长江经济带林地和其他生物质碳储量及碳汇量研究

以全国林业应对气候变化碳汇计量监测体系建设结果数据为基础，应用森林碳库专项调查建立的碳计量模型和参数，结合历次森林资源清查成果等数据，估算了2020年长江经济带林地和其他生物质碳储量和碳汇量。研究表明：（1）2020年长江经济带林地碳储量24543.58 Tg C （其中森林植被碳储量为4372.85Tg C），散生木和四旁树等其他生物质碳储量329.59 Tg C。2020年长江经济带林地碳汇量81.81 Tg C/a （300.26Tg CO₂/a）、散生木和四旁树等其他生物质碳汇量6.60 Tg C/a （24.21 Tg CO₂/a）。无论是林地和其他生物质碳储量、碳汇量、还是森林植被碳储量，乔木林地所占比例最大（69%-85%）；长江经济带11个省市中，云南省最大，上海市最小；林地碳储量中土壤有机质碳库贡献最大（81.46%），林地碳汇量中生物量碳库贡献最大（90.99%）；林地碳汇量中"一直为林地的土地"产生碳汇量贡献最大（71.74%），其中一直为乔木林的土地产生的碳汇量占69.89%；（2）阐述了长江防护林工程、天然林资源保护工程、珠江防护林工程和沿海防护林工程4大重点生态工程对长江经济带碳储量和碳汇量的贡献，长江防护林工程贡献率最大（81%-83%），其次是天然林资源保护工程（32%-38%），珠江防护林工程和沿海防护林工程影响较小。分析了人工造林、中幼林抚育、次生林和低效林改造、退化林修复等生态保护修复措施对长江经济带碳储量和碳汇量的贡献，并提出了碳中和愿景下森林固碳增汇的有效途径。     

福建省森林生态系统碳汇潜力

利用CO2FIXV3.1模型对福建省原有森林生态系统和无林地造林两部分的碳汇潜力动态变化进行计算,为CDM造林碳汇项目的开展提供参考。假设采伐、非采伐两种情景,模拟显示福建省原有森林生态系统2004至2050年可净固定大气碳量为254.74—334.79TgC,而无林地造林可净固定大气碳量49.23—58.42TgC。马尾松、杉木及硬阔类的面积在福建省森林中占较大比重,自2004至2050年,三者可分别固碳92.26—103.17TgC、71.09—107.39TgC和114.97—132.41TgC。在福建省9个地级市中,南平、福州和三明的无林地造林碳汇潜力最大,龙岩、漳州、宁德次之,沿海的莆田、泉州和厦门最小。     

黑龙江省森林碳汇及其经济价值的变化分析与潜力预测

碳中和愿景下,量化森林碳汇有利于制定森林碳战略和碳交易机制,提升应对气候变化的抗御力,对守卫国家生态安全、实现碳中和目标和减缓全球变暖具有重要意义。本文基于国家森林清查数据,利用生物量转换因子连续函数法和碳税法,分析黑龙江省1999—2018年森林碳储量、碳汇量及其经济价值的变化趋势,并结合GM(1,1)模型对黑龙江省乔木林的碳储量进行预测,从而得到碳达峰目标年的碳汇量和碳汇经济价值的预估值。结果表明：黑龙江森林碳储量由1999—2003年6.96×10¹¹ kg增至2014—2018年的9.14×10¹¹ kg。其中乔木林碳储量占黑龙江省森林碳储量的99.51%～99.65%;1999—2018年黑龙江省乔木林的碳汇量整体呈上升趋势,由2004—2008年的1.68×10¹⁰ kg·a^-1增至2014—2018年的1.76×10¹⁰ kg·a^-1,碳汇经济价值受汇率的变化呈下降趋势,由2004—2008年的2.06×10⁹元·a     

