東南亞濕地碳匯潛力與減碳策略研究

前言

上週有個台灣本土碳權的新聞，紅樹林與海草方法學環境部的委員會決定退回。正反面意見和資訊可以參考上下游新聞。所有本土碳權方法學的資訊可直接參考環境部網站。

正方意見自然是碳匯成效、國際先例以及海岸生態效益；而反方意見主要著重於碳匯量測精確度、濕地生態影響以及碳洩漏等方面。

以碳匯形成方式而言，自然碳匯方法學常見的分類方式包含了：避免開發(REDD+)、重新造林(ARR)，以及永續林業管理(IFM)等。但這是指一般陸生植被的狀況，紅樹林、海草等濕地沿岸的方法則是另外一套，因此也才會有所謂的紅樹林與海草方法學審查一事。

台灣濕地這部分的人為干預能夠提升多少碳匯，姑且讓學者們再吵一陣子。但我看到新研究論文估算了東南亞地區濕地的碳匯潛力，而且是用空間分析的方式來做，就特別有興趣想了解一下。

研究背景與方法

這項研究探討了東南亞地區泥炭沼澤森林（Peat Swamp Forests, PSFs）和紅樹林因土地利用變化而產生的碳排放，以及透過保護和復育這些生態系統所能實現的減緩和碳移除潛力。

研究背景

• 東南亞的土地利用變化碳排放量約佔全球的三分之一。
• 其中，人為改變的泥炭沼澤森林和紅樹林是重要的排放源，但其影響程度仍存在高度不確定性。
• 泥炭地和紅樹林雖然僅佔東南亞土地面積的 5.4%，卻是重要的碳儲存庫。全球泥炭地儲存了約 604 ± 130 Gt 的碳，而熱帶泥炭地則儲存了約 105 Gt 的碳。紅樹林也儲存了 3.1 至 12.3 Gt 的碳。
• 這些生態系統的退化和轉變為其他土地利用方式，使其從碳匯轉變為溫室氣體的淨排放源。
• 先前的評估缺乏對排放量年際變化的詳細資訊，限制了我們對透過保護和復育這些生態系統所能實現的減緩和碳移除潛力的理解。

研究方法

• 數據收集：
• • 研究團隊利用多個已發表的空間資料庫，包括泥炭地和紅樹林的基礎地圖。
  • 利用 2001 年至 2022 年的熱帶濕地森林變化數據，確定泥炭沼澤森林的毀林情況和土地利用變化。
  • 使用 2000 年的紅樹林基線數據和 2001 年至 2022 年的樹木覆蓋損失數據來評估紅樹林的毀林程度。
  • 加入了工業和小型油棕種植園地圖以及排水溝網絡地圖等額外數據集。
  • 使用 NASA MODIS 產品獲取年度燒毀面積數據，以估計泥炭地的燒毀面積。
  • 使用了紅樹林損失驅動因素的資料集，來確定紅樹林毀林後的土地利用變化。
• 碳排放估算：
• • 研究團隊採用了 IPCC 的 Tier 1 排放因子來計算因毀林、泥炭燃燒、排水和泥炭分解，以及養魚/蝦池的建設和營運而產生的 CO₂ 和 CH₄ 排放量。
  • 當 Tier 1 排放因子不可用或不相關時，採用了在東南亞進行的早期研究的排放因子。
  • 研究考慮了以下溫室氣體排放源：
  • • 毀林造成的生物量碳損失。
    • 泥炭分解產生的土壤 CO₂ 和 CH₄ 流出。
    • 泥炭燃燒產生的 CO₂ 和 CH₄ 排放。
    • 人工排水溝造成的泥炭土壤碳庫損失。
    • 養殖池產生的現場水生 CH₄ 流出。
    • 紅樹林轉為養殖池過程中土壤碳匯的損失。
• 減緩和碳移除潛力評估：
• • 利用森林再生長的碳匯增強率，以及在排水泥炭地上的樹木和油棕種植園復濕後排放量減少的估計值，評估了碳移除和減少排放的潛力。
  • 評估了紅樹林和泥炭沼澤森林的再生長所產生的碳移除量，以及對退化和毀林的泥炭沼澤森林進行復植和復濕，以及對裸露土地和養殖池進行紅樹林復育的潛力。
  • 採用全球生物量碳庫增強研究的結果來估計泥炭沼澤森林和紅樹林再生長和復植後的碳移除因子。
  • 利用水表深度（WTD）和 CO₂ 及 CH₄ 排放量之間的關係，來評估在轉化為樹木和油棕種植園的泥炭沼澤森林上復濕情境所帶來的 CO₂ 和 CH₄ 排放減少量。
• 不確定性分析：
• • 通過結合活動數據的不確定性和相關的排放及移除因子來估計 CO₂ 和 CH₄ 排放量的不確定性。
  • 對泥炭沼澤森林的土地利用變化應用了 11% 的空間不確定性，而其他活動資料的不確定性則依賴於排放因子的不確定性。
  • 使用誤差傳播方法生成 95% 信賴區間的不確定性估計值。

研究成果

• 碳排放量評估：2001年至2022年間，東南亞地區因土地利用變化影響泥炭沼澤森林和紅樹林，每年產生約 691.8 ± 97.2 TgCO₂e 的排放量，相當於該地區土地利用變化排放量的 48%。其中，泥炭沼澤森林的排放量佔絕大多數（約 98%），而紅樹林的排放量則佔約 2%。主要排放來源包括泥炭分解、生物質損失、泥炭燃燒以及泥炭排水等。
• 土地利用變化趨勢：研究發現，2001年至2022年間，東南亞地區約有 41% 的泥炭沼澤森林和 7.4% 的紅樹林消失。泥炭沼澤森林主要轉變為人工林和農業種植園，而紅樹林則主要被水產養殖池和農業取代。
• 氣候變遷的影響：排放量與氣候乾旱期（如聖嬰南方振盪現象和印度洋偶極）密切相關，乾旱時期排放量顯著增加。此外，泥炭分解和排水造成的排放量持續增加，而生物質損失造成的排放量則因泥炭沼澤森林砍伐速度減緩而減少。
• 國家排放量貢獻：印尼是該地區最大的排放國，佔總排放量的 73%，其次是馬來西亞，佔 14%。這兩國合計佔東南亞泥炭沼澤森林和紅樹林總面積的 87% 和 72%。
• 減緩潛力：通過保護和復育泥炭沼澤森林和紅樹林，可以顯著減少碳排放。次生林再生每年可吸收約 15.9 ± 2.0 TgCO₂e 的碳。此外，若能復育退化和被砍伐的泥炭沼澤森林約 2.64 百萬公頃，並重新濕潤約 5.34 百萬公頃的樹木和油棕種植園，以及恢復約 0.07 百萬公頃的紅樹林，每年可實現約 94.4 ± 7.4 TgCO₂e 的減排潛力。
• 國家自主貢獻（NDCs）的貢獻：研究發現，對於某些國家，避免泥炭沼澤森林和紅樹林的砍伐和轉用具有更顯著的氣候減緩潛力。例如，印尼僅通過保護這些生態系統就可能達到其無條件的森林和其他土地利用（FOLU）排放減量目標。
• 區域和全球影響：儘管泥炭沼澤森林和紅樹林在東南亞地區的面積相對有限（分別佔 5.4% 和 0.2%），但它們的保護和復育每年可減少約 770 ± 97 TgCO₂e 的排放量，相當於該區域 FOLU 排放量的 54%，以及全球排放量的 16%。
• 研究限制：研究承認在泥炭地分布、排水系統以及排放因子方面存在數據不確定性，未來需要更多研究來改進這些方面。

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