（一）气候变化对林业的影响与适应性评估

气候变化会对森林和林业产生重要影响，特别是高纬度的寒温带森林，如改变森林结构、功能和生产力，特别是对退化的森林生态系统，在气候变化背景下的恢复和重建将面临严峻的挑战。气候变化下极端气候事件（高温、热浪、干旱、洪涝、飓风、霜冻等）发生的强度和频率增加，会增加森林火灾、病虫害等森林灾害发生的频率和强度，危及森林的安全，同时进一步增加陆地温室气体排放。

1.气候变化对森林生态系统的影响

（1）森林物候

随着全球气候的变化，各种植物的发芽、展叶、开花、叶变色、落叶等生物学特性，以及初霜、终霜、结冰、消融、初雪、终雪等水文现象也发生改变。气候变暖使中高纬度北部地区20 世纪后半叶以来的春季提前到来，而秋季则延迟到来，植物的生长期延长了近2 个星期。欧洲、北美以及日本过去30 ～50 年植物春季和夏季的展叶、开花平均提前了1 ～3 天。1981—1999 年欧亚大陆北部和北美洲北部的植被活力显著增长，生长期延长。20 世纪80 年代以来，中国东北、华北及长江下游地区春季平均温度上升，物候期提前；渭河平原及河南西部春季平均温度变化不明显，物候期也无明显变化趋势；西南地区东部、长江中游地区及华南地区春季平均温度下降，物候期推迟。

（2）森林生产力

气候变化后植物生长期延长，加上大气CO2 浓度升高形成的“施肥效应”，使得森林生态系统的生产力增加。Nemani 等通过卫星植被指数数据分析表明，气候变暖使得1982—1999 年间全球森林NPP（Net Primary Productivity，净第一生产力）增长了约6%。Fang 等认为，中国森林NPP 的增加，部分原因是全国范围内生长期延长的结果。气温升高使寒带或亚高山森林生态系统NPP 增加，但同时也提高了分解速率，从而降低了森林生态系统NEP（Net Ecosystem Productivity，净生态系统生产力）。

不过也有研究结果显示，气候变化导致一些地区森林NPP 呈下降趋势，这可能主要是由于温度升高加速了夜间呼吸作用，或降雨量减少所致。卫星影像显示，1982—2003 年北美洲北部地区部分森林出现退化，很可能就与气候变暖、夏季延长有关。极端事件（如温度升高导致夏季干旱，因干旱引发火灾等）的发生，也会使森林生态系统NPP 下降、NEP 降低、NBP（Net Biome Productivity，净生物群区生产力）出现负增长。

未来气候变化通过改变森林的地理位置分布、提高生长速率，尤其是大气CO2浓度升高所带来的正面效益，从而增加全球范围内的森林生产力。Sohngen 等预测未来气候变化条件下，由于NPP 增加和森林向极地迁移，大多数森林群落的生产力均会增加。Mendelsohn 认为，到2020 年左右，气候变化会提高美国加利福尼亚州森林的生产力；而随后生产力水平则会开始下降。未来全球气候变化后，中国森林NPP地理分布格局不会发生显著变化，但森林生产力和产量会呈现出不同程度的增加。在热带、亚热带地区，森林生产力将增加1%～2%，暖温带将增加2%左右，温带将增加5%～6%，寒温带将增加10%。尽管森林NPP 可能会增加，但由于气候变化后病虫害的爆发和范围的扩大、森林火灾的频繁发生，森林固定生物量却不一定增加。

（3）森林的结构、组成和分布

过去数十年里，许多植物的分布都有向极地扩张的现象，而这很可能就是气温升高的结果。一些极地和苔原冻土带的植物都受到气候变化的影响，而且正在逐渐被树木和低矮灌木所取代。北半球一些山地生态系统的森林林线明显向更高海拔区域迁移。气候变化后的条件还有可能更适合于区域物种的入侵，从而导致森林生态系统的结构发生变化。在欧洲西北部、南美墨西哥等地区的森林，都发现有喜温植物入侵而原有物种逐步退化的现象。

受气候变化影响，在过去的几十年内，中国森林的分布也发生了较大变化。如祁连山山地森林区森林面积减少16.5%、林带下限由1900m 上升到2300m，森林覆盖度减少10%。刘丹等探讨了黑龙江省1961—2003 年间气候变化对生态地理区域界限及当地森林主要树种分布的影响。结果研究表明，在气温升高的背景下，分布在大兴安岭的兴安落叶松和小兴安岭及东部山地的云杉、冷杉和红杉等树种的可能分布范围和最适分布范围均发生了北移。

