的威胁。作为重要的基于自然的解决方案（NbS），海岸防护林在碳汇（Carbon Sequestration）和灾害防御方面的作用日益凸显。然而，尽管各国已投入巨资建设海岸防护林，关于其生态效益尤其是碳汇功能的严谨评估却严重缺失。现有研究多聚焦红树林或短期观测，对中国长达18,000公里海岸线上实施的沿海防护林工程（Coastal Protection Forest Program, CPFP）这一全球最大规模海岸生态工程的效果评估仍属空白。

为填补这一空白，研究人员基于1999-2018年300个固定样地的长期森林清查数据，整合生物物理与社会经济变量，首次采用准实验匹配方法（Quasi-experimental matching methods）系统评估CPFP对碳汇的因果效应。研究发现：样地尺度碳汇量20年间增长2.3倍（23.27→53.88 Mg C/ha），CPFP直接贡献16.84-18.98 Mg C/ha的增量；政策效果呈现显著时滞性，实施10-15年后才产生显著影响（P<0.05）；空间上距海岸10-55 km区域的效应显著强于0-10 km缓冲带。该成果为全球海岸带生态政策的精准评估提供了范式，论文发表于《Journal of Environmental Management》。

关键技术方法包括：1）基于300个永久样地20年生物量监测数据，采用异速生长方程计算碳储量；2）构建包含高程、降水等生物物理因子及GDP等社会经济因子的多维协变量集；3）应用倾向得分匹配（PSM）和协变量匹配法控制混杂因素；4）通过双重差分（DID）识别政策净效应；5）采用55 km海岸缓冲带划分进行空间异质性分析。

【研究结果】

1. 碳汇时空动态特征：沿海县域森林碳汇呈现持续增长趋势，防护林样地增幅（2.5倍）显著高于非防护林（2.1倍）。时间维度上，2009-2018年间碳汇增速较前十年提高47%。

2. 政策主效应评估：三种匹配方法一致性表明CPFP产生16.84-18.98 Mg C/ha的净增效应，相当于基线水平的72.4%-81.6%。控制土壤类型、经济水平等协变量后，政策效应仍保持统计显著性。

3. 时空异质性分析：时间滞后效应显示，政策实施5年内效果不显著，而10-15年后效应量达12.37 Mg C/ha（P<0.01）。空间上，10-55 km缓冲带效应量是0-10 km带的1.8倍，可能与近岸区人类活动干扰更强有关。

【结论与意义】
该研究首次通过准实验设计证实CPFP在碳汇增强方面的长期有效性，揭示政策效果存在"先抑后扬"的时间动态和"远强近弱"的空间格局。这些发现挑战了"生态工程效果立竿见影"的传统认知，强调海岸带管理需考虑15年以上的效应累积期。提出的55 km效应分异阈值可为全球海岸带生态修复的优先区划定提供参考，18.98 Mg C/ha的效应量基准则为我国"双碳"战略的碳汇核算提供重要参数。研究建立的"长期观测-因果推断-空间解析"评估框架，为全球NbS政策的绩效评估树立了新标准。