應(yīng)對(duì)氣候變化，竹林碳匯監(jiān)測(cè)與增匯減排技術(shù)研發(fā)成效顯著

文/鄭 蓉

2018年1月8日，2017年國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京人民大會(huì)堂舉行，由浙江農(nóng)林大學(xué)聯(lián)合國(guó)際竹藤中心、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所、國(guó)家林業(yè)局竹子研究開發(fā)中心、福建省林業(yè)科學(xué)研究院等7家單位完成的科研成果“竹林生態(tài)系統(tǒng)碳匯監(jiān)測(cè)與增匯減排關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得2017年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

從1997年第3次京都?xì)夂蜃兓髸?huì)簽署的《京都議定書》，到2015年第21次巴黎氣候變化大會(huì)通過(guò)的《巴黎協(xié)議》都明確提出：造林及森林經(jīng)營(yíng)所產(chǎn)生的碳匯可用于抵減簽約國(guó)的部分溫室氣體減排履約指標(biāo)。中國(guó)政府特別重視林業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化作用，提出了“森林減排方案”和林業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)計(jì)劃。因此，科學(xué)評(píng)測(cè)不同森林類型的固碳功能，大力增加森林碳匯，促進(jìn)森林碳匯減排交易成為了我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的重要戰(zhàn)略選擇和重大科學(xué)需求。竹林是世界第二大森林，總面積超過(guò)3100多萬(wàn)hm2，中國(guó)現(xiàn)有竹林面積601萬(wàn)hm2，廣泛分布于長(zhǎng)江以南的15個(gè)?。▍^(qū)），竹子具有爆發(fā)式、可再生生長(zhǎng)與隔年采伐特性，蘊(yùn)含著巨大的固碳潛力，是應(yīng)對(duì)氣候變化不可或缺的重要戰(zhàn)略資源。與喬木森林相比，竹林生長(zhǎng)利用方式迵異、分布破碎且面積持續(xù)異動(dòng)，碳時(shí)空格局和碳源匯動(dòng)態(tài)變得復(fù)雜。同時(shí)，竹林人為干擾頻繁、地下根鞭系統(tǒng)與地上植株互作繁雜，碳匯精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和增匯減排協(xié)同技術(shù)研發(fā)更具挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)竹林每年提供約15%的森林材質(zhì)資源，形成巨大竹材產(chǎn)品碳庫(kù)，年竹業(yè)產(chǎn)值達(dá)1800多億元，在保障國(guó)家木材安全和山區(qū)精準(zhǔn)脫貧中發(fā)揮著重要作用。然而隨著勞動(dòng)力成本不斷增加，竹產(chǎn)業(yè)面臨的市場(chǎng)壓力日益嚴(yán)峻，國(guó)內(nèi)外

長(zhǎng)期缺失竹林碳匯項(xiàng)目開發(fā)的方法標(biāo)準(zhǔn)等關(guān)鍵問(wèn)題和技術(shù)瓶頸，嚴(yán)重制約著竹林固碳功能評(píng)價(jià)、碳匯能力提升和碳匯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并使竹林難以進(jìn)入國(guó)際森林減排范疇，亟需突破。

為此，自2002年開始，浙江農(nóng)林大學(xué)聯(lián)合7家合作單位開展了竹林生態(tài)系統(tǒng)碳匯監(jiān)測(cè)與增匯減排關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究工作，歷經(jīng)15年的合作攻關(guān)，持續(xù)獲得包括973項(xiàng)目課題、國(guó)家自然科學(xué)基金等28項(xiàng)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目資助，突破了竹林碳匯領(lǐng)域中四大關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)難題：探明了竹林碳源匯特征、碳儲(chǔ)量與空間分配格局，明確竹林是一個(gè)巨大的碳匯，探明了中國(guó)竹林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量約為7.802億t，每年有1340萬(wàn)t固碳量轉(zhuǎn)移到竹材產(chǎn)品碳庫(kù)，使竹林碳匯納入國(guó)際森林減排范疇，提高了中國(guó)林業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化談判的主動(dòng)權(quán)；創(chuàng)建了多尺度地面、遙感聯(lián)合監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)竹林碳時(shí)空動(dòng)態(tài)的快速準(zhǔn)確測(cè)算，實(shí)現(xiàn)竹林碳儲(chǔ)量空間分異信息的快速準(zhǔn)確提取和增匯潛力的準(zhǔn)確辨識(shí)，面積精度達(dá)到90.0%以上，碳儲(chǔ)量估算精度提高了28.0%；研發(fā)了以空間非空間結(jié)構(gòu)同步優(yōu)化、地上地下雙向調(diào)控、硅肥和富硅生物質(zhì)復(fù)合介入、廢棄物炭化還林為核心的竹林增碳減排穩(wěn)碳協(xié)同的四大關(guān)鍵技術(shù)，顯著提升竹林凈碳匯能力。研發(fā)出5項(xiàng)國(guó)家、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的竹林碳匯項(xiàng)目方法學(xué)，創(chuàng)建竹林不同碳庫(kù)8種計(jì)量方法模型，確定10項(xiàng)計(jì)量參數(shù)值，建立包含19個(gè)竹種、48個(gè)模型的竹子生長(zhǎng)模型庫(kù)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外空白，開辟了全新的竹林碳匯產(chǎn)業(yè)，拓展了竹產(chǎn)業(yè)鏈。該項(xiàng)成果技術(shù)已在浙、皖、閩、贛等竹子重點(diǎn)分布區(qū)大面積推廣，為中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造出巨大的減排空間。

福建省林業(yè)科學(xué)研究院作為獲獎(jiǎng)成果《竹林生態(tài)系統(tǒng)碳匯監(jiān)測(cè)與增匯減排關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》參與完成單位之一，協(xié)作完成叢生竹植被、土壤碳庫(kù)調(diào)查測(cè)試工作，負(fù)責(zé)竹林提質(zhì)增匯減排技術(shù)及竹林碳匯項(xiàng)目方法學(xué)的成果推廣與技術(shù)總結(jié)工作。2012—2016年，在福建省三明、寧德、南平3個(gè)地級(jí)市15個(gè)縣（市）推廣竹林提質(zhì)增匯減排經(jīng)營(yíng)技術(shù)面積累計(jì)21萬(wàn)hm2，通過(guò)采用科學(xué)的竹林養(yǎng)分調(diào)控方案、結(jié)構(gòu)優(yōu)化措施和土壤生態(tài)擾動(dòng)方式，每hm2竹林年提高凈固碳量0.45～0.60tCO2-e，提高竹材產(chǎn)量10%以上，每hm2竹林可以年增加竹材、碳匯等間接經(jīng)濟(jì)效益2700元，為推進(jìn)竹林生態(tài)經(jīng)營(yíng)、固碳增匯和區(qū)域竹林碳匯產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。