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1、 林火碳排放研究藍皮書(2023)中國科學院 林火碳排放研究藍皮書(2023)中國科學院 目目 錄錄 摘 要.1 一、林火與碳排放.3(一)林火及發生條件.3(二)林火的生態效應.5(三)林火的氣候效應.5(四)林火的環境效應.6(五)林火碳排放核算方法.6 二、全球林火碳排放.9(一)全球森林分布與林火重點區.9 1.全球森林面積與分布現狀.9 2.全球森林過火面積與重點區.10(二)林火碳排放的時空動態.11(三)主要國家林火碳排放特征.13(四)小結.14 三、極端林火事件及其綜合效應評估.15(一)2023 年加拿大林火碳排放.15(二)2023 年加拿大林火環境效應.16(三)其他極
2、端林火事件碳排放.18 1.2019 年亞馬遜林火.18 2.20192020 年澳大利亞林火.19 3.2021 年俄羅斯林火.19(四)小結.21 四、中國林火碳排放.23(一)中國森林資源分布狀況.23(二)中國林火基本狀況.23(三)中國林火面積及碳排放.23 1.熱點和過火面積分布.23 2.中國林火的碳排放.24(四)林火管理對碳匯的影響.25 1.中國林火管理及投入.25 2.中外林火管理政策比較.26(五)小結.27 五、啟示與建議.29(一)建立包括自然過程的全口徑碳核算體系.29(二)加強極端林火防范與管理.29(三)深化林火碳排放的科學研究和國際合作.30 摘 要 1 摘
3、摘 要要 林火是陸地生態系統中重要的干擾過程。20012022 年間,全球年均森林過火面積為 4695 萬公頃,是同期年均人工林增長面積的 11 倍。22 年間,全球林火共排放 339 億噸二氧化碳(CO2),可使大氣 CO2濃度增加 4.35 ppm(百萬分之一),已成為當前重要的碳排放源。全球林火 CO2排放存在明顯的空間差異。林火高發區分布在南緯 520的熱帶雨林邊緣區和北緯 45以上的高緯度針葉林區。近年來,北半球高緯度針葉林區的林火 CO2排放量呈現快速增加趨勢。極端林火事件頻發是造成全球林火碳排放增加的主要原因。如 2023 年加拿大極端林火直接排放 CO2超過 15 億噸,嚴重削
4、弱生態系統碳匯功能。準確預測和防控極端林火事件,對于全球碳減排和應對全球氣候變化具有重要意義。中國一直采取積極的林火防控政策,取得良好效果。中國森林面積占全球的 5.4%,但林火碳排放量僅占全球林火碳排放總量的 0.65%,顯著低于全球平均水平。20012022 年間,中國林火年均 CO2排放量為 0.10 億噸,且森林過火面積和碳排放量呈現明顯下降趨勢。鑒于林火碳排放對全球氣候和環境的顯著影響,建議將其納入當前碳收支評估體系和國家減排責任機制,盡快建立包括林火等自然因素在內的全口徑碳核算體系。林火碳排放研究藍皮書(2023)2 一、林火與碳排放 3 一、一、林火與碳排放林火與碳排放(一)(一
5、)林火及發生條件林火及發生條件 林火,又稱森林火災,是森林生態系統中一種常見的干擾過程。林火會顯著影響森林的組成、結構和演替特征,從而改變森林生態系統的物質循環和能量流動。重大林火還會產生顯著的生態、氣候和環境效應。林火的發生需要同時具備三個條件,即可燃物、火源和氣象條件(圖 1.1)。首先,可燃物是林火發生的基礎,主要包括纖維素、半纖維素、木質素等有機物質。森林可燃物分為有焰燃燒和無焰燃燒兩類。有焰燃燒可燃物如樹枝、樹皮、苔蘚、森林凋落物等,能揮發出可燃性氣體并產生火焰,占所有可燃物的 85%90%,其特點是蔓延速度快,燃燒面積大。無焰燃燒可燃物如泥炭、朽木等,無法分解產生足夠的可燃性氣體,
