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編者薦語(yǔ)：以下論文是中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所周成虎院士研究團(tuán)隊(duì)和樸世龍?jiān)菏拷诤献靼l(fā)表的研究，研究發(fā)現(xiàn)在中國(guó)強(qiáng)烈的人地矛盾和耕林博弈背景下，相較于新增林地，加密現(xiàn)有林地是一種更經(jīng)濟(jì)有效的策略。

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大碳庫(kù)，提升森林碳匯增量是實(shí)現(xiàn)我國(guó)雙碳目標(biāo)的重要路徑。自上世紀(jì)70年代以來(lái)，我國(guó)過(guò)去幾十年的規(guī)?；炝秩〉昧伺e世矚目的成就，但也因缺乏有效規(guī)劃存在諸多失敗的案例。我國(guó)當(dāng)前面臨著強(qiáng)烈的人地矛盾和耕林博弈問(wèn)題，能夠用來(lái)大規(guī)模造林增匯的剩余空間極其有限。此外，我國(guó)喬木林整體較為稀疏，低密度與低郁閉度稀疏森林占比過(guò)高影響了森林實(shí)際碳匯規(guī)?！，F(xiàn)有的造林潛力評(píng)估方法主要強(qiáng)調(diào)規(guī)?；炝值臐摿?#xff0c;忽略了提升了現(xiàn)有森林質(zhì)量的可能性，因此，如何定位這些森林并評(píng)估其加密潛力是進(jìn)一步提升森林碳匯能力的關(guān)鍵。

基于近二十年（2001-2021）遙感大數(shù)據(jù)顯示的森林變化情況，結(jié)合與樹木生長(zhǎng)相關(guān)的環(huán)境、土壤和地形因子，定量化評(píng)估了我國(guó)樹木生長(zhǎng)的網(wǎng)格適宜性。通過(guò)建立其與樹木數(shù)量之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，以1公里的空間分辨率繪制了我國(guó)精細(xì)的植樹潛力空間格局，并估算了其可能導(dǎo)致的碳增益與碳流失。研究提出的造林主要包括兩種場(chǎng)景（新增造林與加密造林），其中，新增造林（Afforestation）是在生境條件適合樹木生長(zhǎng)但目前尚未被任何樹木覆蓋的區(qū)域植樹，加密造林（Densification）是指在已經(jīng)存在樹木的區(qū)域進(jìn)一步增加樹木的株數(shù)。

結(jié)果表明，與在空地上新增造林相比，對(duì)現(xiàn)有森林進(jìn)行加密可以種植更多的樹木，從而提供更高的碳收益。研究結(jié)合中國(guó)現(xiàn)行生態(tài)功能區(qū)劃方案設(shè)計(jì)了一種可操作的植樹場(chǎng)景，結(jié)果顯示我國(guó)共還可以種植447億棵樹，會(huì)帶來(lái)40億立方米森林蓄積量增量，捕獲5.9±0.5 PgC的碳，約是中國(guó)2020年工業(yè)二氧化碳排放量的兩倍。

其中，新增造林可種植樹木183億株，占地面積約為5580萬(wàn)公頃，長(zhǎng)成之后蓄積量約為31億立方米，可帶來(lái)1.95±0.16 PgC的生物質(zhì)碳增量，其中橫斷山區(qū)和川渝地區(qū)潛力較大，三北地區(qū)增量有限（約為15億株）；加密造林共可種植樹木264億株，蓄積量可增加約67億立方米，平均每公頃森林的蓄積量可至少增加44.7立方米，可帶來(lái)3.98±0.30 PgC的生物質(zhì)碳增量。其中秦巴山區(qū)和云貴高原地區(qū)的潛力較大，華北東北地區(qū)也有可觀的潛力。森林定義的差異可能會(huì)影響二者比例的變化，但對(duì)總體估算結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生影響。

若能盡快落實(shí)該方案，到2060年中國(guó)將至少擁有1.35億公頃的幼齡和中齡林，且這些新種植樹木的碳匯能力可以達(dá)到峰值（約0.2 PgC/yr），使得中國(guó)森林碳匯能力仍可以維持在高于其當(dāng)前能力的水平，從而延長(zhǎng)森林碳匯的壽命，為工業(yè)部門提供更長(zhǎng)的時(shí)間窗口。

參考過(guò)去中國(guó)在各項(xiàng)造林工程的投入，研究設(shè)計(jì)的植樹方案封存一噸二氧化碳的平均成本僅約為5美元，其中在自然條件優(yōu)越的地區(qū)（川渝地區(qū)、長(zhǎng)江中下游地區(qū)和華南地區(qū)）植樹或者加密森林的固碳經(jīng)濟(jì)成本比在西北地區(qū)植樹低8倍以上，從固碳角度考慮是更加經(jīng)濟(jì)有效的選擇。

面對(duì)當(dāng)今氣候變化和土地資源稀缺帶來(lái)的挑戰(zhàn)，該研究團(tuán)隊(duì)深入探究了通過(guò)現(xiàn)有森林加密提升森林碳匯能力的潛力，豐富了現(xiàn)有研究對(duì)如何通過(guò)提高森林質(zhì)量應(yīng)對(duì)雙碳目標(biāo)的理解，并提出了基于生態(tài)功能區(qū)劃的可操作植樹方案。這一研究不僅揭示了現(xiàn)有森林加密相比新增造林在固碳方面的更大效益，還為未來(lái)生態(tài)恢復(fù)與碳匯管理提供了重要參考，對(duì)實(shí)現(xiàn)中國(guó)碳中和目標(biāo)提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)支撐。

研究成果以“Carbon sequestration potential of tree planting in China”為題，于2024年9月27日在線發(fā)表在Nature子刊《Nature Communications》。中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所姚凌副研究員和劉唐博士后為共同第一作者，中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所秦軍研究員、中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所陳曦研究員、北京大學(xué)樸世龍?jiān)菏繛楣餐ㄓ嵶髡摺?/strong>合作者包括英國(guó)阿伯丁大學(xué)Pete Smith教授，中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所周成虎院士、姜侯副研究員以及南京大學(xué)楊琳教授等。研究得到了中國(guó)科學(xué)院B類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“數(shù)據(jù)-模型驅(qū)動(dòng)地理智能系統(tǒng)與典型場(chǎng)景應(yīng)用”和國(guó)家自然科學(xué)基金（42471386）等項(xiàng)目資助。