观察Miombo森林,了解制定森林保护方案的重要性

Miombo森林是在安哥拉分布最广的生态系统之一,具有巨大的社会和环境价值。当地的农村人口能够将生物质用作燃料,是因为Miombo森林提供了重要的生态系统服务。此次研究工作的目标是评估Miombo森林的采伐情况、它的碳储存能力以及该森林的碳生产能力,由此让更多人了解制定森林保护方案的重要性。—Luis M. Miapia 和Virgínia Lacerda-Quartín,José Eduardo dos Santos大学,David Ariza-Mateos 和Guillermo Palacios-Rodríguez,科尔多瓦大学

Miombo森林是非洲南部最重要的森林生态系统之一,其覆盖了安哥拉共和国、莫桑比克共和国、坦桑尼亚联合共和国、津巴布韦共和国、赞比亚共和国和刚果民主共和国的大片地区,面积在250万到360万平方公里之间。

该生态系统包括干燥森林和树木茂密的热带草原,动植物多样性高,生产力中等,在木质燃料、建筑材料、牧场、食品和药用植物方面具有较高的社会价值。

Miombo森林通常有多层结构:上层有15到18米高的成年树,密度约为每公顷65棵树;中间层的树木高度在8到12米之间,密度为每公顷80棵;下层有树苗、灌木和草地,其高度低于8米,密度在每公顷375到500棵树之间。在干燥的Miombo林地中,每公顷的树木材积在14到59立方米之间,而在湿润的Miombo林地中,每公顷的树木材积在41到100立方米之间,可以发现湿润的Miombo森林的生产力更高。

在位于非洲西南部的安哥拉共和国(简称安哥拉),55%以上的土地被森林覆盖,占地面积约为6900万公顷,其中5860万公顷为Miombo土地,360万公顷为其他类型的原生森林和人工林,210万公顷为其他种植着分散树木的土地。

在安哥拉的Miombo森林的物种特征包括Brachystegia(短盖属乔木)、Julbernardia(热非豆或赛鞋木豆)和Isoberlinia(准鞋木属)。该生态系统为农村人口提供许多生态系统服务,包括用于家庭能源生产的木材和非木材产品生物质(如木柴和木炭)、牲畜饲料、药用植物和野生水果。

水循环调节、减少土地侵蚀和提高生物多样性与栖息地多样性也是Miombo森林提供的重要生态系统服务。估计数据证实,安哥拉的Miombo森林年采伐量为32.6万立方米,其年平均商业木材产量为每公顷0.3立方米。

此外,Miombo森林在封存大气中的二氧化碳方面发挥着重要作用,其地上生物量的固存速率高达每公顷39.6 MgC(毫克碳原子)。

因此,根据可持续管理标准可以判断出,Miombo森林是当地(该森林覆盖的地区)经济收入和就业的重要来源,尤其是在农村地区。然而,目前该生态系统受到当地人口的巨大压力,这使其可持续性面临风险,主要是受到了一些与伐木、毁林等因素相关的影响。

 

砍伐Miombo森林的原因

关于森林砍伐的原因包括直接影响因素和间接影响因素。直接影响因素是指对森林砍伐有直接影响的人类活动,而间接影响因素指的是社会、经济、政治、文化和技术工艺等复杂活动驱动森林砍伐。

有几项研究评估了森林砍伐的具体驱动因素,将其作为减少森林砍伐所致排放的决策工具。

热带森林中主要驱动森林砍伐的因素是农业扩张、城市扩张、基础设施开发、采矿活动、商业木材开采用于燃料生产(木柴和木炭)、放牧以及森林火灾。

在非洲撒哈拉以南开展的研究得出结论,最贫穷的农村人口主要依靠自给自足的农业,所以往往非常容易产生砍伐森林活动来生产木炭或者引发森林火灾。

因此,一些研究者将森林砍伐的原因与粮食安全联系起来,最常见的原因是农业发展需要以及利用生物质作为燃料。在安哥拉,Miombo森林砍伐的直接原因是以农业发展为目的过度开采木材资源并进行清理、不受管制的燃烧木材资源和过度放牧。这导致森林砍伐率从2000年的0.2%上升到2000-2019年的0.8%,损害了Miombo森林当前和未来的生态系统服务。