6、燃燒時沒有火焰,其特點是蔓延速度慢,持續時間長,在空氣濕度較大的情況下仍可繼續燃燒??扇嘉镄枰_到一定的溫度才能燃燒,該溫度稱為“燃點”。森林可燃物中,干枯雜草的燃點為 150200,木材的燃點為 250300?;鹪词且龑挚扇嘉镞_到燃點的關鍵,分為人為和自然兩類。人為火源,包括生產性火源(如燒墾、燒荒、燒木炭、開山崩石等)和非生產性火源(如野外用火、吸煙、燃放煙花爆竹等),引起的林火次數占總數的 80%以上。自然火源包括雷擊、火山爆發、隕石墜落等,其中最常見的自然火源是雷擊火,雷電產生的瞬間高溫(2.5 萬攝氏度)林火碳排放研究藍皮書(2023)4 極易引燃森林可燃物。圖 1.1 林火發生
7、三要素 在森林可燃物充足和火源具備的情況下,林火規模還取決于天氣狀況,高溫、大風等氣象條件顯著影響林火的發生和擴散。高溫促進可燃物水分蒸發,降低可燃物濕度,同時提高了可燃物溫度,使可燃物加速達到燃點。大風對森林火災的發生起到降低可燃物濕度和補充氧氣的雙重作用,使可燃物更易燃燒,并加速林火蔓延。氣候變暖對林火發生三要素均可產生重要影響。氣候變暖對林火發生三要素均可產生重要影響。高溫、熱浪和干旱頻發,造成可燃物水分含量下降,增加林火發生的頻率和蔓延速度。對于高緯度地區而言,氣候變暖存在“北極放大效應”(即高緯度地區的氣候變暖速率高于全球平均水平),形成氣候變暖-林火加劇-碳排放增加的正反饋機制。因
8、此,氣候變暖對高緯度地區森林火災的影響尤為顯著。一、林火與碳排放 5(二)(二)林火的生態效應林火的生態效應 林火通過地表火、樹冠火等多種形式改變森林生態系統的樹種組成、年齡結構和分布格局。地表火清除枯枝落葉堆積物、改良土壤表層的物理與化學性質、調節林分結構。樹冠火燒除林木地上部分,加速樹種演替。此外,林火還可以減少某些昆蟲和病原體的數量,控制蟲害和疾病的傳播。但是,近年來受氣候變化和人類活動影響,極端林火事件頻繁發生,不僅降低了森林調節氣候、涵養水源、維持生不僅降低了森林調節氣候、涵養水源、維持生物多樣性的生態物多樣性的生態系統系統服務功能,還改變服務功能,還改變了了生態系統的結構和生態系統
9、的結構和過程,甚至將森林轉變為灌木或草本等儲過程,甚至將森林轉變為灌木或草本等儲碳碳能力能力較低的較低的植被,植被,嚴重嚴重削弱生態系統碳匯功能。削弱生態系統碳匯功能。(三)(三)林火的氣候效應林火的氣候效應 林火是溫室氣體排放的重要來源,產生的溫室氣體包括CO2、甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)等,其中 CO2約占總排放量的 90%。20012022 年間,全球林火共排放約 339億噸 CO2,可使大氣 CO2濃度升高 4.35 ppm。林火通過排放溫室氣體、改變下墊面反照率、釋放氣溶膠影響輻射平衡等生物地球物理過程,對地表能量的吸收和再分配產生復雜的影響。在熱帶稀樹草原,火燒頻繁,林火
10、釋放的灰分降低反照率,導致正輻射強迫,地表溫度升高。然而,在高緯度地區,林火熄滅后,早期恢復以低矮植被(如草本或灌木)為主,反照率較高,負輻射強迫增強,導致地表溫度降低。此外,植物通過蒸騰作用吸收土壤中的水分并釋放到大氣,從而降低環境溫度。林火的發生會抑制該過程,林火碳排放研究藍皮書(2023)6 導致植被釋放的潛熱通量減少,近地表氣溫升高,空氣濕度降低。林火向大氣釋放大量的氣溶膠,對太陽輻射起到散射和反射作用,導致地表吸收的太陽輻射減少,短期內會造成局部溫度下降。這種降溫效應在大氣中通常只能持續一周左右的時間。然而,林火造成森林生態系統結構和物種組成的變化,可能會導致凈輻射和感熱通量大幅下降