未来气候有可能向暖湿变化，造成从南向北分布的各种类型森林带向北推进，水平分布范围扩展，山地森林垂直带谱向上移动。为了适应未来气温升高的变化，一些森林物种分布会向更高海拔的区域移动。但是气候变暖与森林分布范围的扩大并不同步，后者具有长达几十年的滞后期。未来中国东部森林带北移，温带常绿阔叶林面积扩大，较南的森林类型取代较北的类型，森林总面积增加。未来气候变化可能导致我国森林植被带的北移，尤其是落叶针叶林的面积减少很大，甚至可能移出我国境内。

（4）森林碳库

过去几十年大气CO2 浓度和气温升高导致森林生长期延长，加上氮沉降和营林措施的改变等因素，使森林年均固碳能力呈稳定增长趋势，森林固碳能力明显。气候变暖可能是促进森林生物量碳储量增长的主要因子。气候变化对全球陆地生态系统碳库的影响，会进一步对大气CO2 浓度水平产生压力。在CO2 浓度升高条件下，土壤有机碳库在短期内是增加的，整个土壤碳库储量会趋于饱和。

不过，森林碳储量净变化，是年间降雨量、温度、扰动格局等变量因素综合干扰的结果。由于极端天气事件和其他扰动事件的不断增加，土壤有机碳库及其稳定性存在较大的不确定性。在气候变化条件下，气候变率也会随之增加，从而增大区域碳吸收的年间变率。例如，TEM 模型的短期模拟结果显示，在厄尔尼诺发生的高温干旱年份，亚马孙盆地森林是一个净碳源，而在其他年份则是一个净碳汇。

Smith 等预测未来气候变化条件下，欧洲人类管理的土地碳库总体呈现增加趋势，其中也会有因土地利用变化导致的小范围碳库降低。Scholze 等估计，未来气温升高3℃将使全球陆地植被变成一个净的碳源，超过1/5 的生态系统面积将缩小。

2.气候变化对森林火灾的影响

生态系统对气候变暖的敏感度不同，气候变化对森林可燃物和林火动态有显著影响。气候变化引起了动植物种群变化和植被组成或树种分布区域的变化，从而影响林火发生频率和火烧强度，林火动态的变化又会促进动植物种群改变。火烧对植被的影响取决于火烧频率和强度，严重火烧能引起灌木或草地替代树木群落，引起生态系统结构和功能的显著变化。虽然目前林火探测和扑救技术明显提高，但伴随着区域明显增温，北方林年均火烧面积呈增加趋势。极端干旱事件常常引起森林火灾大爆发，如2003 年欧洲的森林大火。火烧频率增加可能抑制树木更新，有利于耐火树种和植被类型的发展。

温度升高和降水模式改变将增加干旱区的火险，火烧频度加大。气候变化还影响人类的活动区域，并影响到火源的分布。林火管理有多种方式，但完全排除火烧的森林防火战略在降低火险方面好像相对作用不大。火烧的驱动力、生态系统生产力、可燃物积累和环境火险条件都受气候变化的影响。积极的火灾扑救促进碳沉降，特别是腐殖质层和土壤，这对全球的碳沉降是非常重要的。

气候变化将增加一些极端天气事件与灾害的发生频率和量级。未来气候变化特点是气温升高、极端天气/气候事件增加和气候变率增大。天气变暖会引起雷击和雷击火的发生次数增加，防火期将延长。温度升高和降水模式的改变，提高了干旱性升高区域的火险。在气候变化情景下，美国大部分地区季节性火险升高10%。气候变化会引起火循环周期缩短，火灾频度的增加导致了灌木占主导地位的景观。最近的一些研究是通过气候模式与森林火险预测模型的耦合，预测未来气候变化情景下的森林火险变化。

降水和其他因素共同影响干旱期延长和植被类型变化，因为对未来降水模式的变化的了解有限，与气候变化和林火相关的研究还存在很大不确定性。气候变化可能导致火烧频度增加，特别是降水量不增加或减少的地区。降水量的普遍适度增加会带来生产力的增加，也有利于产生更多的易燃细小可燃物。变化的温度和极端天气事件将影响火发生频率和模式，北方林对气候变化最为敏感。火烧频率、大小、强度、季节性、类型和严重性影响森林组成和生产力。

