林业科学  2011, Vol. 47 Issue (1): 158-164   PDF    
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白彦锋, 姜春前, 张守攻, 雷静品
Bai Yanfeng, Jiang Chunqian, Zhang Shougong, Lei Jingpin
气候变化谈判中木质林产品的相关概念及其碳储量核算
Definitions and Carbon Stocks Accounting Approaches of Harvested Wood Products in Climate Change Negotiation
林业科学, 2011, 47(1): 158-164.
Scientia Silvae Sinicae, 2011, 47(1): 158-164.

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收稿日期:2009-10-26
修回日期:2010-07-18

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白彦锋
姜春前
张守攻
雷静品

气候变化谈判中木质林产品的相关概念及其碳储量核算
白彦锋1,2, 姜春前2, 张守攻2, 雷静品2    
1. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京 100091;
2. 中国林业科学研究院林业研究所 北京 100091
关键词:木质林产品    涵义    碳质量    分类    核算方法    
Definitions and Carbon Stocks Accounting Approaches of Harvested Wood Products in Climate Change Negotiation
Bai Yanfeng1,2, Jiang Chunqian2, Zhang Shougong2 , Lei Jingpin2    
1. Research Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, CAF Beijing 100091;
2. Research Institute of Forestry, CAF Beijing 100091
Abstract: Under the United Nations framework convention on climate change(UNFCCC), all parties are required to report their greenhouse gas(GHG) emissions and removals. The carbon stocks of harvested wood products (HWP) are also a part of greenhouse gases (GHG) inventory. Forest harvest and wood product consumption play an important role in the carbon balance between forests and atmosphere. Consumption of wood products emits carbon, especially they are used in the landfill. However, the definitions and accounting approaches of HWP are still uncertainty. The implication of approaches applying in different countries is unclear. To impulse the ongoing international negotiation, this paper discussed the definitions and accounting approaches within the documents of UNFCCC and intergovernmental panel on climate change(IPCC) report, and also expanded the implication of HWP from a new position, which gave prominence to equity. In addition, this paper firstly put forward the new definition of carbon quality.
Key words: harvested wood products    implication    carbon quality    category    accounting approach    

森林在维持全球碳平衡中发挥着重要的作用。采伐后木质林产品(harvested wood products, HWP),以下简称木质林产品。木质林产品是森林资源利用的自然延伸。通过森林采伐和产品使用将森林固定的碳转移到产品中,但这部分碳在过去往往被忽略(Dewar, 1990)。据估测,全球每年的产品碳库约增长140 Mt C,其碳储量年增长相当于当前全球每年化石燃料CO2排放量的2%(Brown et al., 1998)。随着经济发展和人民生活水平的提高,对产品需求也越来越大,并且参与国际贸易的产品也在不断增长。Pingoud等(2003)估计参与国际贸易产品的碳储量在2000年超过130 Mt。Dixon等(1994)认为在森林碳预算中木质林产品库存在很大不确定性。《京都议定书》第3.3和3.4条款也规定对1990年以来直接人为活动引起的土地利用变化和林业活动(仅限于造林、重新造林和砍伐森林)产生的温室气体源排放和汇清除方面的净变化进行报告。利用木质林产品替代化石燃料对于减缓温室气体的排放具有很大的潜力,《政府间气候变化专门委员会(IPCC)特别报告》对此也予以肯定(Watson et al., 2000)。木质林产品可以将碳保存较长的时间,尤其是废旧产品的垃圾填埋,可延长碳的排放时间,并有可能长期储存,另外延长产品的使用寿命也可以减少碳排放(Winjum et al., 1998; Hashimoto et al., 2002; Dias et al., 2005; 阮宇等,2006; 白彦锋等,2009)。

木质林产品碳储量评估在1996年3月的《联合国气候变化框架公约》(简称《公约》,UNFCCC)附属科学技术咨询机构(SBSTA)第4次会议上被首次提出(UNFCCC, 1997),并且在以后的SBSTA会议中多次讨论木质林产品的定义、范围及其碳储量的核算方法学等问题。木质林产品谈判已经成为国际气候变化谈判中一个重要的林业议题。2009年,在进一步承诺问题特设工作组(AWG-KP)第8次会议上,许多缔约方在针对《京都议定书》和LULUCF的谈判中也提到对木质林产品碳储量问题的看法(UNFCCC, 2009)。本文就目前木质林产品议题谈判涉及的定义、分类和其他相关定义以及碳储量的核算方法学问题,通过调研并与相关专家充分交流,对木质林产品的概念和范围提出的新观点,分析当前方法学的焦点问题,以期推动未来该议题的谈判。