天然林保护工程区近20年森林植被碳储量动态及碳汇(源)特征

分析近20年来天保工程区森林植被碳储量的动态变化及碳汇（源）特征，以期为我国天然林保护的政策制订和措施实施提供数据支撑。利用天然林资源保护工程区6-9次森林资源连续清查数据，把森林植被划分乔木林、灌木林、竹林、疏林地、散生木、四旁树，基于行业标准的生物量模型和碳计量参数、采用生物量加权平均法等方法，估算整个工程区和各省的森林植被总碳储量；对乔木林分起源、龄组、优势树种（组）估算碳储量和碳密度；量化森林植被总碳储量和乔木林碳储量随时间变化的消长，明确其碳汇/源特征。研究结果表明：6-9次清查，天保工程区森林植被总碳储量分别为2999 TgC、3254 TgC、3585 TgC和4097 TgC，年均增长率为1.65%、1.96%和2.70%；碳储量集中分布于我国东北和西南区域，其中四川碳储量最高，4期碳储量均占天保工程区总量20%以上；乔木林碳储量是森林植被碳储量的主体，每期占比均稳定在80%以上，其中天然林比例由94.67%下降至90.28%，人工林比例稳步上升，但到9次清查时其碳密度仍低于天然林50%；不同龄组间，中龄林碳储量最高，近熟林碳储量增长最快，碳密度从幼龄林到过熟林逐渐上升，4期趋势一致；乔木林中纯林碳储量占60%以上，大部分树种（组）碳储量和碳密度随时间推移而增加。7-9次清查，天保工程区森林植被总固碳量（当期相对于前期）分别为255.33 TgC、331.46 TgC和511.53 TgC，对全国森林植被总碳汇量的贡献由8次连清的53.78%上升到9次的67.46%，其中，乔木林对全国乔木林碳汇的贡献为68.71%；天保工程区内天然林对乔木林碳汇的贡献为75.90%；不同清查期，乔木林各龄组的碳汇变化较大，幼龄林和中龄林碳汇占比明显上升，近熟林和过熟林下降，9次清查时各龄组碳汇量大小顺序为：中龄林 > 近熟林 > 幼龄林 > 成熟林 > 过熟林；不同清查期，各个优势树种的碳汇/源表现不一，总体上，混交林的碳汇比例最大，到9次清查时，阔叶混交林和针阔混交林对乔木林碳汇的贡献分别为62.59%和17.23%，纯林中柏木碳汇贡献最大，为5.43%。天保工程区森林植被总碳储量随时间稳步增长，乔木林是总碳储量的主体，天然林是碳汇的主要来源，天然林保护增强了我国天然林碳汇的碳汇功能，促进了人工林碳汇作用提升，未来天保工程区碳汇潜力很大。     

排放与森林碳汇作用下云南省碳净排放量估计

以云南省为例,用马尔科夫链计算能源结构,在经济增长模型基础上基于动态最优化理论估计能源消费碳排放,并基于CO₂FIX模型计算云南省森林碳汇,预测在能源消费碳排放和森林碳汇共同作用下的从2008到2050年碳净排放量。研究发现云南省能源消费碳排放量和碳净排放量曲线都呈"倒U"型,在2035年达到高峰,高峰值分别为和129.71 MtC和118.89 MtC;在森林碳汇中,原有森林的碳汇作用在现在和未来一段时间内处于主导地位,但新造林有着巨大的碳汇潜力,所以在保护原有森林的同时要植树造林,从生态学角度抵消碳排放;森林碳汇只能减少小部分碳排放,更主要的是改善云南省的能源结构,加快技术进步速度,开发水电等新能源,从根本上减少温室气体的排放。     

