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大树、高楼:森林如何通过碳储存帮助解决全球变暖问题

2022-03-17 新弘瑞森


2018 年,政府间气候变化专门委员会发出警告,一名联合国官员称“厨房里响起了震耳欲聋、刺耳的烟雾警报”。科学家们说,为了让世界避免生态和社会灾难,人类必须迅速彻底地改变提供能源的系统——停止燃烧化石燃料。 他们说,温室气体排放量必须在 2030 年之前减少一半,到 2050 年降至零。

三年后的 2021 年 8 月,IPCC 带着联合国秘书长所说的“人类的红色代码”回归。近年来的野火、干旱、飓风和残酷的寒流证明,大量的二氧化碳已经在燃烧大气,进一步的灾难是不可避免的。

该图基于对冰芯中包含的大气样本和最近的直接测量结果的比较,提供了自工业革命以来大气中二氧化碳含量增加的证据。(来源:Luthi, D., et al.. 2008; Etheridge, DM, et al. 2010; Vostok ice core data/JR Petit et al.; NOAA Mauna Loa CO2 record.) (NASA.climate.gov)

除了逐步淘汰化石碳外,IPCC 一直提到的补救措施之一——近年来受到越来越多的关注——是“天然碳储存”。通过土壤、湿地、森林和木制品中的自然过程捕获和储存碳——随后将其货币化——始于 20 多年前。 现在,随着企业和组织对“净零”排放的承诺每周都在增加,各团体正在争先恐后地寻找实现这些目标的方法。美国最古老的森林保护组织 American Forests 的首席执行官 Jad Daley 说,自然碳储存是答案的一部分

Daley 解释说:“想象一下,我们拥有这种‘神奇装置’,它可以从空气中吸出二氧化碳并为我们提供氧气,同时将碳储存为提供野生动物栖息地、水过滤和储存系统、可再生、可生物降解的建筑和包装材料。......哦,我们不必想象它,我们已经在森林里有树了。”  事实上,戴利认为,世界正在进入一个密集的森林复兴和增加木材产品使用以应对全球变暖的鼎盛时期。他说,两者都是可能的。

森林科学提供了证据,证明通过在木材采伐之间设置更长的生长期,并通过使用不同的做法在森林中种植和储存更多的碳,可以生产更多的木材并储存更多的碳。同时,研究人员认为,城市和国家可以通过使用木材而不是混凝土、钢材、砖块、铝或其他能源/碳密集型产品作为建筑材料来减少碳排放。

Brock Commons 的高木屋

高层建筑和城市人居委员会首席执行官安东尼伍德是 2021 年春季国际大规模木材会议的主题演讲者,在此期间,他展示了他对城市作为碳汇的愿景。他说,当木材用于建筑环境时,大都市会储存碳,而不是一个多世纪以来受青睐的混凝土和钢材。 但更多地利用木制品必然意味着增加木材切割和铣削。

2017 年,大自然保护协会领导了一个国际科学家团队,以确定可以实现多少天然碳储存以及哪些行动将产生最大的积极影响。

2018 年,第二篇论文评估了美国森林的碳储存潜力。报告的结论是:增加森林的碳储存量,同时提高木材采伐量以建设“碳汇”城市,这在生态上是可行的。

“我们绝对可以做到这两点,同时让我们的森林更能适应不断变化的气候条件,”美国森林公司的戴利说。“但我们必须认识到,佛蒙特州和亚利桑那州的森林技术将大不相同,因此需要在当地规划和实施实现这些目标的政策框架。”

大自然保护协会的文件中没有直接涉及木制品,但为了满足人们对建筑材料、家具、包装、纸张、能源的需求而进行的采伐被认为是必要的。TNC 的 Ulrich 说:“使用木材(如交叉层压木材和其他形式的大量木材)在全球城市建造基于木材的中高层建筑的潜在好处是巨大的。”

以美国为重点的论文的 TNC 首席作者 Joe Fargione 对各种技术进行了建模,以显示潜在收益的巨大程度。50 多年来,美国的森林捕获并储存了 12% 至 15% 的国内化石碳排放量。 Fargione 问道,如果国家展开全面努力,还能再储存多少?答案是:另外 20%。

根据 TNC 报告,现有和潜在的天然碳储存项目的结合可以解决美国三分之一的温室气体排放问题。剩下的三分之二必须来自减少化石燃料排放或通过技术碳捕获和储存。 直接空气捕获就是一个例子,但目前非常昂贵。

Malheur 国家森林的加工者细细的小直径松树。照片:马库斯考夫曼

森林通过种植新树、在收获之间延长现有林分以及改进森林管理实践,提供了最大的天然碳储存潜力。Fargione 说:“当然,有机会进行有针对性的疏伐,以保护从火灾状态来看最失控的森林,或者流域或古老森林受到威胁的森林。”  他说,TNC 提倡“间伐和燃烧相结合,完成森林的恢复”,即所谓的“碳防御”。

为了解决整个国家及其多样化的森林生态系统问题,TNC 主导的分析需要进行一些简化假设。例如,该团队假设所有“天然林管理”土地都将出现 25 年的采伐中断。 在那个时期结束时,由此产生的直径较大的树木会储存更多的碳——但也会提供更多的木材。此外,集约化管理森林(主要在东南部和太平洋西北部)的轮作年龄将延长。

Fargione 承认,各个地区的土地状况将决定实际的管理行动。“魔鬼在细节中,”他说。 没有一种万能的方法,但很难在一项全国性研究中模拟所有不同的可能森林处理方法。