1 基本概念 1.1 木质林产品涵义

也译为伐木制品。UNFCCC(19972003a)指出:“木质林产品是从森林中采伐的,用于生产诸如家具、胶合板、纸张和纸类等日用品或用作能源的木质材料;原则上其他来自非木质的纤维制品,如藤本类和竹子类产品也计入木质林产品”。从概念字面上理解,木质林产品包含2个组成部分,即森林采伐(forest harvested)和木材产品(wood products),由于森林采伐的发生,使森林固定的碳被转移到木材产品中。《1996年IPCC国家温室气体清单指南修订本》(简称《IPCC指南》)中指出:“木质林产品不仅是来自森林的树木,还包括对国家碳储量有突出贡献的树木,如四旁树木或一些散生木等,也包括来自非林业用地的部分木质生物量和其他植物的产品(IPCC, 1996)”。虽然IPCC指出了木质林产品来源,但并未对定义作详细的阐释,因此在以后会议中多次提到木质林产品定义及其范围的问题。

联合国粮农组织在木质林产品定义和分类中对木材的描述为: “木材是指自然倒木或者伐倒木,这些木材包括带皮或去皮的,圆形、劈开的,大致成方形或其他形状(如树根、树桩等),浸渍或大致成型或尖削的木材,包括从采伐点获取的所有木材,统计上包括从森林或森林外采伐的所有木材的数量,即包括在某一时期从自然损耗、伐木和采运损耗中回收的一切木材”(FAO, 1982)。从FAO给出的木材定义可推知木质林产品不仅是来自森林,还应该包括来自其他土地利用类型,如草原、湿地、农田和其他居住地等的产品,故从采伐点砍伐的木材都应包括在内。同时,FAO对木质林产品进行分类时也将一些非木材产品包括在内,比如其他适合于锯制的木质纤维材料(如棕榈树)、适于结构用途的(如竹藤)以及其他作为人造板或纸浆等产品的原料植物。由此可见,FAO确定的木质林产品范畴不仅包含木制品部分,还包含竹藤类的部分产品。其实,竹子和藤本类也是重要森林资源,全球竹林面积约22万km2,年产竹材约1 500~2 000万t(江泽慧,2002)。根据人类对竹藤产品需求的导向变化,并考虑竹藤资源在全球分布,尤其是在如东南亚一些国家森林资源中占有重要的地位,因此木质林产品涵义包括的范围比较广泛,不仅包括来自森林和自其他采伐点树木加工的产品,还包括其他诸如竹子、草本和藤本类加工的产品。

木质林产品的定义会直接影响到估算内容的范围,这最终也将关系到国家碳储量的计量,在《公约》的有关报告和FAO的定义都包含木材类和竹藤类产品。由于部分纸张和纸板的原料来源主要是木材纤维制品,所以纸张和纸板也包括在木质林产品里。随着经济和技术的发展,人类已经将其他一些植物纤维广泛应用于人造板产业和造纸业或其他产业。

由以上可以看出:木质林产品主要由两大部分组成,即木材纤维类产品和非木材纤维类产品,其中非木材纤维类产品包括竹藤类和其他一些植物纤维材料产品。在确定木质林产品定义范围时,考虑到未来竹藤资源的分布不均匀以及竹藤产品的未来发展,可以将木质林产品定义分为广义的木质林产品和狭义的木质林产品。广义的木质林产品不仅包括木材纤维类产品,还包括竹藤类和其他一些植物纤维材料产品在内,即来自采伐点的一切木材、竹藤类和其他植物纤维加工成的产品;狭义的木质林产品仅是指木材纤维类产品,是指以木质材料为原料加工的各类产品,包括工业用原木、薪材和诸如锯材、人造板、纸浆和纸张以及其他工业原木(产品)或类似的木材纤维产品。