森林碳汇研究热点与趋势——基于知识图谱分析

森林在全球碳循环中发挥着重要作用，森林碳汇是陆地碳汇的重要组成部分，其研究的知识领域在国际社会中已较为成熟。以Web of Science中1990-2021年4973篇相关的文献为研究对象，运用文献计量工具CiteSpace绘制文献共被引和关键词共现网络知识图谱，以此清楚分析森林碳汇研究的发展趋势。研究发现：（1）森林碳汇研究的发文量持续增长，文献数量的变化趋势证明森林碳汇仍是国内外的研究热点。（2）森林碳汇研究主线变化从运用大量方法测量森林碳平衡，到对森林碳汇稳定区域估计的理论归纳，再到将理论用于实践并全面实现对全球碳汇规模的监控。阶段的热点问题从森林是否为碳汇到森林碳汇的形成机制，再到实现监控管理下的可持续森林碳汇。（3）国内森林碳汇研究主线变化从研究测量碳储量的方法，到运用大量方法测量中国森林碳平衡，再到中国森林碳汇稳定区域估计的理论归纳。阶段的热点问题从中国森林碳储量的变化，转变为中国森林是否为碳汇，最后聚焦到中国森林碳汇的形成机制。如今国内研究趋势逐渐与国际接轨，中国在国际森林碳汇研究领域中的学术地位日益提升。在未来，中国需要增加对森林生态系统调查和监测强度，构建"天-空-地"一体化的碳汇计算体系，进而实现对碳汇规模的准确监控。并且需要准确且全面评估森林碳汇对我国实现"碳中和"目标的贡献，推动我国"碳中和"目标的实现。     

兴安落叶松(Larix gmelini)幼中龄林的生物量与碳汇功能

兴安落叶松是我国的主要用材林,由于传统上对木材的长期依赖,使得其资源受到破坏,年龄结构发生改变,成过熟的原始林日渐减少,绝大部分是次生的幼中龄林。因此,研究其幼中龄林的生物量及碳汇功能很重要。森林生物量与森林生态系统的固碳能力密切相关,生物量与碳储量的多少直接影响到森林生态系统的功能,因而生物量与碳储量问题成为不同尺度生态学研究的热点。以我国大兴安岭兴安落叶松林为研究对象,通过样地调查,并结合我国森林资源清查资料对内蒙古大兴安岭地区兴安落叶松林的幼中龄林的生物量转换因子（BEF）、生物量及碳储量、碳密度、碳汇功能等进行了估算。通过实测数据及模型分析,得出以下基本结论：研究对象的BEF在0．4557与0．6988之间变动,平均值为0．5332。干、皮、枝、叶各组分生物量的分配比为：68．74：14．86：10．54：5．86。分别树干、树皮、枝、叶等组分,对其生物量与蓄积量的关系进行了拟合,建立了多组分生物量蓄积量的相关模型,分别是：干：y=0．4683x-11．291;皮：y=0．0472x＋3．5674;枝：y=0．0415x＋1．6787;叶：y=0．0197x＋1．3405,均有很好的线性关系。地上生物量随蓄积量的增加而增加,其线性关系为：B=0．5767V-4．7042。利用近期清查数据,按材积源生物量法推算总生物量为9．49×10^7t,按0．5097的含碳率计算,得出兴安落叶松林幼中龄林总的碳储量为4．84×10^7t,碳密度为19．616t／hm^2。通过两期数据对比分析,5a间所研究林分的碳储量增加0．89×10^7t,碳密度增加0．404t／hm^2,说明其发挥着一定的碳汇作用。尽管近年来大兴安岭兴安落叶松林表现出了明显的碳汇功能,但整体上碳固定能力还不强,碳密度低于我国平均森林碳密度。应通过科学经营,挖掘潜力,使大兴安岭地区的森林生态系统在全球碳循环中发挥更大的作用。     