3.气候变化对森林病虫害的影响

对40 多年来我国的有关研究资料分析显示，气候变暖使我国森林植被和森林病虫害分布区系向北扩大，森林病虫害发生期提前，世代数增加，发生周期缩短，发生范围和危害程度加大。年平均温度，尤其是冬季温度的上升促进了森林病虫害的大发生。如油松毛虫已向北、向西水平扩展。白蚁原是热带和亚热带所特有的害虫，但由于近几十年气温变暖，白蚁危害正由南向北逐渐蔓延。属南方型的大袋蛾随着温暖带地区大规模泡桐人工林扩大曾在黄淮地区造成严重问题。东南丘陵松树上常见的松瘤象，松褐天牛、横坑切梢小蠹、纵坑切梢小蠹已在辽宁、吉林危害严重。

随着气候变暖，连续多年的暖冬，以及异常气温频繁出现，森林生态系统和生物相对均衡局面常发生变动，我国森林病虫害种类增多，种群变动频繁发生，周期相应缩短，发生危害面积一直居高不下。气温对病虫害的影响主要是在高纬度地区。同时气候变化也加重了病虫害的发生程度，一些次要的病虫或相对无害的昆虫相继成灾，促进了海拔较高地区的森林，尤其是人工林病虫害的大发生。过去很少发生病虫害的云贵高原近年来病虫害频发，云南迪应地区海拔3800 ～4000m 高山上冷杉林内的高山小毛虫常猖獗成灾。

气候变化引起的极端气温天气逐渐增加，严重影响苗木生长和保存率，林木抗病能力下降，高海拔人工林表现得尤为明显，增加了森林病虫害突发成灾的频率。全球气候变化对森林病虫害发生的可能影响主要体现在以下几个方面。

（1）使病虫害发育速度增加，繁殖代数增加；

（2）改变病虫害的分布和危害范围，使害虫越冬代北移，越冬基地增加，迁飞范围增加，对分布范围广的种影响较小；

（3）使外来入侵的病虫害更容易建立种群；

（4）对昆虫的行为发生变化；(www.daowen.com)

（5）改变寄主—害虫—天敌之间的相互关系；

（6）导致森林植被分布格局改变，使一些气候带边缘的树种生长力和抗性减弱，导致病虫害发生。

4.气候变化对林业区划的影响

林业区划是促进林业发展和合理布局的一项重要基础性工作。林业生产的主体—森林受外界自然条件的制约，特别是气候、地貌、水文、土壤等自然条件对森林生长具有决定性意义。由于不同地区具有不同的自然环境条件，导致森林分布具有明显的地域差异性。林业区划的任务是根据林业分布的地域差异，划分林业的适宜区。其中以自然条件的异同为划分林业区界的基本依据。中国全国林业区划以气候带、大地貌单元和森林植被类型或大树种为主要标志；省级林业区划以地貌、水热条件和大林种为主要标志；县级林业区划以代表性林种和树种为主要标志。

未来气候增暖后，中国温度带的界限北移，寒温带的大部分地区可能达到中温带温度状况，中温带面积的1/2 可能达到暖温带温度状况，暖温带的绝大部分地区可能达到北亚热带温度状况，而北亚热带可能达到中亚热带温度状况，中亚热带可能达到南亚热带温度状况，南亚热带可能达到边缘热带温度状况，边缘热带的大部分地区可能达到中热带温度状况，中热带的海南岛南端可能达到赤道带温度状况。

全球变暖后，中国干湿地区的划分仍为湿润至干旱4 种区域，干湿区范围有所变化。总体来看，干湿区分布较气候变暖前的分布差异减小，分布趋于平缓，从而缓和了自东向西水分急剧减少的状况。

未来气候变化可能导致中国森林植被带北移，尤其是落叶针叶林的面积减少很大，甚至可能移出中国境内；温带落叶阔叶林面积扩大，较南的森林类型取代较北的类型；华北地区和东北辽河流域未来可能草原化；西部的沙漠和草原可能略有退缩，被草原和灌丛取代；高寒草甸的分布可能略有缩小，将被热带稀树草原和常绿针叶林取代。

中国目前极端干旱区、干旱区的总面积，占国土面积的38.3%，且干旱和半干旱趋势十分严峻。温度上升4℃时，中国干旱区范围扩大，而湿润区范围缩小，中国北方趋于干旱化。随着温室气体浓度的增加，各气候类型区的面积基本上均呈增加的趋势，其中以极端干旱区和亚湿润干旱区增加的幅度最大，半干旱区次之，持续变干必将加大沙漠化程度。

