地图看世界:“植树造林”正在全球哪些地方开展

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政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的新特别报告的一项关键发现是,要将全球变暖控制在较工业化前水平升高1.5C以内,很可能需要一定程度的“植树造林”。

植树造林是指在没有树木的土地上种植新森林的过程。森林生长时,会自然地从大气中移除CO2,并将其储存在树木之中。

这一技术被认为是最“自然”且技术上最简单的“负排放技术”(NETs)之一,“负排放技术”是描述一类旨在从大气中移除CO2的方法的术语。

然而,也有其他人提出了担忧,认为植树造林可能成本高昂、难以管理,并可能占用大量土地。一些人指出,许多地区仍在与森林砍伐作斗争,可能无法保护新森林免遭破坏。

在此,Carbon Brief梳理了1990至2015年间在植树造林方面投入最多的国家。文章还考察了未来哪些地区已被划定用于新造林,以及植树造林在多大程度上可用于将全球升温限制在1.5C以内。

1990至2015年全球人工林分布Image: Carbon Brief

地图展示了什么?

上方地图显示了1990年至2015年间各国人工林总面积(以公顷计)的变化情况。该数据包括1990年之前种植的森林。使用左下角的滑块,可查看1990年、2000年、2005年、2010年和2015年的人工林总面积。

数据取自最新一期《全球森林评估》,该评估由联合国粮食及农业组织(粮农组织)开展。该评估将某片森林视为“新种植”,前提是其中超过一半的树木是通过有意播种或种植建立的。

需要注意的是,数据无法区分以应对气候变化为目标种植的森林,以及主要为其他用途而培育的森林。

总体而言,各国采用的植树造林主要有三种类型,据夏洛特·惠勒博士介绍,她是来自爱丁堡大学的森林科学家。

具体包括:“自然更新”——种植本地树木,试图将某一区域恢复为类似天然林的状态;商业种植园——用于木材或纸浆等产品;以及“农林复合”——为作物生产而种树,或在农业用地中加入树木。

她向Carbon Brief表示,每种林业类型能储存的碳量差异很大:

天然热带森林每公顷可储存3至600吨碳,在木材种植园中绝不可能达到这一储存水平。

出于多种原因,自然更新的森林通常比人工林更富含碳。

其一是,天然森林包含的植物种类要多得多,这些植物占据冠层中不同的高度和空间。这意味着天然森林能更好地吸收阳光,而阳光是光合作用的必需要素;光合作用是树木从空气中吸收CO2并用以长出新叶和新枝的过程。

此外,自然更新的森林管理方式也有所不同。这类森林往往长期留在土地上,使其能够吸收越来越多的碳。

另一方面,木材种植园通常每十年左右就会采伐一次。如果采伐的木材用于建筑,可以保留其中大部分的碳。然而,如果将其用作燃料,所储存的碳将重新释放回大气中。

惠勒表示,对于农林复合种植,所储存的碳量取决于所选作物。她说,热带地区常见的树木作物包括芒果、牛油果和腰果。

她补充道,其他类型的农林复合(包括在耕地上种树)可能是提高农业用地碳储量的一种简便方式。然而,这种林业方式也无法带来与天然森林相当的碳储量。

世界主要植树国家

下图显示了到2015年人工林面积最大的国家。

Image: Carbon Brief

不过,如果按人工林占国土总面积的比例对各国进行排名,情况会有所不同。

Image: Carbon Brief

地图显示,1990至2015年间,中国新造林面积在所有国家中最大。到2015年,中国人工林面积达7900万公顷,相当于英国面积的三倍多。

自20世纪90年代以来,中国在植树造林项目上投入了超过1000亿美元的资金,据其政府称,已在中国12个省份种植了超过350亿棵树。

这一大规模种植很大程度上得益于该国的“退耕还林”计划,该计划向农民支付补贴,鼓励其将耕地转为森林。

这一大规模植树造林的主要动机是应对“荒漠化”,即肥沃土地退化为沙漠。荒漠化会阻碍农业生产,并增加山洪暴发的风险。

中国的荒漠化主要由大规模森林砍伐造成。砍伐树木会使土壤变得松散,易受侵蚀。随着土壤流失,土地变得贫瘠并趋于沙漠化。重新种树有助于固定并恢复土壤。

研究估计,1973至2003年间,新种植的森林在中国吸收了约7.74亿吨碳。

美国也大力投入植树造林。到2015年,美国人工林总面积已达1600万公顷。这在一定程度上是由州政府主导的努力推动的,旨在为旧矿区重焕生机,同时也得益于慈善机构为减少CO2水平并恢复自然栖息地而开展的工作。

在非洲,苏丹植树造林的增幅最大,到2015年人工林面积达600万公顷。该国社会林业”兴起,即种植森林以满足当地民众的需要,这一过程常常得到发展基金的支持。

苏丹的林业项目往往由女性牵头,据粮农组织介绍,相关项目还包括种植阿拉伯胶树,这类树木能产出树液,可用作食品添加剂或用于制药行业。

从地图可以看出,1990至2015年间,热带地区的大部分国家在植树造林方面投入较少。不过,这种情况在未来几十年可能会有所改变。

原因在于,根据波恩挑战,共有56个国家(其中许多来自中南美洲和中非)承诺到2030年“恢复”3.5亿公顷森林。

波恩挑战由德国政府和国际自然保护联盟(IUCN)于2011年发起,随后在2014年联合国气候峰会上获得背书。

该挑战预期各国将采用“森林景观恢复”方式,即通过种植新树,将农业或放牧用地转变为森林。

挑战的发起方估计,如果目标得以实现,这些新森林从2030年起每年可共同从大气中移除约17亿吨CO2当量。(尽管科学家对这一数字提出了质疑。)