11、,其效應將持續數十年。林火產生的顆粒物隨著大氣環流形成長距離傳輸,降落到冰雪表面,促進冰雪融化,對全球氣候變暖造成不可忽視的影響。發生在高緯度凍土區域的林火,發生在高緯度凍土區域的林火,將將加速地下凍土層加速地下凍土層融化,存儲在凍土中的融化,存儲在凍土中的大量大量甲烷甲烷得以釋放得以釋放,促進,促進全球全球氣候變氣候變暖。暖。(四)(四)林火的環境效應林火的環境效應 除排放大量溫室氣體外,林火還產生細顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、揮發性有機物(VOC)、多環芳烴、重金屬等污染物。NOx和VOC 等氣體進入大氣后,通過一系列均相和非均相化
12、學反應,進一步生成臭氧(O3)等二次大氣污染物。林火污染物中最主要的是 PM2.5,會誘發慢性支氣管炎等人體呼吸系統和心血管系統疾病,導致哮喘加重、呼吸困難、心律失常等癥狀。(五)(五)林火碳排放核算方法林火碳排放核算方法 林火碳排放核算主要有“自上而下”和“自下而上”兩種方法。一、林火與碳排放 7“自上而下”方法主要基于觀測的大氣溫室氣體濃度和氣象場資料,結合大氣化學物質輸送模型,估算區域和全球林火碳排放,也被稱為大氣反演法。這種方法的本質是基于統計理論的非線性最優化算法,可以實現林火碳排放量的快速反演,但其準確性和空間分辨率較低,難以量化 CO2排放的源匯關系?!白韵露稀狈椒ㄖ饕诨馃?/p>
13、碳排放模型,通過觀測得到的過火面積或輻射功率,結合生物量、燃燒系數、排放因子等參數計算不同溫室氣體的排放量,具有空間分辨率高、可明確碳排放源類型的優點,但對數據類型和質量有較高要求。近期近期,中國科學院沈陽應用生態研究所專家中國科學院沈陽應用生態研究所專家基于基于“自下自下而上而上”方法方法,提出提出了一種林火碳了一種林火碳排放量排放量快速計算快速計算方法方法,可可實現實現近實時估算。近實時估算。林火碳排放研究藍皮書(2023)8 二、全球林火碳排放 9 二、二、全球林火碳排放全球林火碳排放(一)(一)全球森林分布與林火重點區全球森林分布與林火重點區 1.全球森林面積與分布現狀全球森林面積與分
14、布現狀 根據聯合國糧農組織數據,2020 年全球森林總面積為40.6 億公頃(圖 2.1)。其中,天然林占 93%(37.7 億公頃)、人工林占 7%(2.9 億公頃)。從分布區域看,亞洲(包括西伯利亞)分布最廣,森林面積為 12.3 億公頃,全球占比 30%;其次是南美洲,森林面積為 8.4 億公頃,全球占比 21%,主要分布在巴西亞馬遜熱帶雨林;北美洲森林面積為 7.5 億公頃,全球占比 19%,以美國和加拿大的溫帶和北方森林為主;非洲森林面積為 6.4 億公頃,全球占比 16%;歐洲森林面積為 4.1 億公頃,全球占比 10%;大洋洲森林面積為 1.9 億公頃,全球占比 5%,主要是澳大
15、利亞和新西蘭的溫帶森林;南極洲無森林分布。圖 2.1 全球森林覆蓋度分布(空間分辨率 0.25)根據聯合國糧農組織數據,20002020 年間,全球森林林火碳排放研究藍皮書(2023)10 面積凈損失量為 0.99 億公頃。其中,南美洲森林(主要為亞馬遜熱帶雨林地區)年均凈損失面積最高,為 392 萬公頃。非洲森林年均凈損失率最高,年均減少面積為本區域森林面積的 0.55%。亞洲森林面積凈增長最高,為 0.29%/年,增幅達 176.4 萬公頃/年。歐洲森林面積年均凈增長僅次于亞洲,增長率和增幅分別 0.08%和 76 萬公頃/年。2.全球森林過火面積與重點區全球森林過火面積與重點區 2001