Christine Cadigan 为美国森林基金会 (AFF) 管理家庭森林碳计划。该计划是 AFF 和 TNC 的一个联合项目,针对的是占全国所有林地约 38% 的较小林地所有者,他们为更多的碳捕获提供了重要机会。 然而,这些小林地也占国内锯木厂原木供应量的一半左右。因此,旨在与 当地的魔鬼搏斗的家庭森林碳计划 细节——土地所有者可以提供原木、储存更多碳、创造野生动物栖息地和保护水质的最佳地点。 实现这些不同的目标需要大量的工作和坚实的研究合作伙伴:在 TNC、大学、美国林务局、从业者和土地所有者。“在我们开发实践的过程中,我们始终牢记这些保护目标,”卡迪根说。“我们不会采用具有碳效益但又不能满足其他保护目标的做法。”

随着科学家和项目经理深入研究细节,他们正在寻找机会来实现一系列目标——但同样,方法因森林生态系统和地区而异。例如,在东部阔叶林中,土地所有者必须在森林中开孔。

在 1990 年代,新泽西州奥杜邦 (New Jersey Audubon) 和其他人发现,在它们迁徙繁殖的北部森林中,新热带鸟类的数量正在减少。

罪魁祸首之一:缺乏觅食栖息地。

答案之一:更多的收获以改善鸟类栖息地,同时也为区域制造商提供原木。

碳补偿在哪里出现?二十年来,由于土地所有者承担了昂贵的验证和测量要求,碳补偿计划一直专注于大型所有权。 这些合同通常需要 100 年的期限,比小土地所有者愿意考虑的要长。家庭森林碳计划采取了不同的方法,关注随着时间的推移而增加的碳,而不是森林现有的碳。因此,他们付钱给土地所有者,让他们在更短的时间内(比如 10 到 20 年)增加碳储存量。

Ullrich 强调:“碳抵消销售需要一个密集的审查过程,在此过程中,企业可以证明他们首先减少了运营排放。”

森林管理也进行了修改。在阿巴拉契亚中部测试的做法包括禁止“高分级”,这种做法允许收获更大的树木和更有价值的物种,而其余的则被抛在后面。 Cadigan 说,高等级可以导致从橡树、山核桃、核桃和樱桃树转移,这些树为野生动物提供宝贵的木材和优质食物。通过与土地所有者合作修改收成以保留一些较大的树木并为新森林提供种子,这些物种将继续生长和储存碳 - 并及时提供有价值的原木。

交易的财务部分涉及碳补偿——先向森林所有者支付他们将储存的一些碳,然后再支付更多的碳。土地所有者仍然可以出售一些树木,从而创造理想的栖息地,而改良的收获方法会产生更多的碳,制造商会得到原木。 这种方法,连同 Fargione 的“防御性碳管理”示例,以减少野火严重性和昆虫风险,只是碳储存、健康森林、野生动物栖息地、木材生产和流域保护等多重目标可以协同作用的众多实践中的两种。

“由于过去 30 年管理不善,蒙大拿州的国家森林已成为碳源而非碳汇。树皮甲虫流行病和严重的野火已经导致大片地区死亡,”FH Stoltze Lumber Co. 的 Paul McKenzie 说(照片:美国林务局)

碳补偿市场的结构以及潜在的意外后果导致一些森林所有者和木材制造商保持谨慎。其中一位是 FH Stoltze Land and Lumber 的副总裁兼总经理 Paul McKenzie,该公司位于蒙大拿州西北部,拥有 109 年的历史。 Stoltze 拥有近 40,000 英亩的木材管理面积,以及一家由自己的土地和一系列小型私人、州和联邦土地供养的锯木厂。

McKenzie 担心付钱让土地所有者在 10 年、20 年或 30 多年内保持原状不动会带来重大风险。他解释说:“由于过去 30 年管理不善,蒙大拿州的国家森林已成为碳源而非碳汇。 树皮甲虫流行病和严重的野火导致大片地区死亡。……不仅如此,除非有其他原木来源,否则工厂会消失。”

McKenzie 说,我们需要的是为需要从过度拥挤的西部森林中砍伐的较小树木提供更多市场,这些树木可用于在木制品中储存更长时间的碳。斯托尔策已经着手进行了一项这样的努力。

McKenzie 强调:“我们不能用狭隘的眼光看待碳和森林。森林为野生动物提供栖息地,用作储水和过滤系统(Stoltze 的一些土地处于保护地役权之下,以保护 Whitefish 市的供水),提供可再生、可生物降解产品的可持续供应,并将碳储存在树木和产品。”  他说,任何碳市场的设计都应努力避免意外后果。

McKenzie 希望将碳收入流与使森林更健康的行动联系起来——更有弹性,更能抵抗干扰。他说他喜欢美国森林基金会在宾夕法尼亚州试点项目背后的概念,该项目正在扩展到中西部和东北部,在那里,付款与产生更多碳的更好的森林管理实践相关联。 McKenzie 说,这种联系可以导致更好的整体森林管理,以满足土地所有者的目标和碳目标。“历史告诉我们,当我们过于狭隘地关注时,我们就会陷入困境,”他补充道。

总部位于明尼苏达州的林业咨询公司和智囊团 Dovetail Inc. 的总裁 Katie Fernholz 提供了更为乐观的前景。美国能否在收获更多木材的同时种植和储存更多碳? “是的!” 她说,“如果我们用我们的科学知识小心翼翼地去做。我们必须根据森林生态系统、土地所有权目标和稳健的政策调整方法和做法,以避免意外后果。”

接下来:在这个由三部分组成的系列的第 2 部分中,  Treesource  将探索在扩大木材收获和在建筑环境中使用木材的同时,小心地将森林用作碳汇的方法。可以而且应该制定哪些政策和投资来为自然碳储存创造激励措施?

以上内容转载自:大卫阿特金斯


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