根据该协议,印度承诺新增2100万公顷森林,埃塞俄比亚承诺1500万公顷,墨西哥承诺850万公顷。

巴基斯坦承诺到2030年植树造林60万公顷,规模较小。然而,Climate Home News近期报道称,巴基斯坦新任总理伊姆兰·汗承诺开展“十亿树海啸”行动,即在短短五年内在全国种植100亿棵树。

在非洲,联合国正在牵头推动“大绿长城”项目,这是一项雄心勃勃的计划,旨在沿撒哈拉沙漠以南的整个非洲大陆宽度种植一道森林屏障。其发起方表示,建成后,它将成为“地球上最大的活体结构”。

实现1.5C目标

IPCC近期发布的关于1.5C的特别报告指出,要将全球变暖限制在1.5C,有必要使用一些负排放技术。

在其面向决策者的摘要中,报告提出了“四种示意性情景”,展示了世界如何能在未来几十年将升温限制在1.5C。

这些情景涵盖从“低能源需求”情景(即主要通过采用节能技术,最大限度减少对负排放技术的需求)到“高能耗”情景,后者中世界对高能耗商品和服务的需求在未来几十年将持续增长。(有关每种情景的更多信息,可参阅Carbon Brief关于IPCC报告的深度问答。)

下图所示的这四种情景均包括通过“农业、林业和其他土地利用(AFOLU)”的变化(图表中为棕色)从大气中移除CO2。该类别中移除CO2的主要手段很可能是植树造林。

将温度升幅限制在较工业化前水平高1.5C的四种示意性情景。灰色表示化石燃料排放,黄色表示BECCS(生物能源结合碳捕获与封存)实现的减排量,棕色表示农业、林业和其他土地利用(AFOLU)实现的减排量。Image: IPCC《面向决策者的摘要》

这些情景表明,无论排放下降速度如何,都需要一定程度的植树造林,才能将升温控制在1.5C并尽量减少气候变化的影响。

一些科学家认为,植树造林应被视为从大气中移除CO2最有利的选择之一。

原因之一是,与其他拟议的负排放技术相比,植树造林的实施相对简单,这些技术包括直接从空气中捕集CO2并将其封存于地下。

植树造林还有可能抵消大量CO2。Carbon Brief报道的一项研究于今年早些时候发现,全球将非森林土地恢复为森林,可在2018至2100年间抵消约2530亿吨CO2。这相当于按当前水平计算的全球约七年CO2排放量。

此外,一些人将其誉为应对CO2水平上升的“自然解决方案”。有观点认为,“自然”技术可能为环境带来联合效益,例如为野生动物提供新的栖息地,并且可能更容易为公众所接受。

然而,也有人认为,植树造林本身会带来其自身的环境挑战。一份报告于一月由欧洲科学院科学咨询委员会(EASAC)发布的报告——该机构为欧盟提供独立科学咨询——强调了其中的一些内容。

报告指出,大规模开展植树造林将需要大幅改变土地用途,这可能会减少可供野生动物栖息和粮食生产的空间。

这一担忧也在政府间气候变化专门委员会(IPCC)的特别报告中得到了呼应。该报告指出,即便大幅削减排放,若要将升温控制在1.5摄氏度以内,仍需在5亿公顷土地上开展植树造林,这一面积相当于阿根廷国土面积的两倍。

另一份关于负排放技术(NETs)的报告于本月早些时候由英国皇家学会和英国皇家工程院发布,报告发现,在英国,若要实现气候目标,需要将相当于英格兰西米德兰兹郡面积大小的土地改造为森林。

科学家们推断,为限制对农业和天然林的影响,植树造林应主要在低质量的牧场和草地上进行。

然而,EASAC报告指出,在这些地貌上培育森林很可能需要施用氮肥。氮肥的生产会释放一类被称为氧化亚氮的强效温室气体,以及二氧化碳。

Wheeler博士表示,另一个问题是,植树造林的碳储存潜力在很大程度上取决于所种植的树种类型。虽然自然再生可带来最大的碳储量,但她表示,其他类型的植树造林(如农林复合经营)在某些地区可能对当地居民而言更为可行:

这需要在现实可行的前提下寻求平衡——我们不可能把曾经是雨林的每一寸土地都恢复为原生雨林。

不过,最新研究(由Carbon Brief报道)表明,一些简单的做法——例如采用多树种混交而非单一树种种植——可以提高人工林的碳储存潜力。

另一个挑战在于,确保人工林免受非法砍伐和野火等威胁。

据世界资源研究所(WRI)的分析显示,去年树木覆盖损失量为有记录以来的第二高水平,全球热带地区仅两年间损失的森林面积就相当于越南的国土面积。

此类统计数据应提醒我们,保护森林是多么艰巨的任务,EASAC环境项目总监Michael Norton教授于一月的新闻发布会上表示。他说:

造林和再造林是增加碳储量的简便方法,但若因此忽视当前的现实则是一种错误——现实是……持续的森林砍伐正在导致碳流失。

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