16、2022 年間,全球森林過火面積為 10.33 億公頃1,年均 4695 萬公頃。年均森林過火面積相當于同期人工林年均增長面積的 11 倍。南半球林火集中在熱帶地區,包括非洲南部和中部、大洋洲東南部(主要是澳大利亞)和南美洲亞馬遜熱帶雨林區域。北半球則主要集中于歐亞大陸與美洲大陸中高緯度區域。從緯度分布來看,林火高發區從緯度分布來看,林火高發區主要主要分布在南緯分布在南緯 520(熱帶(熱帶雨林邊緣區),年均森林過火面積為雨林邊緣區),年均森林過火面積為 45 萬公頃。萬公頃。此此外,北緯外,北緯45以上以上的的針葉林區也是林火高發區(圖針葉林區也是林火高發區(圖 2.2)。)。2001202
17、2 年間,非洲年均森林過火面積最高(圖 2.2),約為 3332 萬公頃(其中,約 52%的面積屬于重復火燒),占全球年均森林過火面積的 71%;其次為南美洲和亞洲,其年均森林過火面積分別為 518 萬公頃和 512 萬公頃;大洋洲和北美洲年均森林過火面積分別為 153 萬公頃和 152 萬公頃;歐洲年均森林過火面積為 26 萬公頃。1全球年均重復火燒面積為 1926 萬公頃,其中,非洲約占 90%,南美占 3.7%,亞洲占 4.9%,其他占 1.4%。二、全球林火碳排放 11 圖 2.2 全球 20012022 年間的年均森林過火面積(空間分辨率 0.25)除北美洲外,其他大洲森林過火面積均
18、呈下降趨勢(圖2.3)。非洲最為顯著(-21 萬公頃/年),其次為南美洲(-10 萬公頃/年)。亞洲森林過火面積也呈現下降趨勢(-6.65 萬公頃/年)。圖 2.3 全球 20012022 年間的森林過火面積變化(空間分辨率 0.25)(二)林(二)林火碳排放的時空動態火碳排放的時空動態 20012022 年間,全球林火 CO2排放量為 339 億噸,年林火碳排放研究藍皮書(2023)12 均為 15.4 億噸(圖 2.4)。林火 CO2排放量的熱點區域分布在非洲南部和中部、南亞和東南亞、大洋洲東南部(主要是澳大利亞)和南美洲亞馬遜熱帶雨林。北半球則集中于歐亞大陸與美洲大陸的中高緯度森林分布區
19、,包括西伯利亞與美國、加拿大的寒溫帶針葉林區域,以及東南亞中南半島等地區(圖 2.4)。圖 2.4 全球 20012022 年間的年均林火 CO2排放(空間分辨率 0.25)20012022 年間,非洲和亞洲的林火 CO2年均排放量分別為 5.90 億噸和 4.46 億噸,共占全球年均排放量的 67%;南美洲和北美洲的林火 CO2年均排放量分別為 3.04 億噸和1.59 億噸;大洋洲的林火 CO2年均排放量為 0.34 億噸;歐洲的林火 CO2年均排放量為 500 萬噸(圖 2.5)。二、全球林火碳排放 13 圖 2.5 各大洲 20012022 年間的林火 CO2排放量統計圖 全球林火 C
20、O2排放量在 20012022 年間,平均減少 0.44億噸/年(圖 2.6)。排放量增加的區域集中在非洲中部、東南亞、歐亞大陸與美洲大陸中高緯度地區。林火林火 CO2排放量下排放量下降的區域降的區域主要主要集中在亞洲溫帶森林集中在亞洲溫帶森林和和熱帶稀樹草原。熱帶稀樹草原。圖 2.6 全球 20012022 年間的林火 CO2排放變化趨勢(空間分辨率 0.25)(三)(三)主要國家林火碳排放特征主要國家林火碳排放特征 全球森林過火面積和碳排放量較大的國家有巴西、俄羅林火碳排放研究藍皮書(2023)14 斯、加拿大和美國。20012022 年間,巴西森林過火面積總計 0.63 億公頃,年均 2
21、86 萬公頃,林火 CO2排放量總計 47.74 億噸,年均 CO2排放量為 2.17 億噸,占全球林火碳排放總量的 14.08%。俄羅斯森林過火面積總計 0.50 億公頃,年均 227 萬公頃,林火 CO2排放量總計 38.06 億噸,年均 CO2排放量為 1.73億噸,占全球林火碳排放總量的 11.23%。加拿大森林過火面積總計0.11億公頃,年均50萬公頃,林火 CO2排放量總計 13.74 億噸,年均 CO2排放量為 0.62 億噸,占全球林火碳排放總量的 4.05%。美國森林過火面積總計 0.09 億公頃,年均 41 萬公頃,林火 CO2排放量總計 11.29 億噸,年均 CO2排放