5.气候变化对林业重大工程的影响

气候增暖和干暖化，将对中国六大林业工程的建设产生重要影响，主要表现在植被恢复中的植被种类选择和技术措施、森林灾害控制、重要野生动植物和典型生态系统的保护措施等。中国天然林资源主要分布在长江、黄河源头地区或偏远地区，森林灾害预防和控制的基础设施薄弱，因此面临的林火和病虫灾害威胁可能增大。根据用PRECIS 对中国未来气候情景的推测，气候变暖使中国现在的气候带在2020年、2050 年和21 世纪末，分别向北移动100km、200km 和350km 左右，这将对中国野生动植物生境和生态系统带来很大影响。未来中国气温升高，特别是部分地区干暖化，将使现在退耕还林工程区内的宜林荒地和退耕地逐步转化为非宜林地和非宜林退耕地，部分荒山造林和退耕还林形成的森林植被有可能退化，形成功能低下的“小老树”林。三北和长江中下游地区等重点防护林建设工程的许多地区，属干旱半干旱气候区，水土流失严重，土层浅薄，土壤水分缺乏，历来是中国造林最困难的地区。未来气候增暖及干暖化趋势，将使这些地区的立地环境变得更为恶劣，造林更为困难。一些现在的宜林地可能需以灌草植被建设取代，特别是在森林—草原过渡区。

6.林业对气候变化的适应性评估

“适应性”是指系统在气候变化条件下的调整能力，从而缓解潜在危害，利用有利机会。森林生态系统的适应性包括两个方面：一是生态系统和自然界本身的自身调节和恢复能力；二是人为的作用，特别是社会经济的基础条件、人为的调控和影响等。

在自发适应方面，我国针对人工林已经采取了多种适应措施，如：管理密度、硬阔/软阔混交、区域内和区域间木材生长与采伐模式、轮伐期、新气候条件下树木品种和栽培面积改变、调整木材尺寸及质量、调整火灾控制系统等。评价自发适应的途径，主要是利用气候变化影响评价模型，预测短期、即时或者自发性适应措施的有效性。自发适应对策的评估，与气候变化影响的评估直接相关。目前大部分气候变化影响和适应对策评价研究方法，主要由以下几个方面组成：明确研究区域、研究内容，选择敏感的部门等；选择适合大多数问题的评价方法；选择测试方法，进行敏感性分析；选择和应用气候变化情景；评价对生物、自然和社会经济系统的影响；评价自发的调整措施；评价适应对策。

在人为调节适应方面，决策者首先必须明确气候变化确实存在而且将产生持续的影响，尤其是未来气候变化对其所在行业的影响。这需要制定相关政策，坚持气候观测与信息交流，支持相关技术、能力和区域网络研究，发展新的基层组织、政策和公共机构，在发展规划中强调气候变化的位置，建设持续调整和适应能力，分析确定各适应措施的可行性和原因分析等。我国已采取的措施包括：制定和实施各种与保护森林生态系统相关的法律和法规。

如《森林法》《土地管理法》《退耕还林条例》等，以控制和制止毁林，建立自然保护区和森林公园，对现存森林实施保护，大力开展林业生态工程建设等。

当前的林火管理包括许多方式与手段，充分发挥林火对生态系统的有益作用，并防止其破坏性。通过林火与气候变化的研究，改变林火管理策略，适应变化的气候情景。但林火管理涉及许多社会问题，特别是城市郊区的火灾常常影响到居民生命与财产安全，在扑救这些区域火灾时，就不会考虑经济成本。目前对林火管理的经济成本研究还局限于某一地区或某一方面，林火管理政策中也存在一些争议。如林火管理者常常采用计划烧除清理可燃物或预防森林大火的发生，但火烧常常引起空气污染。火后森林的恢复过程取决于火烧程度。在没有受到外界干扰的热带原始森林，森林预计可以在几年内充分恢复。

（二）林业减缓气候变化的作用

森林作为陆地生态系统的主体，以其巨大的生物量储存着大量碳，是陆地上最大的碳贮库和最经济的吸碳器。树木主要由碳水化合物组成，树木生物体中的碳含量约占其干重（生物量）的50%。树木的生长过程就是通过光合作用，从大气中吸收CO2，将CO2 转化为碳水化合物贮存在森林生物量中。因此，森林生长对大气中CO2 的吸收（固碳作用）能为减缓全球变暖的速率做出贡献。同时森林破坏是大气CO2 的重要排放源，保护森林植被是全球温室气体减排的重要措施之一。林业生物质能源作为“零排放”能源，大力发展林业生物质能源，从而减少化石燃料燃烧，是减少温室气体排放的重要措施。