1.2 其他概念

1) 寿命周期(life cycle)和寿命(lifetime)  木质林产品寿命周期涉及木材随后的转化趋势,即木材从采伐到最终固体垃圾场处理(SWDS)所经历的通过回收或焚烧的随后转化趋势(UNFCCC, 2003a)。寿命周期的计算是从森林采伐开始,经过运输、生产加工阶段、产品的使用阶段到最后的垃圾处理或者回收,也可以说木质林产品的寿命周期是从木材离开森林(或采伐点)到碳最后释放回大气的整个循环周期,即碳随木材离开森林到最终返回大气的整个过程。寿命周期是产品的自然环境寿命周期,不是产品的经济寿命(Gielen, 1997)。比如木材作为能源燃烧掉,经济寿命周期短于自然环境寿命。

寿命是指最终产品在被回收或处理前正在使用状态下的时期,是产品的使用时间或者平均使用时间(UNFCCC, 2003a)。通常以半衰期和平均使用寿命2种方式表示,这对应于木质林产品的分解率遵循指数变化模型和线性模型,如果模型是线性的,那么产品的分解率就是恒定的。木质林产品寿命要短于其寿命周期。

2) 碳质量(carbon quality)  这里不是指物体储存碳的多少,而是指在一定时期内,物体或系统储存碳的效果或能力,表示的是物体/系统的一个特征,物体/系统有累积或释放碳的能力。用公式表示为Qc=Rt/Rt0,其中,Qc是碳质量评价指标,取值范围是0~1,Rtt时刻物体/系统的储碳百分率,Rt0是初始状态时物体/系统的储碳百分率。Qc越接近1,表明物体/系统的储碳能力越强;反之,则储碳能力越弱,也表明物体/系统向大气排碳的潜力越大。

3) 核算方法/途径(accounting approach)  核算方法/途径是估算清单中温室气体排放和清除的概念型框架。包括IPCC缺省法、储量变化法、生产法和大气流动法。应用核算方法/途径解决碳储量的排放或变化在生产国和消费国的分配,如分配的地点和时间(UNFCCC, 2003a; Pingoud et al., 2003; Klöhn, 2006)。在每一核算方法/途径下,可以有多种估算碳储量变化的方法(method)。在后面内容将详细论述这4种核算方法等。

核算方法是针对参与贸易的木质林产品碳储量归属和碳排放分配的问题,即如何报告参与贸易的木质林产品的碳储量以及碳排放,并且这些碳储量和碳排放是何时何地发生变化。产品参与国际贸易,在清单报告时,就会涉及到木质林产品碳排放分配和碳储量在进口国和出口国归属的问题,采用的核算方法不同将会导致碳排放和碳储量在缔约方之间分配的不同,那么缔约方承担的减排责任就会不同,甚至核算方法不同也会使缔约方从净排放转化成净汇,这也是缔约方在有关木质林产品碳储量的核算方法学上争论的焦点。

4) 估算方法(estimation method)  估算方法是在一种方法/途径下估算清单中温室气体储量的排放和清除的计算型框架。应用时估算方法涉及木质林产品温室气体排放的测量和估算(UNFCCC, 2003a),即估算排放和清除的过程(Pingoud et al., 2003)。如寿命分析法、流入-流出法、储量数据法和直接估计排放法。

对达喀尔会议上确定的核算方法,在《土地利用、土地利用变化和林业优良作法指南》(GPG-LULUCF)中,针对方法的难易程度提出2个估算层级结构,缔约方可以根据本国实际情况来选择具体计量的层级方法。第1层是缺省估算方法(default estimation methods),该层方法涉及到的转化因子较少且计量简便,最主要的优点是对各个国家都适用;第2层是一阶分解法(first order decay methods),假设分解率恒定且为一阶,一般是追踪碳库的流通变化,此法是寿命分析法的一种形式;第2层是国家具体的方法,计算要求的参数较多,但是计算的结果是最准确的,更符合《京都议定书》的计算要求。