22、量為 0.51 億噸,占全球林火碳排放總量的 3.33%。(四)小結(四)小結 20012022 年間,全球林火 CO2排放量總計 339 億噸,年均排放量為 15.4 億噸。林火 CO2排放量的熱點區域是熱帶和北半球中高緯度地區;全球林火碳排放存在顯著的空間差異,高緯度針葉林區域林火 CO2排放呈現增加趨勢。三、極端林火事件及其綜合效應評估 15 三、三、極端極端林火事件林火事件及其綜合效應評估及其綜合效應評估 極端林火事件是指過火面積大、影響范圍廣,并集中發生在某一時空范圍內的一系列森林火燒事件。近 5 年發生的典型極端林火事件包括 2019 年亞馬遜林火、20192020 年澳大利亞林火
23、、2021 年俄羅斯林火和 2023 年加拿大林火。近年來,極端林火事件數量增加,排放的 CO2往往遠超同區域多年林火碳排放的總和,釋放的污染物隨大氣環流運動,對全球氣候和環境帶來巨大影響。在氣候變暖背景下,全球森林火情形勢嚴峻,值得國際社會高度關注。(一一)2023 年加拿大林火碳排放年加拿大林火碳排放 根據加拿大跨機構消防中心發布的統計數據,截至當地時間 2023 年 10 月 6 日,加拿大全境林火過火面積已達 1840萬公頃,累積火燒次數超過 6500 起;產生的產生的 CO2排放量已排放量已超過超過 15 億噸(圖億噸(圖 3.1),高于過去,高于過去 22 年林火產生年林火產生 C
24、O2排放量排放量的總和(的總和(13.74 億噸億噸)。目前,全國數百處林火仍然活躍,預計 CO2排放量還將繼續增加。2023 年加拿大林火表現出與平常年份不同的顯著特點。一是火燒季節開始早,火情發展迅速,三分之二的單日過火面積超過 10 萬公頃。56 月份的累計過火面積,是 20192022年間同期平均水平的 20 倍。二是火場數量多且遍布全境。幾乎每天都有超過 500 個火場同時燃燒,導致撲火工作顧此失彼。三是火場面積大,平均火場面積超 2500 公頃。造成加拿大極端林火事件的原因既有自然過程,也有人為影響。高溫林火碳排放研究藍皮書(2023)16 和干旱是主要的氣象驅動因子。今年 3 月
25、以來,加拿大遭遇持續嚴重干旱,疊加異常高溫,易于造成林火發生和蔓延。此外,粗放的森林管理和林火防控也是導致這次林火事件的重要因素。加拿大主要樹種是可燃性較高的針葉樹,加之沒有及時清除森林內堆積的可燃物,增加了林火發生和蔓延的風險。圖 3.1 加拿大 2023 年林火累積 CO2排放量與其他年份對比(二)(二)2023 年年加拿大林火環境效應加拿大林火環境效應 根據全球火災同化系統數據,2023 年 58 月,加拿大林火累積排放 1002 萬噸 PM2.5,是過去 20 年同期平均排放量的 6.5 倍。5 月,林火 PM2.5排放主要發生在西南部地區;6月,西南部和西北部地區均有大量的PM2.5
26、排放;7月和8月,北部地區的 PM2.5排放量顯著增加(圖 3.2)。加拿大林火造成的環境污染不僅影響全境,還通過大氣環流作用,影響全球其他區域,對北半球廣大地區的空氣質量產生顯著影響。三、極端林火事件及其綜合效應評估 17 圖 3.2 2023 年加拿大林火 PM2.5逐月排放空間分布 利用氣溶膠和大氣化學模式(IAP-AACM)對加拿大林火排放 PM2.5的全球傳輸特征進行了模擬和分析(圖 3.3)。結果顯示,2023 年 58 月,加拿大林火導致了 6 次大范圍的PM2.5污染和傳輸過程,分別為 5 月 1522 日、6 月 59 日、6 月 24 日7 月 1 日、7 月 12 日8
