土地利用、土地利用变化和林业碳计量方法.ppt

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1、,碳计量方法专题培训班:2010年9月1720日,北京,张小全大自然保护协会,土地利用、土地利用变化和林业碳计量方法,内容提要,森林固碳的途径IPCC指南及其发展IPCC-土地利用分类IPCC-LULUCF 计量方法我国面临的挑战主要发达国家LULUCF方法与源汇情况,一、森林固碳途径,森林生态系统是全球重要的碳库 森林是全球陆地生态系统的主体，在其生物量和土壤中贮存大量的碳。森林植物碳含量约占干重的50%1m3的木材的干重约为0.5吨(0.30.7t)1m3的森林蓄积代表的生物量干重约为1吨。土壤有机碳、无机碳,一、森林固碳途径,全球陆地生态系统碳储量约24770亿吨碳，其中植被约占20，土

2、壤碳约占80。占全球土地面积30%的森林，其森林植被的碳贮量约占全球植被的77%，土壤的碳贮量约占全球土壤的39%。单位面积森林碳贮量是农地的25倍，土壤和植被碳库的比率在北方森林为5，但在热带林仅为1。,森林生长是大气CO2重要的吸收汇流量与储量,一、森林固碳途径,草地植物和农作物也具有很强的固碳能力，但其作用是短暂的。毁林是大气CO2的重要的排放源 毁林指森林向其它土地利用的转化或林木冠层覆盖度长期或永久降低到一定的阈值以下。毁林导致生物量碳排放(除部分木材及其木制品可以较长时间保存外)毁林引起的土地利用变化还将引起森林土壤有机碳(SOC)的大量排放。,一、森林固碳途径,在1950s以前，

3、毁林主要发生于北美和欧洲等温带地区以及热带亚洲和南美。在1950s以后，北美和欧洲（除前苏联外）的毁林基本遏止，而此期间热带亚洲、拉丁美洲和非洲热带地区的毁林大幅增加，从而成为大气CO2的主要排放源。,一、森林固碳途径,毁林速率:19801995间热带地区的毁林速率达1550万hm2/a 19902000年:毁林面积1460万hm2/a，其中热带1420万hm2/a 2000-2005年:为1290万hm2/a，其中原始林600万hm2/a毁林碳排放:1850s:0.3 GtC/a1950s初:1.0 GtC/a1980s:1.70.8 GtC.a-11990s:1.60.8 GtC.a-1，

4、19932003:1.1 0.3 GtC.a-1。,一、森林固碳途径,林业活动与减排增汇 林业部门的减排增汇行动主要包括以下四类活动：通过减少毁林和森林退化以及植树造林，保持或增加森林面积；通过降低森林退化以及植树、树木遗传改良、施肥、异龄林或其他合理的营林技术，保持或提高林分水平碳密度（单位面积碳储量）；通过森林保护、延长轮伐期、林火管理和森林病虫害控制，提高或保持景观水平碳密度；通过利用森林生物质材料替代化石燃料密集型产品，或林业生物质燃料替代化石燃料，增加异地木制品碳储量，增强产品和燃料替代。,一、森林固碳途径,每类减排增汇活动及其成本效益都有其特定的时间尺度:短期内效益最大的无疑是减少

5、或避免排放（即降低毁林或退化、林火和森林病虫害控制等）。但是，一旦控制了排放，森林碳储量仅仅维持稳定或有缓慢增加。造林的碳吸收则可持续数年至数十年，但要求较大的前期活动和投入。大多数旨在增加碳汇的森林经营活动也要求前期投入，其碳效益因不同地区、活动类型和森林的初始条件而异。从长远来看，旨在维持或增加森林碳储量，同时又能可持续地提供木材、纤维或能源的森林经营活动，能产生最大的可持续的减排增汇效益。,一、森林固碳途径,木产品碳问题,一、森林固碳途径,二、IPCC指南及其发展,包括KP条款的计量,二、IPCC指南及其发展,1996 IPCC LUCF指南：四类人为因素引起的GHG源汇：森林和其它木质

6、生物质碳贮量的变化（5A）：包括森林和散生木，不包括未受人为干扰的森林；森林和草地转化（5B）：森林和草地转化为其它地类（主要考虑农地），包括转化过程中生物质碳贮量变化和生物质燃烧引起的非CO2排放；放弃地植被的自然恢复引起的生物质碳贮量变化（5C）；土壤碳变化（5D）：土地利用和土地管理引起的矿质土壤碳贮量变化、有机土壤转化为农地或人工林引起的CO2排放和农业土壤施用石灰引起的CO2排放。,IPCC-1996-LUCF主要问题：分类混乱：部分基于碳库变化（5A和5D），部分基于引起土地利用变化的活动（如5B和5C）。方法缺乏灵活性：没有提供备选方法。计量的源汇不完整：如缺少非林地转化为有林地

