森林生态系统碳汇功能提升的关键营林技术探讨

一、引言

（一）研究背景与意义

1.  全球气候变化与碳中和目标：IPCC 第六次评估报告指出，森林生态系统每年可吸收约 26% 的人为碳排放，是减缓气候变化的重要自然手段。我国提出“双碳”目标，明确森林碳汇在国家减排体系中的战略地位。

2.  我国森林资源现状与需求：尽管我国森林覆盖率达 24.02% ，但单位面积碳储量仅为全球平均水平的 60% ，通过科学营林提升碳汇潜力成为迫切需求。

（二）研究目的与方法

本研究基于文献综述与案例分析，结合林业生产实践，系统梳理提升森林碳汇功能的关键营林技术，为政策制定与技术推广提供支撑。

二、森林生态系统碳汇功能的理论基础

（一）森林碳汇的概念与机制

森林碳汇指森林植被通过光合作用吸收大气中的 C0₂ ，并以生物量形式固定于植物体内及土壤中的过程，涉及碳吸收、碳储存、碳释放三个环节。

（二）影响森林碳汇功能的关键因素

1. 自然因素：树种生理特性（如光合效率）、气候条件（温度、降水）、土壤肥力等。

2.  人为因素：造林模式（纯林 / 混交林）、经营强度（采伐周期、抚育措施）、灾害防控能力等。

三、我国森林碳汇功能提升面临的核心问题

（一）森林质量与结构不合理

1. 林分结构单一：人工纯林占比超 40% ，生态稳定性差，碳汇效率低。

2.  龄组结构失衡：中幼龄林占比高（约 60%) ），但生长缓慢，单位面积碳储量不足。

（二）营林技术应用不足

1. 造林技术粗放：树种选择忽视适地适树原则，导致成活率低、生长不良。2. 经营管理薄弱：森林抚育、间伐等措施执行不到位，未能充分释放碳汇潜力。

（三）外部风险制约

森林火灾、病虫害频发导致碳储量损失；过度采伐与土地利用变化（如毁林开荒）破坏碳汇能力。

四、提升森林碳汇功能的关键营林技术

（一）科学规划造林与树种配置

1. 高碳汇树种筛选

优先选择生长速度快、生物量大、寿命长的树种，如杉木、马尾松、栎类等。例如，杉木在速生期每年每公顷可固碳15-20 吨，是普通阔叶树的1.5 倍。注重树种的碳分配特性，如深根性树种（如樟树）可将更多碳固定于土壤，减少大气碳排放。

2. 推广混交林模式：通过针阔混交、乔灌草结合，改善群落结构，提升碳吸收效率与生态稳定性。

（二）优化森林经营管理技术

1. 合理间伐与修枝：对中幼龄林实施生态疏伐，促进保留木生长；定期修枝减少无效碳消耗，提高碳积累速率。

2. 林下植被与土壤管理：保护枯枝落叶层，增加土壤有机碳；避免过度垦殖，减少土壤碳释放。

3.  密度调控技术：幼龄林阶段保留合理密度（如每亩 160-200 株），促进林木竞争生长，提高光合效率；中龄林后通过间伐淘汰劣势木，使林分密度维持在每亩100-120 株，避免资源竞争导致的碳固定能力下降。

4. 垂直层次构建

通过人工干预形成“乔木层 - 亚乔木层 - 灌木层 - 草本层”的立体结构。例如，在杉木林下层种植山茶、杜鹃等灌木，可使单位面积碳储量提升 15%- 25% 。

（三）森林灾害防控与生态修复

1. 构建灾害预警体系：利用卫星遥感、物联网技术监测森林火灾与病虫害，降低碳储量损失。

2. 退化林修复技术：通过补植补造、封山育林等措施，恢复退化林地的碳汇功能。

3. 有机物质还田：将间伐枝条、落叶粉碎还田，每年每公顷可增加土壤有

机碳 1.2-1.8 吨。例如，在桉树人工林实施枝条覆盖，可使土壤碳储量在 5 年内增长 10% 。

4. 免耕与轮作：避免过度翻耕破坏土壤结构，采用带状整地方式造林；对人工林实行轮作周期延长（如从20 年延长至25 年），促进土壤碳积累。

（四）新技术与创新模式应用

1. 生物技术突破：开展高固碳树种基因选育，培育速生、抗逆性强的新品种。

2. 数字化精准营林：利用遥感（RS）、无人机（UAV）和地面物联网传感器，实时监测林木生长量、生物量及碳储量变化，为营林措施提供数据支撑，实行智能化管理。

3. 碳汇模型优化

结合林分生长模型（如 LINKAGE 模型）与碳循环模型（如 CENTURY 模型），预测不同营林技术的碳汇效益，实现精准化管理。

五、典型案例分析与经验启示

（一）国内案例：福建武夷山森林经营模式

通过近自然森林经营，将人工杉木纯林改造为针阔混交林，单位面积碳储量提升 30% ；结合生态补偿机制，实现碳汇功能与经济效益协同发展。

（二）国际经验：巴西热带雨林保护计划

通过立法保护、社区参与及碳交易机制，减少毁林导致的碳释放，并通过人工造林与森林恢复增加碳汇量。

（三）经验总结

1. 技术创新是核心驱动力，需结合区域特点制定差异化方案。

2. 政策支持与多方协同是保障，需完善碳汇补偿、生态税收等配套机制。

六、结论与建议

（一）研究结论

提升森林生态系统碳汇功能，需以科学营林技术为核心，结合树种优化、结构调整、土壤改良及数字化管理等手段，构建“精准培育 - 高效固碳 - 持续监测”的一体化体系。这不仅是应对气候变化的必然选择，也为实现“双碳”目标提供了坚实的生态支撑。

1.  科学营林技术是提升森林碳汇功能的关键路径，需从造林、经营、保护多环节系统推进。

2. 新技术与传统技术结合、生态效益与经济效益并重是未来发展方向。

（二）政策建议

1. 强化科技支撑：加大营林技术研发投入。结合基因编辑技术培育高碳汇、抗逆性强的树种；利用区块链技术实现碳汇计量与交易的透明化。

2. 完善激励机制：将森林碳汇纳入生态补偿与碳交易体系，调动经营主体积极性。推动“森林碳汇纳入全国碳交易市场”，通过经济杠杆激励营林技术应用；建立跨区域的碳汇林协同管理机制。

3. 加强人才培养：提升基层林业技术人员专业能力，推广标准化营林技术。

4. 建立“碳汇补偿机制”，对长期碳汇林给予经济补贴，推广抗病树种（如抗松材线虫病的马尾松品种），结合生物防治技术降低灾害损失。

参考文献：

[1] 中国林业和草原局 . 中国森林资源报告（2019-2023）[R]. 2023.

[2] IPCC. Climate Change 2022: Mitigation of Climate Change[M].Cambridge University Press, 2022.

[3] 徐德应 , 等 . 森林碳汇计量与监测技术 [M]. 北京 : 中国林业出版社 , 2021.

[4] 李怒云 , 等 . 林业碳汇与应对气候变化 [J]. 林业科学 , 2020,56(5):1-12.