27、月 1 日、8 月 715 日、8月 1722 日。第 1 次污染過程主要發生在加拿大西南部地區,影響到美國中北部地區。第 2 次傳輸過程對美國東北部地區產生顯著影響,造成紐約市出現罕見的重度空氣污染。在第3 次傳輸過程中,高濃度的 PM2.5傳輸到歐洲地區。在第 4 次傳輸過程中,加拿大西部林火排放的 PM2.5再次顯著影響到美國中北部地區。7 月和 8 月,林火發生區北移,排放的吸收性氣溶膠沉降到北極冰雪表面,加速冰雪融化,加劇氣候變暖。林火碳排放研究藍皮書(2023)18 圖 3.3 2023 年 58 月加拿大林火 PM2.5濃度全球傳輸特征(三)其他極端林火事件碳排放(三)其他極端林
28、火事件碳排放 1.2019 年亞馬遜林火年亞馬遜林火 毀林開荒等活動導致亞馬遜雨林近年來的人為火災呈增加趨勢。2019 年遭遇了自 2010 年以來最大的一次林火。在超過 2500 起火災事件中,88%發生在巴西境內,其次是玻利維亞境內(8%)和秘魯境內(4%)。據估算,2019 年亞馬遜林火產生的 CO2超過 5 億噸(圖 3.4),約占當年全球林火CO2排放量的 32%。三、極端林火事件及其綜合效應評估 19 圖 3.4 亞馬遜 2019 年林火累積 CO2排放量與其他年份對比 2.20192020 年澳大利亞年澳大利亞林林火火 20192020 年的澳大利亞林火季節,又稱“黑色夏季”,損
29、毀了 2730 萬公頃的森林和灌木,近 80%的澳大利亞居民受到不同程度的影響。據估算,此次極端林火事件排放了 7.72億噸 CO2(圖 3.5),約占 20192020 年全球林火 CO2排放量的 26%。圖 3.5 澳大利亞 20192020 年林火累積 CO2排放量與其他年份對比 3.2021 年俄羅斯林火年俄羅斯林火 2021年,俄羅斯森林大火的過火面積超過1600萬公頃。林火碳排放研究藍皮書(2023)20 據估算,此次極端林火事件排放了 12.45 億噸 CO2(圖 3.6),約占當年全球林火 CO2排放量的 44%。圖 3.6 俄羅斯 2021 年林火累積 CO2排放量與其他年份
30、對比 表 3.1 近 5 年來極端林火事件及 CO2排放量 序號 CO2排放量(億噸)國別 年份 1 15.20(仍在增加)加拿大 2023 2 12.45 俄羅斯 2021 3 8.71 俄羅斯 2018 4 8.06 俄羅斯 2020 5 7.72 澳大利亞 20192020 6 7.67 印度尼西亞 2019 7 7.49 俄羅斯 2019 8 6.33 巴西 2021 9 6.32 巴西 2022 10 6.15 巴西 2019 近 5 年,全球發生了 10 起 CO2排放量超過 6 億噸的極端林火事件,主要發生在俄羅斯、巴西、加拿大、澳大利亞和印度尼西亞(表 3.1)。相比相比而言,
31、中國林火排放而言,中國林火排放 CO2最高最高三、極端林火事件及其綜合效應評估 21 的年份為的年份為 2008 年(年(0.37 億億噸),遠低噸),遠低于于表表 3.1 中的極端中的極端林火林火事件事件。(四)小結(四)小結 近年來,氣候變暖和人為活動導致極端林火事件增加,釋放的 CO2 往往遠超同區域多年林火碳排放的總和,對全球對全球氣候和環境產生重要影響氣候和環境產生重要影響。2023 年加拿大林火產生的 CO2排放量目前已經超過 15 億噸,高于日本 2021 年燃燒化石燃料產生的 CO2排放量(10.67 億噸),已引起國際社會的廣泛關注。林火碳排放研究藍皮書(2023)22 四、