木炭生产在Miombo森林是一项非常重要的活动,并日益成为一项利润丰厚的业务。

农村地区的木炭生产相比主要周边城市生产薪材相比,对环境造成了更为巨大的影响,这种木炭生产活动在非洲持续增长,是大多数非洲地区包括安哥拉毁林和森林退化的主要原因之一。

与安哥拉Miombo森林地区木炭生产有关的主要问题之一是,该生态系统潜在生产能力的数据是缺乏的。这导致缺乏评估可接受的年度森林采伐值工具,同时也缺乏可持续森林管理的工具。

过去一些经常用于评估森林生产力的工具,如树木年代学,由于物种多样性大,难以评估森林整体的年生长量,因此对于热带森林而言此类研究方法并不是非常适用。

之前有部分研究工作评估了Miombo森林中物种的年生长量,以确定该森林地区的年允许采伐量。

研究Miombo森林生态系统的生产力是一个重要工具,可以增加对木炭生产能力和森林年度允许采伐量的了解,包括计算出森林管理计划中的变量,以提高森林管理的可持续性。

本研究的目的是评估Huambo地区(安哥拉)Miombo森林生态系统的生产力,以估算该地区碳储存和木炭生产能力。具体目标是(i)评估Huambo地区(安哥拉)Miombo森林在过去20年中的毁林情况,(ii)评估Miombo森林的碳储存能力,以及(iii)计算这些森林的木炭生产能力,并将与其碳储存能力进行比较。

所获得的数据研究结果将为管理Huambo地区Miombo林地资源提供有价值的信息,包括木炭生产方面,确保相关生产活动和生态系统服务的可持续性,并在当地人口脆弱(农村人口的减少趋势会增强农村人口的脆弱性)的情况下改善森林管理。

这些信息还可以开辟新的融资机会,促进农村社区参与“发展中国家通过减少毁林与森林退化以减少二氧化碳排放量,同时加强森林保护、可持续管理,从而增加森林碳储量”(REDD+)与“清洁发展机制”(CDM)的倡议。

 

调查Miombo森林的砍伐情况

在我们的研究工作中,评估了Huambo地区Miombo森林的毁林率、碳积累和生产能力,以让我们了解该森林的现状和未来潜力的相关信息。这些信息还将提供给当局和当地居民,帮助他们改善森林管理,确保森林效益和可持续性。

进行研究设计了解森林的结构、组成和动态是非常有必要的,因为这样能够保护非洲地区的热带森林资源,同时它也是可持续管理战略的起点。

根据安哥拉国家森林资源清查的结果显示,该国森林面积有所增加。但这些数据没有按年份或按省份(地区)提供, 并且将目前的数据与1980年时候的数据相比较时采用的方法也各不相同,所以这项调查结果显示民众对该地区的森林信心水平非常低。

然而,我们进行的研究结果显示,在过去19年中,Huambo地区Miombo森林砍伐面积为35.913万公顷,年砍伐率为0.68%。

部分城市对这样的森林采伐情况非常苦恼,包括卡阿拉(Caála)、拜伦多(Bailundo)、隆贡若(Longonjo)和Tchinjenje等地区。

这些城市之间伐木和毁林的程度差异取决于它们将木炭运输至安哥拉首都罗安达(Luanda)和本格拉港口(Benguela)经过的主要道路的长短。森林砍伐最少的城市是离那些主要道路(路名为Ecunha和Mungo)和Huambo地区最远的城市,在那里几乎不会进行林业活动。

以上数据情况与2020年FAO(联合国粮食及农业组织)发布的数据相似,其将安哥拉列为净森林面积变化率最高的10个国家之一,每年损失森林面积0.8%,与刚果民主共和国(每年损失0.83%)、坦桑尼亚(每年损失0.88%)、赞比亚(每年损失0.63%)和莫桑比克(每年损失0.59%)等地区的其他干林损失情况类似。