2 木质林产品分类

目前对木质林产品分类还主要是基于FAO木质林产品的定义和分类(Winjum et al., 1998; Hashimoto et al., 2002; Dias et al., 2005; 白彦锋等,2009),采用这种分类方法的主要原因是各国数据易于获得,且便于计算(图 1)。

图 1 木质林产品分类 Figure 1 Categories of HWP

在FAO定义中,原木是从森林或其他采伐点采伐并运出的所有原木,包括工业用原木和薪材,都要进行统计。这与我国林业统计年鉴统计方法不同,我国统计年鉴中的木材产量仅是包括采伐的并运至贮木场或指定的调拨点,并经检尺符合国家木材标准的木材数量,包括原木和薪材,这些仅是统计内的木材产量(国家林业局, 2000)。如果统计全部的木材产量,还需要以“一类清查”的森林资源消耗总量、森林资源消耗结构调查及每年统计的木材产量为依据计算统计外木材产量(中国木材市场供需研究课题组, 1999)。所以我国林业统计数据要比实际的采伐量低。利用FAO分类的另一个原因是FAO数据库产品是按针叶和非针叶进行统计的,这样可以尽量降低结果的不确定性。其中工业原木和薪材是来自森林或其他采伐点的初级产品,锯材、人造板、纸和纸板是半成品,半成品被进一步加工成最终产品使用。

3 核算方法学 3.1 IPCC缺省法

IPCC缺省法是将森林生态系统看作一个计量系统,基本假设是将森林采伐和木质林产品使用过程中的碳排放看作是在森林采伐当年将碳释放到大气,碳排放计入木材生长国,仅考虑森林采伐排放,木质林产品库的碳储量保持恒定不变(图 2)。但事实上木质林产品中的碳排放是渐变的,全世界林产品中碳储量正不断增加(Winjum et al., 1998),该法高估了木质林产品的碳排放(UNFCCC, 2004a)。所以,如何合理准确计量木质林产品碳储量就成了会议谈判争论的焦点。1998年达喀尔会议上又提出替代IPCC缺省法的另外3种方法(UNFCCC,2003a)。

图 2 IPCC缺省法示意 Figure 2 IPCC default approach (Brown et al., 1998)
3.2 储量变化法

储量变化法是在国家系统内考虑碳流动,把森林生态系统和木质林产品碳库作为2个衔接的系统,估算森林和木质林产品生产及消费时所产生的碳流动,包括进出口产品(图 3)。森林碳储量变化计入木材生长国;木质林产品碳储量变化计入产品消费国。从清单报告的角度看,产品出口看作出口国的碳排放;进口国由于进口产品而增加碳储量,故储量变化法利于产品进口国(Green et al., 2006),但是当产品在进口国最终消费而分解时,碳排放计入产品消费国(进口国)。因此,碳储量可以从一个国家转移到另一个国家。这与化石燃料的碳排放计量不同,化石燃料的碳排放在消费国进行核量(UNFCCC,2003a)。

图 3 储量变化法示意 Figure 3 Stock-change approach (Brown et al., 1998)

核算上,碳储量变化=(森林生长固碳量-砍伐剩余物的碳排放量-生产木材的碳储量)+(消费木材产品的碳储量-国内消费木材的分解或燃烧的碳排放量)。

3.3 生产法

生产法是追踪产品的流动并估算其碳储量变化,且碳储量的净变化计入木材生产国(图 4)。该方法计量时主要考虑碳储量发生变化的时间,而不考虑发生变化的地点。木质林产品的碳储量不会随产品的流动从一个国家转移到另一个国家。

图 4 生产法示意 Figure 4 Production approach (Brown et al., 1998)

从清单报告的角度来看,生产国需要报告由于森林采伐所造成的瞬时碳排放,及出口到国外产品碳储量变化。生产国有责任追踪报告出口木质林产品的碳储存变化。就生产国而言,由于出口的木质林产品有可能被转移到第3个国家进行销售和消费,追踪木质林产品最终在哪个国家消费是困难的(Jaques, 2001),这样,在计量上会产生混淆(Pingoud, 2001)。由于要对出口木质林产品进行追踪,同时要识别进口的木质林产品,这就给生产国在技术上提出很高的要求。瑞士指出:从实际应用和经济成本方面考虑,生产法是不可行的(UNFCCC, 2005c)。