贵州省退耕还林还草潜在碳汇效益评估

作为我国的一项重要生态工程,退耕还林不仅有利于生态保护,对提升森林碳汇功能、实现碳中和目标也具有重要意义。以退耕还林的碳汇效益为目标,对贵州省退耕还林的潜在碳汇效益进行评估,在对耕地条件及退耕还林还草目标进行分析的基础上,根据坡度、石漠化程度和土壤重金属污染等退耕要求确定出需要退耕的区域;采用随机森林分类算法对地形、气候、土壤等影响植被生长的关键因子进行分类,进而对退耕地的宜林宜草宜灌适宜性进行评价,根据评价结果对贵州省的主要植被类型碳汇因子进行修正,得到不同植被的固碳率并据此对退耕还林工程的碳汇潜力进行评估。结果显示：（1）贵州省现有25°以上陡坡耕地82.5万hm²,重要水源地15-25°坡耕地7.9万hm²,严重石漠化耕地25.1万hm²,受重金属镉、铅、锌严重污染的耕地分别为9.3万hm²、21.7万hm²和6.9万hm²;（2）降雨量、海拔和≥10℃积温是影响植被生长的3个重要自然因子,131.9万hm²待退耕地中,宜林、宜草和宜灌地的面积分别为63.5万hm²、38.7万hm²和29.7万hm²;（3）贵州省新一轮退耕还林还草工程的碳汇潜力巨大并以林地碳汇最大,林地、灌木、草地碳汇增量分别为1779万t、293万t和45万t,碳汇总收益可达2117万t,对实现碳中和目标具有积极作用。     

2004-2013年山东省森林碳储量及其碳汇经济价值

森林作为陆地生态系统的主体,其林分碳储量及其碳汇经济价值的估算是全球碳循环研究的热点和重要内容。基于2004-2008年和2009-2013年山东省森林资源清查数据以及实测样地数据改进的生物量蓄积量转换参数,利用生物量转换因子连续函数法,估算2004-2013年山东省森林碳储量及其碳汇经济价值动态。研究结果表明,2004-2013年山东省森林面积、碳储量和碳密度分别从2004-2008年的156.12×10⁴hm²、34.75Tg C和22.26Mg C/hm²增加到2009-2013年161.44×10⁴hm²、43.98Tg C和27.24Mg C/hm²。人工林是森林面积、碳储量和碳密度增加的主要贡献者,人工林和天然林对森林生物量碳汇的贡献分别为97.3%和2.7%。两次森林清查期间,杨树和硬阔软阔类森林的碳储量之和分别占全省总量的70.2%和69.6%,杨树的碳储量和碳密度增加最为显著。各龄组森林碳储量由大到小依次为：幼龄林 > 中龄林 > 成熟林 > 近熟林 > 过熟林。森林碳汇经济价值从2004-2008年的243.37亿元增长到2009-2013年的253.42亿元,年均增长2.01亿元,杨树的碳汇经济价值占全省所有森林类型的60%,赤松单位面积碳汇经济价值最强为2.08万元/ha。     

粤北不同经营措施对人工林年均固碳量的影响

基于粤北林农参与林业碳汇项目的人工林调查数据,分析了粤北不同经营措施对人工林年均固碳量的影响;并运用代表当地普遍经营水平所模拟的材积生长方程计算得出常规经营模式下的杉木碳储量,与参与林业碳汇项目情景所监测的杉木碳储量进行比较。结果表明,不同经营方式下的试验林的年均固碳量具体表现为VI（1.5667 t·hm^-2）-2）-2）-2）-2）-2）-2）,采用科学合理经营模式下的人工林与采用粗放经营模式下的人工林相比较,年均固碳量相对较高;试验林II、III 和IV 的年均固碳量总体呈III IV II 的趋势,而它们的林分密度总体呈III IV II 的趋势,在当地采用了更高林分密度的杉木人工林,其林分的年均固碳量反而较低;杉木的监测碳汇量与预估碳汇量相比有22%-53%的增长,参与林业碳汇项目的杉木人工林碳储量高于当地普遍经营水平的碳储量。该研究有助于了解粤北不同经营措施的人工林固碳情况以及促进林业碳汇的发展。     