尽管过去五年森林砍伐率有所下降,但非洲仍然是森林砍伐水平最高的大陆地区。几项研究已经确定了森林砍伐的主要驱动因素。

在安哥拉,当地居民的活动、以农业发展为目的进行的清理工作、出于商业和获取能源目的过度采伐木材以及不受管制的燃烧木材资源等因素,是造成安哥拉森林毁林的主要原因。

在Huambo地区,为了生产木炭和木柴用于满足人们烹饪和取暖的需求是森林砍伐的主要因素。

事实上,木炭需求对Huambo地区Miombo林地产生了特别不利的影响,为森林存量、生物多样性和农村的生计带来了损失。

由于当地人口的经济活动与森林砍伐之间存在着高度依赖性,采取措施改善森林治理是非常有必要的,这样才能够实现Miombo森林的可持续管理。

 

Miombo森林的组成和结构

我们在Miombo森林中鉴定出40种物种,其中豆科物种更多(占45.71%)。这些数据与以前关于Miombo森林的调查结果一致。

占比更高的物种包括anthunesiana合欢属(原名全称:Albizia anthunesiana,豆科合欢属植物之一)、spiciformis短盖豆属(原名全称:Brachystegia spiciformis)、热非豆(原名全称:Julbernardia paniculata)、Monote属(原名全称:Monote spp. 其中,spp.泛指某一属而不特指该属中任何一个种)、boemii短盖属(原名全称:Brachystegia boemii)、安哥拉准鞋木属 (原名全称:Isoberlinea angolensis)、boehmii异叶木属(原名全称:Anisophyllea boehmii)、guinenese蒲桃属(原名全称:Syzygium guinenese)和非洲红叶藓属(原名全称:Red ophylum)。

此次研究中的安哥拉Miombo森林的平均密度非常高(每公顷3616.38棵树),该密度值高于其他国家的Miombo森林。

这是因为该森林的部分地区与私人住所重合,所以密度较高,而且私人住所中的居民也会对周围的森林采取管理计划,近年来就没有对成年树采取压缩、压制措施。有其他研究者建议,可以根据森林密度数据对Miombo森林进行分区管理。

 

生物量积累和二氧化碳当量

Huambo地区Miombo林地的生物量和林木材积值与安哥拉其他地区Miombo森林的生物量和林木材积值相似。它有着高生物量积累(高于莫桑比克、赞比亚、津巴布韦和坦桑尼亚等退化的Miombo森林地区),这也意味着该林地具有高碳储存能力。这项结果与该地区其他研究者发现的结果相似。

此外,在Huambo地区退化最严重的Miombo森林中,调查了解到的碳累积值也高于非洲中部和南部地区的其他Miombo森林;其二氧化碳当量值与赞比亚的Miombo森林相似(不过我们得到的这一数据结果相比Huambo地区其他相关的研究结果是略高的)。

有其他研究表明,如果对Miombo森林进行适当管理(例如建立保护区),其生物量、碳累积值、二氧化碳当量值等数值可能还会增加,在几乎没有人为干预的地区,二氧化碳储存率可达到每公顷845毫克。

 

来自森林的潜在生产力

确定一个生态系统可持续提供的木材数量对于一个国家的经济发展而言非常重要。大多数商用木材和用作生物燃料的木材(包括薪材和木炭)都源于森林生态系统。

就木炭的生产而言,它受到多个因素的制约,例如潜在的木炭产量和林木年度允许采伐量。在这项研究工作中,我们把这两个影响因素转化为评估参数。

虽然在国际上有其他针对非洲热带草原生态系统进行的部分研究,但关于Miombo森林方面的研究并不多。在我们的研究中,Huambo地区Miombo森林的潜在木炭产量与Huambo地区的其他林地相近,不过相比其他地区的Miombo森林要低一些。

我们将生物量、碳累积和二氧化碳当量值与潜在木炭生产力和林木年度允许采伐值进行比较,在这些数值的极值处我们发现了它们之间存在的相关性,其表明了增加树木覆盖率和森林保护力度能够让更多的林木资源用于能源开发(如生物量的生产)。