1.维持陆地生态系统碳库

森林作为陆地生态系统的主体，以其巨大的生物量储存着大量的碳，森林植物中的碳含量约占生物量干重的50%。全球森林生物量碳储量达282.7GtC，平均每公顷森林的生物量碳贮量71.5tC，如果加上土壤、粗木质残体和枯落物中的碳，每公顷森林碳贮量达161.1tC。据IPCC 估计，全球陆地生态系统碳贮量约2477GtC，其中植被碳贮量约占20%，土壤碳约占80%。占全球土地面积约30%的森林，其森林植被的碳贮量约占全球植被的77%，森林土壤的碳贮量约占全球土壤的39%。单位面积森林生态系统碳贮量（碳密度）是农地的1.9 ～5 倍。可见，森林生态系统是陆地生态系统中最大的碳库，其增加或减少都将对大气CO2 产生重要影响。

2.增加大气CO2 吸收汇

森林植物在其生长过程中通过同化作用，吸收大气中的CO2，将其固定在森林生物量中。森林每生长lm3 木材，约需要吸收1.83tCO2。在全球每年近60GtC 的净初级生产量中，热带森林占20.1GtC，温带森林占7.4GtC，北方森林占2.4GtC。

在自然状态下，随着森林的生长和成熟，森林吸收CO2 的能力降低，同时森林自养和异养呼吸增加，使森林生态系统与大气的净碳交换逐渐减小，系统趋于碳平衡状态，或生态系统碳贮量趋于饱和，如一些热带和寒温带的原始林。但达到饱和状态无疑是一个十分漫长的过程，可能需要上百年甚至更长的时间。即便如此，仍可通过增加森林面积来增强陆地碳贮存。而且如上所述，一些研究测定发现原始林仍有碳的净吸收。森林被自然或人为扰动后，其平衡将被打破，并向新的平衡方向发展，达到新平衡所需的时间取决于目前的碳储量水平、潜在碳贮量和植被与土壤碳累积速率。对于可持续管理的森林，成熟森林被采伐后可以通过再生长达到原来的碳贮量，而收获的木材或木产品一方面可以作为工业或能源的代用品，从而减少工业或能源部门的温室气体源排放；另一方面，耐用木产品可以长期保存，部分可以永久保存，从而减缓大气CO2 浓度的升高。

增强碳吸收汇的林业活动包括造林、再造林、退化生态系统恢复、建立农林复合系统、加强森林可持续管理以提高林地生产力等能够增加陆地植被和土壤碳贮量的措施。通过造林、再造林和森林管理活动增强碳吸收汇已得到国际社会广泛认同，并允许发达国家使用这些活动产生的碳汇用于抵消其承诺的温室气体减限排指标。造林碳吸收因造林树种、立地条件和管理措施而异

有研究表明，由于中国大规模的造林和再造林活动，到2050 年，中国森林年净碳吸收能力将会大幅度的增加。

3.增强碳替代

碳替代措施包括以耐用木质林产品替代能源密集型材料、生物能源（如能源人工林）、采伐剩余物的回收利用（如用作燃料）。由于水泥、钢材、塑料、砖瓦等属于能源密集型材料，且生产这些材料消耗的能源以化石燃料为主，而化石燃料是不可再生的。如果以耐用木质林产品替代这些材料，不但可增加陆地碳贮存，还可减少生产这些材料的过程中化石燃料燃烧引起的温室气体排放。虽然部分木质林产品中的碳最终将通过分解作用返回大气，但由于森林的可再生特性，森林的再生长可将这部分碳吸收回来，避免由于化石燃料燃烧引起的净排放。

据研究，用木材替代水泥、砖瓦等建筑材料，lm3 木材可减排约0.8tCO2 当量。在欧洲，一座木结构房屋平均碳贮量达150tCO2，与砖结构比较，可减排10tCO2 当量；而在澳大利亚，建造一座木结构房屋可减少排放l0tCO2 当量。当然，木结构房屋需消耗更多的能量用于取暖或降温。

同样，与化石燃料燃烧不同，生物质燃料不会产生向大气的净CO2 排放，因为生物质燃料燃烧排放的CO2 可通过植物的重新生长从大气中吸收回来，而化石燃料的燃烧则产生向大气的净碳排放，因此用生物能源替代化石燃料可降低人类活动碳排放量。