Effects of different rotations on carbon sequestration in Chinese fir plantations

Aims Under the context of global climate change, scientific management is the main way to enhance carbon sequestration of plantation forests. A reasonable rotation is one of the intensive management strategies, adjusting forest structure. The decline of productivity after continuous multigenerational cultivation is strongly related to its rotation. Therefore, it is necessary to study the effects of different rotations on carbon sequestration of Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) plantations, which can provide a theoretical basis for their sustainable management.
Methods We set up sampling fields of Chinese fir plantations with different age sequences, and used the observation data to test the FORECAST model. We then simulated the effects of different rotations on Chinese fir plantations sequestration using FORECAST model.
Important findings The results showed that over a 150-year period, total carbon sequestration was highest under short rotation length (15-year). However the carbon persistence was poorest and the decline of carbon between each rotation was biggest, indicating an unsustainable management model. Compared with short rotation, the total carbon sequestration under normal rotation (25-year) and long rotation (50-year) was lower. However, the carbon persistence under long rotation was strongest, which was beneficial to maintaining carbon stability during each rotation. Under good site conditions (site index (SI) = 27), the shorter the rotation was, the more severely the soil fertility was consumed. In order to have persistent carbon sequestration rates in Chinese fir plantations, we suggest that rotation should be longer than 25 years. Application of FORECAST model can help quantitatively assess carbon sequestration capacity of forest plantations, which varies under different management strategies.     

不同轮伐期对杉木人工林碳固存的影响

在全球气候变化背景下, 科学的经营管理是人工林碳汇提升的主要途径。合理轮伐期从一定程度上反映了人工林集约经营的理念, 是实现森林结构调整的主要影响因素之一。杉木(Cunninghamia lanceolata)多代连栽出现立地生产力下降与轮伐期的选择密切相关, 开展不同轮伐期对杉木人工林碳固存影响的研究, 可为其可持续经营提供理论依据。通过设置不同年龄序列的杉木人工林野外观测样地, 应用野外观测数据对FORECAST模型进行验证, 在此基础上模拟不同轮伐期对其碳固存的影响。结果表明: (1)短轮伐期(15年)在150年间的总固碳量较高, 但固碳持久性较低, 每个轮伐期之间的固碳量下降幅度较大, 是一种不可持续的经营模式。(2)正常轮伐期(25年)和长轮伐期(50年)的总固碳量低于短轮伐期, 但长轮伐期固碳持久性更强, 有利于维持每个轮伐期内固碳量的稳定。(3)在好的立地条件下(立地指数(SI) = 27), 轮伐期越短对地力消耗影响越大, 为了碳固存的持久性, 建议杉木人工林的生态轮伐期选择在25年以上。(4)应用FORECAST模型可以定量地评估人工林的固碳能力, 且该固碳能力是基于不同经营管理措施下的可持续固碳能力。     

四川省森林植被固碳经济价值动态

<正>确估算森林植被固碳经济价值可为森林生态系统的生态效益评价提供基础数据。利用1997年和2014年两期四川省森林资源清查数据,依据不同森林类型的生物量与蓄积量回归方程和支付意愿法,估算了四川省两个时期森林植被的固碳经济价值。结果表明,从1997年到2014年,四川省森林植被固碳经济价值由703.17亿元增长到865.75亿元,净增长162.58亿元,年均增长9.56亿元,年均增长率为1.36%;在两个时期,云冷杉林的固碳经济价值比重最大,分别占总固碳经济价值的54.82%和46.62%,表明云冷杉森林植被类型在全省森林植被固碳经济价值中占有重要的地位;四川省天然林和人工林植被的固碳经济价值均呈增加趋势,并且人工林植被固碳经济价值年均增长速率(7.42%)明显高于天然林(1.03%);四川省森林植被固碳经济价值总体上随林龄的增加而增加。研究结果说明,实施包括天然林保护工程在内的森林保护和经营管理措施对提高森林植被的固碳经济价值具有重要的作用。     