32、中國林火碳排放 23 四、中四、中國林火碳排放國林火碳排放(一)中國森林(一)中國森林資源資源分布分布狀況狀況 根據 2022 年中國國家統計局和聯合國糧農組織發布的數據,中國森林面積為2.20億公頃,蓄積量為176億立方米,分別位居世界森林面積和蓄積量的第五位和第六位。盡管森林資源位居世界前列,但人均森林面積僅為 0.15 公頃,不足世界平均水平(0.52 公頃)的三分之一。中國政府高度重視林業建設。隨著三北防護林工程、天然林保護工程、退耕還林還草工程、京津風沙源治理工程的實施,森林面積在19982018 年間增加了 0.62 億公頃。(二)中國(二)中國林火林火基本狀況基本狀況 根據中國國
33、家統計年鑒數據,20002021 年間,中國共發生 133954 次林火,過火面積 386 萬公頃,年均林火發生次數和過火面積分別為 6089 次和 17.55 萬公頃。除個別年份外,森林過火面積總體呈顯著下降趨勢。20002021 年間,重大(過火面積大于 100 公頃)和特大(過火面積大于 1000 公頃)森林火災共計發生 339 次。特別是 2011 年以來,重大和特大森林火災發生次數明顯下降,2013 年和 2021 年無新增重大森林火災。(三)中國(三)中國林火面積及碳排放林火面積及碳排放 1.熱點和過火面積分布熱點和過火面積分布 衛星數據顯示,20012022 年間,中國林火熱點數
34、量年均約為 5755 個,年均過火面積為 26 萬公頃。受氣候條件、人類行為、火災管理等因素的影響,林火活動具有明顯的年林火碳排放研究藍皮書(2023)24 際波動,2003 年和 2008 年林火活動高于多年平均水平。自2010 年以來,林火活動下降趨勢明顯。20012022 年間,中國林火活動呈現明顯的空間聚集特征(圖 4.1)。林火活動熱點區域為東北林區(大、小興安嶺)和東南林區,分別占總過火面積的 63.3%和 27.0%;西南林區森林過火面積相對較低(7.7%)。其他區域森林過火面積僅占 2.0%。圖 4.1 中國 20012022 年間的林火熱點數分布圖 2.中國中國林火的碳排放林
35、火的碳排放 基于“自下而上”方法,利用衛星觀測數據,結合不同植被類型的排放因子,分析了中國林火 CO2排放的動態變化。20012022 年年間間,中國林火,中國林火 CO2排放排放總量為總量為 2.22 億噸,年均億噸,年均CO2排放量約為排放量約為 0.10 億噸,在世界上處于較低水平億噸,在世界上處于較低水平,年際變化總體呈下降趨勢(圖 4.2)。其中,在 2003 年和 2008 年出四、中國林火碳排放 25 現林火 CO2排放高峰,兩年的排放量約占 22 年總排放量的30%。圖 4.2 中國 20012022 年間的林火 CO2排放量 從分布區域看,東北、西南和東南林區林火 CO2排放
36、量分別占 53.0%、12.9%和 31.1%(圖 4.3)。其中,東南林區林火 CO2排放量呈下降趨勢,東北林區和西南林火 CO2排放量變化趨勢不明顯。圖 4.3 中國 20012022 年間的林火 CO2空間排放分布(四)(四)林火管理對碳匯的影響林火管理對碳匯的影響 1.中國中國林火管理林火管理及投入及投入 林火碳排放研究藍皮書(2023)26 中國森林防滅火工作大致歷經三個階段:起步發展階段(19491986 年)、快速發展階段(19872018 年)和創新發展階段(2018 年至今)。特別是 1987 年大興安嶺“56”特大森林火災發生后,中國實行了“預防為主、積極消滅”的林火防控工