有一种常见的研究假设,即安哥拉Miombo森林轮伐的理想间隔时长为40年。基于这一假设,该林地的年允许采伐量(AAC)为每年每公顷19.6±7.72棵树,年允许采伐量体积(AACV)为每年每公顷14.13±7.96立方米,这样的数值是相当低的,与以前在安哥拉进行的相关研究结果一致。

此外,我们的调查结果还显示,与安哥拉其他省份相比,Huambo地区Miombo林地的退化程度更大。尽管研究给出了Huambo地区内部林地退化情况的平均值,但其包含的多个城市之间Miombo林地退化程度有很大差异。

实际上,Huambo地区潜在的年允许碳产量(PAACP)在761.84千克/公顷至11063.62千克/公顷之间,平均值为2762.96千克/公顷,远高于位于卡阿拉(Caála)的城市的潜在年允许碳产量(PAACP)。

将轮伐期减少到最低值(15年)时,林地每公顷和每年可收获的树木价值最高。不过即使在这样的情景之下,可持续开发的木材体积也仅为每年9.29立方米/公顷,可持续开发的木材数量为每年32棵树/公顷,每年潜在的允许木炭产量为6422.55千克/公顷。

所有假设情景中的评估值结果,都远低于研究城市中农村社区目前实际的采伐量。因此,为木炭和木柴生产而砍伐木材的活动目前被判定为是不可持续的。

 

森林保护和减少森林砍伐的解决方案

因毁林(森林滥伐)和森林退化造成的二氧化碳释放量占世界温室气体排放量的17.4%。

安哥拉对全球减排的贡献并不高(目前还缺乏官方具体数据),在211个评估国家中排名第88位,其土地利用、土地利用变化及森林(LULUCF)的贡献率为37.4%。

因此,开展工作了解安哥拉森林系统固碳和碳储存的能力非常重要。虽然目前在这方面正在取得进展,但安哥拉开展的工作并不多,只有制定出相关森林保护解决方案才能够有助于安哥拉森林的可持续发展并实现环保。

一个合适的森林保护解决方案必须要将Miombo林地纳入碳信用项目包括REDD+(发展中国家通过减少毁林与森林退化以减少二氧化碳排放量,同时加强森林保护、可持续管理,从而增加森林碳储量)和CDM(清洁发展机制)等。这样可以为森林保护增加经济上的激励政策,促进保护Miombo森林的必要性,以确保生态系统服务能够得到监管。

然而,为了开发这些项目,需要有关于森林存量和二氧化碳封存的信息。

这可以帮助安哥拉为国家自主贡献预案(INDC)建立必要的基线。

根据我们的调查显示,Huambo地区Miombo林地的固碳量和二氧化碳当量高于撒哈拉以南地区其他退化的Miombo生态系统。

基于这样的价值基础可以用来扩大REDD+和CDM等碳信用项目的应用范围,尤其是在拜伦多(Bailundo)、Ukuma和Ekunha等固碳量和二氧化碳当量较高的城市,从而产生更多、更有效的森林保护的经济激励措施。

在过去的19年里,因为较高的森林砍伐率,安哥拉Miombo森林的生产能力低,可能会在短期内损害Miombo的生态系统服务。

所以有关部门制定森林管理计划是非常有必要的,以减少森林砍伐,特别是在拜伦多(Bailundo)、卡阿拉(Caála)和隆贡若(Longonjo)等城市,那里的森林砍伐率最高。

此外,我们还必须进一步调研,了解每个城市的潜在木炭生产量(PCP)、林木允许采伐值(ACV)和潜在年度允许木炭生产量(PAACP)。上文的研究结果已经提到,无论森林轮伐期是多久,目前的木炭生产活动是不可持续的,也会影响森林的可持续发展,所以必须要在尽可能多的城市中建立森林保护机制,确定出相关保护数字(如年度林木允许采伐值等),这样才能够减少因木炭生产等活动对森林造成的负面影响,进一步保护Miombo森林的生态系统,为当地的林业经济和环境保护做出更大的贡献。

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