人工林碳汇潜力新概念及应用

定量确定森林碳汇潜力有助于科学地评估森林对碳汇的潜在贡献及制定实现这种潜力所需要的经营管理措施。目前,国内外有关森林碳汇潜力缺乏统一的概念及计量方法。在综述国内外有关固碳潜力概念的基础上,引入时间动态构架和可持续性的概念,提出了针对人工林的固碳潜力概念并利用FORECAST模型以杉木人工林为例阐明此概念的实际意义与应用。     

土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展

土壤有机碳是陆地碳库的重要组成部分,也是当前全球碳循环和全球变化研究的热点。土地利用/覆被变化及土地管理变化通过影响土壤有机碳的储量和分布,进而影响温室气体排放和陆地生态系统的碳通量。研究土地利用变化影响下的土壤有机碳储量及其动态变化规律,有助于加深理解全球气候变化与土地利用变化之间的关系。在阅读国内外有关文献的基础上,分别从土地利用及其管理方式变化的角度,概括了土地利用变化对土壤有机碳的影响过程与机理;针对当前研究的两大类方法,即实验方法和模型方法,分类详细介绍了它们各自的特点以及存在的一些问题。在此基础上,提出今后土地利用变化对土壤有机碳影响研究的发展趋势。     

A system-wide assessment of forest biomass production,markets, and carbon

This study examines the effects of supplying forest biomass on forest ecosystem services and goods with a dynamic systems model. This unique analysis models dynamic trade and investments in forestry, thereby capturing price changes from increased forest biomass demand on current and future flows of forest ecosystem services and natural capital stocks. Forests across the globe are interconnected through timber and forest biomass markets, which influence forest management decisions, land rents, and policy responses. Results indicate that expanding forest biomass consumption, even at relatively low levels, will have important impacts on ecosystem services, particularly the benefits of terrestrial carbon sequestration and timber outputs. Increased forest biomass production can be achieved with smaller impacts on ecosystem services through policies targeting natural forest preservation. However, policies that encourage residual biomass use for energy or discourage forest plantation expansion could potentially compromise carbon benefits.     

扩鞭繁殖毛竹林碳氮贮量的动态变化特征

为探讨不同成林时间扩鞭繁殖毛竹林的碳、氮贮量变化特征,以撂荒地和14年生杉木林为对照,对不同成林时间扩鞭繁殖毛竹林的碳、氮变化动态进行了研究。结果表明,林地的碳、氮贮量均显著高于撂荒地;而14年生杉木林转化为毛竹林后,碳贮量短暂下降后快速上升,成林10年毛竹林的碳贮量达到最大,其后随着“林龄”的增长呈下降的趋势。成林时间超过10年的毛竹林的氮贮量显著高于14年生的杉木林,而成林5年毛竹林的氮贮量低于杉木林。几种类型林分系统的碳、氮贮量均为土壤层>乔木层>凋落物层>林下植被层,且乔木层碳、氮贮量比例越大,土壤层碳氮贮量比例越低。毛竹林凋落物碳、氮贮量高于撂荒地,低于杉木林;但毛竹林凋落物层碳氮贮量随着成林时间的延长而降低,毛竹林较低的凋落物碳氮贮量可能会影响毛竹林的持续固碳能力。因此,平衡乔木层和土壤层的碳氮贮量是森林实现科学经营的关键。     

Effects of Management on Carbon Sequestration in Forest Biomass in Southeast Alaska