7、的计量，缺少对森林、草地、农地、湿地等土地利用类型之间相互转化引起的温室气体源汇变化的计量。对土地利用类型缺乏统一的定义，使各国的清单缺乏可比性。无法满足KP有关LULUCF条款的计量要求。,二、IPCC指南及其发展,IPCC GPG LULUCF统一和定义了土地利用分类:有林地、农地、草地、湿地、居住用地和其它土地;涵盖所有地类及其相互间的转化：针对每一地类及其转化，分别五大碳库计量碳贮量变化和非CO2温室气体排放。解决了KP中有关LULUCF活动的碳计量方法：专门针对KP关于造林、再造林和毁林（ARD）的3.3条款，关于森林管理、植被恢复、农地管理和牧地管理的3.4条款、第6和12款有关L

8、ULUCF项目的温室气体源汇计量提供了方法学指南。,二、IPCC指南及其发展,提供了不同层次的方法：由简单到复杂三个层次的计量方法，使各国根据其本国的活动水平和排放/清除因子或参数的可获得性，选择适合的方法。具有高质量详细数据的缔约方可选择较高层次的方法，使不确定性得以降低。而数据缺乏甚至没有数据的缔约方也可根据国际上统计或估计的活动水平数据和默认的排放/清除因子或参数，完成LULUCF计量。,二、IPCC指南及其发展,Tier 1：采用IPCC-1996-LUCF的基本方法及其提供的或IPCC-GPG-LULUCF更新的排放/清除因子和参数的默认值，活动水平数据来自国际或国家级的估计或统计数

9、据；Tier 2：采用具有较高分辨率的本国活动数据和排放/清除因子或参数；Tier 3：采用专门的国家碳计量系统或模型工具，活动数据基于高分辨率的数据，包括地理信息系统和遥感技术的应用。,二、IPCC指南及其发展,GPG LULUCF的主要问题：LULUCF的清单报告中涉及农地、草地及其与其它地类的转换，因此容易出现重复或遗漏，也容易使清单编制人员混淆。如：农地非CO2排放在农业部门编制和报告，而CO2在LULUCF部门编制和报告；林地和湿地排水引起的N2O在LULUCF报告，农地和草地排水引起的N2O排放在农业部门报告,CO2在LULUCF报告；其它地类转化为农地引起的非CO2和CO2排放均

10、在LULUCF部门编制和报告。热带稀树草原燃烧引起的非CO2排放在农业部门编制和报告，而其它地区草地燃烧则属LULUCF。,二、IPCC指南及其发展,2006 IPCC 指南将IPCC-GPG-2000中的第四章（农业）和IPCC-GPG-LULUCF进行整合，但仍采用GPG-LULUCF的分类结构。过去属选择性计量的居住地和被管理湿地的CO2源排放和汇清除，在IPCC-2006-AFOLU给出了计量方法学指南。湿地CH4排放的计量方法作为附件提供木质林产品碳计量方法学得到进一步改进，并纳入正式的方法学中，而不是作为附件。,二、IPCC指南及其发展,过去根据火烧的原因来识别是否纳入GHG的计量

11、，即不考虑自然火烧，但有时是很难区分发生的火烧是人为的还是自然因素引起的。AFOLU则根据火烧所发生的土地类别来区分，即只有发生在被管理或受人为干扰的土地上的火烧将纳入清单计量，而不论火烧是人为的还是自然的。发生于未受人为干扰的土地的火烧不纳入清单计量，除非这种火烧最终导致土地利用发生变化。,二、IPCC指南及其发展,要求：透明、一致、可比、完整。第13/CP.9号决议：决定附件I缔约方应根据“IPCC LULUCF优良做法指南”编制和报告2005年及其以后的年度清单。第15/CP.10号决议：鼓励缔约方在2007年以前自愿报告第3.3和3.4条下活动的温室气体源排放量和汇清除量的估算数字，并

12、作为国家清单报告的补充信息。CMP.1第17号决议：批准KP的附件I国家应采用IPCC LULUCF优良做法指南”报告第3.3和3.4条下活动的温室气体源排放量和汇清除量,二、IPCC指南及其发展,土地利用分类有林地：满足森林定义标准的土地农地：包括不满足森林定义标准的混农林系统；草地：包括未利用草地、放牧地、不满足森林定义标准的混牧林系统；湿地：包括永久或季节性水湿地，包括河流、湖泊、沼泽、水库等。居住用地：居住用地，包括工矿用地、交通基础设施用地。其它用地：包括裸地、裸岩、冰川、荒漠等。,三、IPCC-土地利用分类,土地亚类5.A.有林地：5.A.1 一直为有林地(FF)亚类：森林类型.5