37、作方針。經過多年發展,森林防火基礎設施和裝備建設明顯加快,預防、撲救、保障三大體系不斷完善,森林火災綜合防控能力明顯加強。在全社會的共同努力下,中國林火管理基本實現了“早發現、早撲滅”,極大降低了林火的發生,有效保護了森林資源和人民群眾生命財產安全。2023 年,根據關于全面加強新形勢下森林草原防滅火工作的意見,中國進一步加大防火力度,力爭到 2025 年,將森林火災受害率控制在 0.9以內。2.中外林火管理政策比較中外林火管理政策比較 世界各國對林火管理秉承不同的理念。如美國、澳大利亞將計劃火燒作為森林管理的手段之一,用于清除森林可燃物。加拿大針對不同類型區域,采取差異化措施,對居民區、高附
38、加值的森林及游憩區,通常以滅火為主;對邊遠且經濟價值低的森林區域,通常只監測其發展動態。然而,在某些情況下火情發展迅速,如僅僅采取觀察策略,很有可能造成難以控制的極端事件,導致過火面積及碳排放大量增加。因此因此,在氣候,在氣候變暖和人類活動加劇的背景下變暖和人類活動加劇的背景下,松散的林火管理政策增加了極端林火的發生概率,松散的林火管理政策增加了極端林火的發生概率,對對林火碳林火碳排放排放產生重要影響產生重要影響。四、中國林火碳排放 27(五)小結(五)小結 20012022 年間,中國的年均林火 CO2排放量約為 0.10億噸,巴西、俄羅斯、加拿大和美國分別為 2.17 億噸、1.73億噸、
39、0.62 億噸和 0.51 億噸。同時,中國森林過火面積和碳排放量呈明顯下降趨勢。中國實行積極的林火防控政策,投入了巨大的資源用于防火監測和森林消防。在森林面積和蓄積量雙增長的背景下,有效降低了林火發生和碳排放量,為應對全球氣候變化作出了積極貢獻。林火碳排放研究藍皮書(2023)28 五、啟示與建議 29 五、五、啟示與建議啟示與建議 20012022 年間,全球林火年均排放 15.4 億噸 CO2,已成為不容忽視的碳排放源。北半球高緯度地區林火面積和CO2排放量有所增加。隨著氣候變化和人類活動加劇,未來林火發生的頻率與強度可能呈增加趨勢?;谏鲜龇治?,建議如下。(一)(一)建立包括自然過程的
40、全口徑建立包括自然過程的全口徑碳核算體系碳核算體系 林火具有明顯的人為干預與可控屬性,積極主動的管理是有效減少林火發生和 CO2排放的核心手段。然而,當前的全球碳核算體系沒有涵蓋林火碳排放,更沒有考慮通過調整森林管理措施控制林火碳排放。中國等國家在林火防控上投入了巨大的資金與人力,降低了林火、特別是極端林火事件的發生頻率,大幅減少林火碳排放。如不將這些努力納入氣候變化國際評估,則不利于建立公平合理的減排責任分擔機制。為此,亟需建立全面、客觀、公正的碳排放監測與計量系統,兼顧人類活動(化石燃料排放、工業排放)和自然過程(林火等)碳排放。同時,將林火碳排放的風險防控納入碳匯林市場的碳交易體系。(二
41、)(二)加強加強極端極端林火林火防范防范與管理與管理 實踐表明,科學有效的森林管理是預防極端林火發生的重要手段。在林火發生的三要素中,處理森林可燃物和火源管理是林火防控的關鍵措施。建議加強防火宣傳,增強全社會的防火意識。將可燃物處理納入森林管理,通過計劃火燒、機械清除、林分疏透和自然火利用等方式,減少可燃物載量,林火碳排放研究藍皮書(2023)30 降低林火發生強度。因地制宜,調整森林的樹種組成,優化防火林帶結構和布局,通過天然“綠色防火道”等有效措施,構建分區分策的林火管理體系。(三)深化林火碳排放的科學研究和(三)深化林火碳排放的科學研究和國際合作國際合作 林火預測和防控是世界性難題。建議加強相關的基礎研究和關鍵核心技術攻關,構建林火風險識別、預警-預測和防控技術體系,革新智能防火設備和科學決策系統,研發災后植被重建和碳匯快速恢復技術。加強國際合作,建立統一標準的林火碳排放計量與評估系統,發起國際大科學計劃,共同應對挑戰。