陆地生态系统碳汇（NEP）对抵消人类碳排放至关重要。过去40多年中国陆地碳汇持续增长，这一趋势通常被归功于大规模的造林。然而，随着适宜造林的土地资源日益紧张，现有森林管理可能正在成为我国增汇的幕后推手。明晰该问题是可持续地增强生态系统碳汇能力和实现碳中和目标的关键。然而，传统量化人类活动影响的方法（基于多元回归、机器学习、过程模型的残差趋势分析）难以完全剥离全球变化因子的影响，或存在模型结构不一致等问题，限制了土地利用变化（LUCC）和非LUCC的生态系统管理影响的精细化评估。
中国科学院地理科学与资源研究所国家生态科学数据中心何洪林研究组，联合国内外多家高校和科研机构，构建了一个新颖的分析框架。该框架的核心在于融合了结构一致的“遥感驱动”与“气候驱动”两种生态过程模型。遥感驱动的CEVSA-ES模型模拟真实植被活动与全球变化共同影响下的实际碳汇，而气候驱动的CEVSA-CLIM模型则模拟仅由全球变化因子驱动下的潜在碳汇。通过比较两种模型模拟结果的差异，该框架能有效量化人类活动（包括LUCC和生态系统管理）的影响。利用此框架，研究团队系统量化了2001–2021年LUCC、生态系统管理措施及全球变化因子对中国NEP的影响。研究发现，森林管理（如森林抚育、封山育林）对增汇的贡献是造林的4.14倍，成为近期驱动中国陆地碳汇增长的主导因素。这一研究成果于近期发表于Nature旗下Communications Earth & Environment 期刊。
图1. 基于结构一致的遥感和气候驱动的过程模型估算人类活动对碳汇影响的框架
结果表明，2001–2021年中国年均NEP为327 Tg C yr–1，且以16.1 Tg C yr–2的速率显著增长。NEP增长最快的区域位于南方地区和黄土高原东南部。森林贡献了总增汇的77%。其中，现有森林面积广阔（约177–223万km2），其碳汇增长趋势（8.1–10.9 Tg C yr–2）远大于新森林（34万km2，增长趋势1.5 Tg C yr–2）。
图2. 2001–2021年中国NEP的趋势
量化分析进一步显示，人类活动和全球变化驱动的NEP均呈增加趋势，但前者更高：8 Tg C yr–2 vs 7.1 Tg C yr–2。然而，在人类活动内部，生态系统管理（两个模型的残差）驱动的碳汇增长（6 Tg C yr–2）远大于LUCC（2 Tg C yr–2）。生态系统管理的影响主要由森林管理贡献，高于LUCC中造林的影响（1.6 Tg C yr–2）。此外，2010年后人类活动驱动的碳汇增速明显加快，主要归因于生态系统管理的增强。
图3. 2001–2021年人类活动和全球变化驱动NEP的时间趋势
将生态系统管理影响（两个模型残差）明显变化的省份划分为5个区域，进一步发现：在各种森林管理措施中，森林抚育投资和封山育林是驱动碳汇增长最关键的两项措施。森林抚育投资和封山育林分别贡献了5.53 Tg C yr–2和2.7 Tg C yr–2的NEP增长。它们的作用在中国南方林区最明显（5.28和2.17 Tg C yr–2），而火灾面积的下降也有轻微正效应。在东北林区，封山育林的影响则高于森林抚育投资。在北方草地区，旱灾面积的下降缓解了残差的负效应。在高寒草地区和干旱草地区，牲畜量增加导致管理的正效应在下降。此外，2010年后人为NEP的加速与森林抚育投资的加强和火灾面积的急剧下降密切相关。
图4. 不同区域生态系统管理对碳汇影响的时间变化
图5. 不同生态系统管理措施和造林对碳汇增长的影响
研究团队还对比了造林（主要LUCC类型）与森林抚育（主要管理类型）的成本效益。虽然单位面积造林带来的增汇（5.51 g C m–2 yr–2）高于森林管理（3.54 g C m–2 yr–2），但在考虑投资成本后，森林抚育的投资回报率（ROI，即NEP增益与投资之比）在所有省份均远高于造林，平均投资回报率的差异达30多倍：8.54 kg C yr–2 $–1 VS 0.25 kg C yr–2 $–1。这表明，在适宜造林土地有限的背景下，加强对现有森林的可持续经营与管理，是未来提升国家陆地碳汇能力更具成本效益的策略。
图6. 造林和森林抚育的成本效益对比
该研究创新地提出“基于结构一致的遥感和气候驱动的过程模型估算人类活动影响的框架”，厘清了造林与森林管理对碳汇的相对贡献，明确指出了当前中国陆地碳汇增长的主导因素已从早期的造林扩张转向对现有森林的强化管理。这一认识对优化国家生态工程布局、制定基于自然的解决方案以及实现“碳中和”目标具有重要的科学指导意义。
该研究得到了国家自然科学基金（42141005，42501597，42030509）和中国博士后科学基金（2025M770371，2025T180098）的资助。国家生态科学数据中心何洪林研究员为论文通讯作者，中国科学院地理科学与资源研究所张梦宇博士后为第一作者。