13、.A.2 其它地类转化为有林地(LF)：5.A.2.1:农地转化为有林地；5.A.2.2:草地转化为有林地；5.A.2.3:湿地转化为有林地；5.A.2.4:居住地转化为有林地；5.A.2.5:其他地类转化为有林地。,三、IPCC-土地利用分类,5.B 农地：5.B.1 一直为农地(CC)亚类5.B.2 其它地类转化为农地(LC)；5.B.2.1 有林地转化为农地;森林类型、草地类型；5.B.2.2 草地转化为农地;5.B.2.3 湿地转化为农地;5.B.2.4 居住地转化为农地;5.B.2.5 其他地类转化为农地;,三、IPCC-土地利用分类,5.C 草地：5.B.1 一直为草地(GG)亚类

14、5.B.2 其它地类转化为草地(LG)；5.B.2.1 有林地转化为草地;森林类型、草地类型5.B.2.2 草地转化为草地;5.B.2.3 湿地转化为草地;5.B.2.3 居住地转化为草地;5.B.2.3 其他地类转化为草地;.,三、IPCC-土地利用分类,三、IPCC-土地利用分类,区分土地利用类型转化：IPCC缺省值为20年（各国可根据国情选择20年以上的时间），例如，对清查年为2005年，1986-2005年期间一直为有林地的：划入5.A.1 FF;1986-2005年期间从其它地类转化为有林地的：划入5.A.2 LF经营性采伐导致的暂时无林地仍划入5.A.1 FF。为此需要知道过去20

15、年内每年的各类土地利用转化面积。,三、IPCC-土地利用分类,三、IPCC-土地利用分类,时间点1 时间点2,三、IPCC-土地利用分类,土地利用、土地利用变化面积矩阵（过去20年每年一个矩阵）,三、IPCC-土地利用分类,土地利用转化与KP活动,碳库：地上生物量、地下生物量、枯落物、死木和土壤有机碳，木产品。地上生物量：土壤层以上以干重表示的所有活生物量，包括干、桩、枝、皮、种子和叶。如果林下植被生物量在总地上生物量中的比例相对较小，可以忽略，但要保持计算和监测的一致性。地下生物量：所有活根生物量。由于细根通常很难从土壤有机成分或枯落物中区分出来，因此通常不纳入该部分。,四、IPCC-LUL

16、UCF 计量方法,枯落物：矿质土层或有机土壤以上、直径小于10cm或其它规定直径的、处于不同分解状态的所有死生物量，包括凋落物、腐殖质，以及不能从经验上从地下生物量中区分出来的小于一定直径的活细根。死木：枯落物以外的所有死生物量，包括枯立木、直径大于或等于10cm或其它规定直径的枯倒木、死根和树桩。土壤有机碳：一定深度内矿质土和有机土（包括泥炭土）中的有机碳，包括不能从经验上从地下生物量中区分出来的小于一定直径的活细根。,四、IPCC-LULUCF 计量方法,Tier 1 假定：地下生物量为零枯落物和死木通常合为死有机质除有林地外，死有机质碳库碳储量为零有林地转化为其它地类：IPCC为死有机质

17、提供了缺省值有林地死有机质碳储量变化为零。对采伐、火灾等干扰，假定碳排放全部发生于当年。,四、IPCC-LULUCF 计量方法,碳储量变化：两种方法基于过程的方法（碳库输入-输出）基于储量的方法非CO2排放,四、IPCC-LULUCF 计量方法,四、IPCC-LULUCF 计量方法,生物量：无地类变化（5.X.1）基于储量的方法(a)(b),四、IPCC-LULUCF 计量方法,生物量：无地类变化（5.X.1）基于过程的方法(a)(b)(c),四、IPCC-LULUCF 计量方法,生物量：无地类变化（5.X.1）基于过程的方法(a)(b)(c),四、IPCC-LULUCF 计量方法,生物量：地

18、类变化（5.X.2）,四、IPCC-LULUCF 计量方法,死有机质：无地类变化（5.X.1）(a)(b)Tier 1:,四、IPCC-LULUCF 计量方法,死有机质：无地类变化（5.X.1）Tier 2/3,四、IPCC-LULUCF 计量方法,死有机质：地类变化（5.X.2）Tier 1:Tier 2对无林地：Tier 1,土壤有机质:无地类变化（5.X.1）Tier 1:矿质土壤：假定土地利用变化后，土壤有机碳呈线性变化，并在一定时间内达到新的平衡，考虑30cm土层c,s,i:气候、土壤、管理方式，t:两次土壤调查间隔土地利用因子、管理因子、有机质输入因子,四、IPCC-LULUCF