The Tongass National Forest (Tongass) is the largest national forest and largest area of old-growth forest in the United States. Spatial geographic information system data for the Tongass were combined with forest inventory data to estimate and map total carbon stock in the Tongass; the result was 2.8 ± 0.5 Pg C, or 8% of the total carbon in the forests of the conterminous USA and 0.25% of the carbon in global forest vegetation and soils. Cumulative net carbon loss from the Tongass due to management of the forest for the period 1900–95 was estimated at 6.4–17.2 Tg C. Using our spatially explicit data for carbon stock and net flux, we modeled the potential effect of five management regimes on future net carbon flux. Estimates of net carbon flux were sensitive to projections of the rate of carbon accumulation in second-growth forests and to the amount of carbon left in standing biomass after harvest. Projections of net carbon flux in the Tongass range from 0.33 Tg C annual sequestration to 2.3 Tg C annual emission for the period 1995–2095. For the period 1995–2195, net flux estimates range from 0.19 Tg C annual sequestration to 1.6 Tg C annual emission. If all timber harvesting in the Tongass were halted from 1995 to 2095, the economic value of the net carbon sequestered during the 100-year hiatus, assuming $20/Mg C, would be $4 to $7 million/y (1995 US dollars). If a prohibition on logging were extended to 2195, the annual economic value of the carbon sequestered would be largely unaffected ($3 to $6 million/y). The potential annual economic value of carbon sequestration with management maximizing carbon storage in the Tongass is comparable to revenue from annual timber sales historically authorized for the forest.     

How willing are landowners to supply land for bioenergy crops in the Northern Great Lakes Region?

Land to produce biomass is essential if the United States is to expand bioenergy supply. Use of agriculturally marginal land avoids the food vs. fuel problems of food price rises and carbon debt that are associated with crop and forestland. Recent remote sensing studies have identified large areas of US marginal land deemed suitable for bioenergy crops. Yet the sustainability benefits of growing bioenergy crops on marginal land only pertain if land is economically available. Scant attention has been paid to the willingness of landowners to supply land for bioenergy crops. Focusing on the northern tier of the Great Lakes, where grassland transitions to forest and land prices are low, this contingent valuation study reports on the willingness of a representative sample of 1124 private, noncorporate landowners to rent land for three bioenergy crops: corn, switchgrass, and poplar. Of the 11% of land that was agriculturally marginal, they were willing to make available no more than 21% for any bioenergy crop (switchgrass preferred on marginal land) at double the prevailing land rental rate in the region. At the same generous rental rate, of the 28% that is cropland, they would rent up to 23% for bioenergy crops (corn preferred), while of the 55% that is forestland, they would rent up to 15% for bioenergy crops (poplar preferred). Regression results identified deterrents to land rental for bioenergy purposes included appreciation of environmental amenities and concern about rental disamenities. In sum, like landowners in the southern Great Lakes region, landowners in the Northern Tier are reluctant to supply marginal land for bioenergy crops. If rental markets existed, they would rent more crop and forestland for bioenergy crops than they would marginal land, which would generate carbon debt and opportunity costs in wood product and food markets.     

Net climate impacts of forest biomass production and utilization in managed boreal forests

In this work, we studied the potentials offered by managed boreal forests and forestry to mitigate the climate change using forest‐based materials and energy in substituting fossil‐based materials (concrete and plastic) and energy (coal and oil). For this purpose, we calculated the net climate impacts (radiative forcing) of forest biomass production and utilization in the managed Finnish boreal forests (60°–70°N) over a 90‐year period based on integrated use forest ecosystem model simulations (on carbon sequestration and biomass production of forests) and life‐cycle assessment (LCA) tool. When studying the effects of management on the radiative forcing in a system integrating the carbon sink/sources dynamics in both biosystem and technosystem, the current forest management (baseline management) was used a reference management. Our results showed that the use of forest‐based materials and energy in substituting fossil‐based materials and energy would provide an effective option for mitigating climate change. The negative climate impacts could be further decreased by maintaining forest stocking higher over the rotation compared to the baseline management and by harvesting stumps and coarse roots in addition to logging residues in the final felling. However, the climate impacts varied substantially over time depending on the prevailing forest structure and biomass assortment (timber, energy biomass) used in substitution.