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2022年美赛E题:森林固碳

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2022 年 ICM E 题:森林固碳,英文原名为 Forestry for Carbon Sequestration。本题要求同时考虑森林和木材产品的碳储存,以及森林的其他社会价值,为具体森林提出管理安排。

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背景与管理对象

减缓气候变化不仅涉及减少温室气体排放,也涉及从大气中捕获并储存二氧化碳。生物圈中的植物、土壤和水环境能够参与这一过程,森林是其中的重要部分。

树木生长时储碳,采伐后制成的家具、建筑木材、胶合板、纸张等也会在产品使用寿命内储碳。不同产品寿命不同,有些可能比原来的树木存活时间更长。木制品储碳与幼林再生相结合,在一些情况下可能比始终不采伐有更高的长期固碳效果;过度采伐又可能损害这一能力。

森林管理因此涉及树龄、树种、地理位置、地形、产品用途与寿命等条件。管理者还要兼顾自然保护、生物多样性、休闲利用和文化等价值。世界各地的林分组成、气候、人口与利益诉求不同,题目不预设一套适合所有森林的统一管理方案。

题设的 International Carbon Management(ICM)合作组织希望据此为各地森林管理者提供决策依据。管理者可以是个人、政府、企业或其他公共和私人机构。管理内容包括哪些树应采伐、哪些应保留、何时采伐,以及如何更新森林。

需要完成的工作

1. 森林与产品的固碳模型

建立模型,确定一片森林及其产品随时间能够储存多少二氧化碳,并据此识别最有利于固碳的森林管理方案。研究范围同时包括仍在生长的森林和由采伐木材形成的产品。

2. 兼顾多种森林价值的决策

再建立用于选择森林用途与管理方案的决策模型,权衡包括固碳在内的多方面价值。固碳最优并不必然等于社会整体最优。

题目提供以下探索方向,可选择其中一些并提出自己的问题,以说明模型:

  • 模型可能建议哪些不同类型的管理方案?
  • 在什么条件下应当完全不采伐?
  • 不同管理方案之间是否存在适用于所有森林的转换临界点?
  • 某片森林本身及所在地的特征,如何决定这些临界点?

3. 用不同森林检验并分析具体案例

将模型应用于不同森林,找出一片被决策模型建议纳入采伐的森林。针对这片森林回答:

  1. 100 年内,森林与其产品共能储存多少二氧化碳?
  2. 应采取什么管理方案,为什么认为该方案最好?
  3. 假设推荐方案中的两次采伐间隔比现行做法延长 10 年,应怎样从原有时间安排过渡到新安排,同时照顾森林管理者与全部使用者的需要?

“延长 10 年”是该过渡情景的规定条件,并非要求每一片森林都采用同一个采伐周期。

4. 面向当地社区解释采伐建议

针对“任何树都不应砍”的观点,撰写 1—2 页、供报纸刊登的非技术性文章,解释为什么对所选森林建议适度采伐而非完全保留原状。文章应根据分析说明该管理方式为何有利于这片森林,并争取当地社区理解。

提交成果

提交总计不超过 25 页的 PDF,包括一页摘要、目录、完整研究报告、1—2 页报纸文章和参考文献。摘要、目录、参考文献及所有附录均计入上限。使用的思想、图片和其他材料须标明来源。

原题与来源