19、计量方法,土壤有机质:无地类变化（5.X.1）有机土壤：c:climate zoneTier 2:方法同Tier 1，使用国家参数,四、IPCC-LULUCF 计量方法,五、主要附件I国家LULUCF清单方法与源汇情况,附件I国家LUCF清单方法和参数：除少数几个东欧国家外，大多使用T2和T3以及国家参数。,参数,对于5A1，单位面积森林生物量中的碳储量年变化量因不同森林类型而异，各国的平均值从-0.25 2.60 tChm-2a-1不等。其中美国0.47,欧盟(15)平均0.57,日本0.84,新西兰0.30,澳大利亚和俄罗斯0.13。(生长扣出消耗)对于5A2，单位面积森林生物量中的碳储量

20、年变化量,各国的平均值从0.2 3.63 tChm-2a-1不等。我国单位面积林分平均生物量中的碳储量变化量约为0.8 tChm-2a-1。,参数,大部分国家报告了枯落物、枯死木和土壤碳土壤碳占生物量碳变化的比例大多在2%(5.A.1)或10%(5.A.2)以下,附件I国家LULUCF温室气体源汇量,森林面积:美国2.79,欧盟(15)1.23,加拿大2.3,俄罗斯8.8,澳大利亚1.0亿公顷,LUCF碳源汇占国家温室气体源排放的%,六、我国面临的挑战,我国的土地分类与IPCC指南的六大地类有一定差别，各地类分别在不同的部门调查统计，调查统计的时间、频率、方法和标准不一致，使各地类及其变化不协

21、调。例如：我国耕地面积从1957年的16.8亿亩递减到1995年的14.2亿亩，这种耕地的面积变化主要是基于各级上报数据，而非土地清查数据。经过10余年的土地清查，耕地面积比过去统计的面积要大许多，于是1996年我国的耕地面积增加为19.5亿亩，且在以后的几年呈增加趋势。,我国报道的草地资源，在1949年约为60亿亩，从1989年开始为约40亿亩。我国的每五年进行一次森林资源清查，林地面积每五年更新一次。一些地类的面积，如交通、水域和未利用土地，自建国初期公布数据后，只在1996年才更新了一次。新的IPCC指南只要求对受人为干扰或管理的土地进行计量，而我国对各地类的调查统计只给出地类的总面积，

22、没有给出被管理的或受人为干扰的面积，特别是草地、林地和划入湿地类的水体。,六、我国面临的挑战,新的IPCC指南在划分地类本身和地类转化时，以20年为划分的时间标准，这就要求需要具备清查年和20年前详细的各土地类别数据。例如，假定我国下一温室气体清查年为2000年，则同时需要1980和2000年的数据。只有1980年时的林地，在2000年仍为林地时才纳入林地类别计算；而1980年的非林地，到2000年为林地时，则纳入“转入林地”类计算。其它地类之间的转化也是如此。从前面的分析可知，我国很多地类是不具备20年前的数据的。,六、我国面临的挑战,我国森林资源清查往往只给出森林转化数据，但没有林地与其它

23、各地类的详细转化数据，也没给出转化的森林类型，将给清单计算带来很大困难。我国已经开展了多个国家级大规模的与陆地碳循环有关的大项目，各行业部门也立项开展了许多研究，通过这些项目建立了许多研究站点，测定了大量的数据。但是还远远不能满足新的IPCC指南的要求，如枯落物、枯死木贮量及其周转以及土地利用变化与土壤碳方面的数据和参数，大多数参数存在很大的不确定性。此外，目前的研究测定主要集中在林地、农地和草地，对其它地类研究测定廖廖，对各地类之间转化的研究更少,六、我国面临的挑战,我国处在一个特殊的气候和生物地理区域，IPCC清单指南提供的默认参数，多来自欧洲和北美，几乎不适用于我国的情况。国际上采用的土壤分类系统与我国有较大差别，其默认参数也很难直接应用于我国。而且，IPCC指南提供的默认参数是分别按气候带和森林类型提供的，而我国活动水平数据是按省或地区统计的。由于我国地形、气候和森林类型复杂多样，气候带、森林类型与省不能对应。当不可能获得我国自已的参数时，也无法从IPCC指南中选择合适的参数。,六、我国面临的挑战,谢谢！,