核量上,碳储量变化=(森林生长固碳量-砍伐剩余物的碳排放量-生产木材的碳储量)+(生产木材的碳储量-国内生长木材或产品的燃烧或分解碳排放量)。

3.4 大气流动法

大气流动法报告森林(包括产品)和大气之间的碳流动(图 5),即大气流动法在国家系统内计算碳净排放和净清除是在何时、何地发生。由于森林生长固定的碳计入森林生长国,而木质林产品碳排放计入消费国,碳随着产品的流动而发生位置转移。消费国不会因进口木质林产品而使碳储量增加,同样出口也不会增加出口国的碳排放,这是与储量变化法不同,但消费国必须报告由于进口木质林产品的分解而发生的碳排放。从报告的角度,大气流动法报告碳排放,这与前面2种方法不同(Pingoud et al., 2003);另外大气流动法不仅应用于木质林产品,还适用于其他碳库(Brown et al., 1998)。

图 5 大气流动法示意 Figure 5 Atmospheric-flow approach (Brown et al., 1998)

核算上,大气的碳流动=森林生长固碳量-砍伐剩余物的碳排放量-消费产品分解或燃烧的碳排放量。

3.5 方法学的焦点问题

自IPCC将木质林产品碳流动问题提出以来,SBSTA就木质林产品的方法学问题举行了多次会议,缔约方也提交对该议题谈判的观点(UNFCCC, 2003b; 2004b; 2005a; 2005b; 2005c; 2009)。目前,各方争论的焦点是不同方法(approach)估算过程中系统边界和处理进出口贸易产品的差异。从以上的分析可以得知:在国家尺度上,应用不同的方法估算木质林产品的碳储量,结果也会不同。Winjum等(1998)分别采用储量变化法和大气流动法估算8个国家的产品碳流动,结果表明同一个国家,选择的方法不同估算的碳储量结果也不一样。基于FAO数据利用储量变化法、生产法和大气流动法分别估算2003年爱尔兰的碳储量变化分别是375×103,271×103和149×103 t C(Green et al., 2006)。由于葡萄牙是产品净出口国,Dias等(2007)估算葡萄牙木质林产品碳储量结果是采用大气流动法优于储量变化法。美国1990—2005年是产品净进口国,因此储量变化法估算的碳储量变化最大(Skog,2008)。在2009年的AWG-KP第8次会议上许多缔约方对木质林产品碳储量问题主要分歧是木质林产品问题是否该纳入到《议定书》中(UNFCCC, 2009)。尽管木质林产品是一个非常重要的碳库,但由于应用不同方法给附件I缔约方和非附件I缔约方以及进口国和出口国带来不同的影响,因此各缔约方很难在方法学选择上取得一致意见,目前还没有统一的计算方法,因此需要继续开展方法学方面的研究(UNFCCC,2004a)。

4 结语

木质林产品分类和相关定义是其碳储量准确估算的前提,核算方法学是碳储量合理估算的基础。由于木质林产品范围和不同核算方法处理进出口贸易产品的差异以及方法应用的潜在影响,严重阻碍该议题的谈判进展。针对这些问题,本文就木质林产品的分类和范围以及其他相关定义进行详细的阐释;对4种核算方法分别从报告和计量的角度进行分析。若将木质林产品的定义划分为广义和狭义的,这对竹藤资源比较丰富的国家而言更能体现公平性原则。目前木质林产品的分类是建立在FAO的定义和分类基础上,产品的生产和贸易数据对各国而言都可以获得,计算简便;但是如果考虑最终产品的碳储量变化,这将会导致产品碳储量结果的高估或低估。针对目前研究只注重碳储量的数量、而忽略储碳效果的问题,提出碳质量的概念,希望在今后的研究中就物体或生态系统的储碳效果逐步开展研究。此外,对于产品进口国和出口国而言,选择的估算方法不同,将导致碳储量结果的差异,如储量变化法认为进口会增加进口国碳储量而对产品净进口国有利,这对于保护进口国的森林资源也是有利的;而大气流动法却不认为进口会增加进口的碳储量。因此,关于核算方法应用的潜在影响将是今后谈判和研究的方向。

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