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碳中和目标实现途径之一——提升生态系统碳汇能力

来源:广东智造人才网 时间:2023-04-18 作者:智造人才网 浏览量:

实现碳中和目标,除了减少碳排放外,增加碳汇也是重要的手段之一。碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施,吸收大气中的CO₂,从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。

近年来,我国通过开展重点生态工程,持续推动生态建设,生态系统得到了有效改善,生态质量总体稳定向好,生态系统的碳汇能力不断增强。通过生态建设,不断提升森林、草原、湿地等生态系统的碳汇能力,对我国实现碳中和目标具有重要的促进作用。

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碳达峰碳中和相关概念

碳达峰,是指某个国家或地区的二氧化碳排放量达到历史最高值,经历平台期后持续下降的过程,是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点。实现碳达峰意味着一个国家或地区的经济社会发展与二氧化碳排放实现“脱钩”,即经济增长不再以碳排放为代价。

碳中和,是指某个国家或地区在规定时期内人为排放的二氧化碳,与通过植树造林、碳捕集利用与封存等移除的二氧化碳相互抵消,碳中和即为二氧化碳的净零排放。

推进“双碳”工作,具有重大的现实意义和深远的历史意义,区项目推进中心始终坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想和生态文明思想为指导,认真落实区委、区政府各项决策部署,高位推动南康区“双碳”工作,做好试点示范作用。

党中央、国务院《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》对碳达峰碳中和工作进行系统谋划和总体部署,提出了推进经济社会发展全面绿色转型、深度调整产业结构、加快构建清洁低碳安全高效能源体系、加快推进低碳交通运输体系建设、提升城乡建设绿色低碳发展质量、加强绿色低碳重大科技攻关和推广应用、持续巩固提升碳汇能力、提高对外开放绿色低碳发展水平、健全法律法规标准和统计监测体系、完善政策机制等10个方面31项重点任务。

《2030年前碳达峰行动方案》聚焦“十四五”“十五五”两个碳达峰关键期,提出了总体部署、分类施策,系统推进、重点突破,双轮驱动、两手发力,稳妥有序、安全降碳4方面工作原则,部署了能源绿色低碳转型行动、节能降碳增效行动、工业领域碳达峰行动、城乡建设碳达峰行动、交通运输绿色低碳行动、循环经济助力降碳行动、绿色低碳科技创新行动、碳汇能力巩固提升行动、绿色低碳全民行动、各地区梯次有序碳达峰行动等“碳达峰十大行动”。

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02

主要生态系统增汇机制

森林植物群落通过光合作用吸收大气中的CO₂,并将其固定在植物和土壤中,以此减少大气中CO₂浓度的过程、活动或机制,即森林碳汇。森林是陆地生态系统的主体,能持久稳定地吸收固定大气中的CO₂,每年大约从大气中吸收固定20多亿吨碳,是个巨大的持续碳汇。

森林生态系统具有碳源和碳汇双重特性。处于良好经营状态下的森林其碳吸收速度和能力较强,树木的碳储量会随着其蓄积量的增加而提升,当树木达到老龄状态时,其碳储量也最大,并且一些研究发现原始林仍然是碳的净吸收状态。但是,当森林退化、被破坏时,不仅会释放出树木本身储存的碳,也会引起土壤碳的排放,转而成为碳源。

草原是世界上最广布的植被类型之一,草原生态系统中约92%的碳储存在土壤中,储存在生物量中的不到10%,全球草原生态系统每年约可从空气中吸收5亿吨碳。草原的固碳速率受水热条件调控,波动范围较大,并且由于不同草原植物的光合效率存在较大差异,同一地区不同植被类型草原的固碳速率也存在差异。总体而言,目前大部分草原表现为碳汇,但其潜力并未完全开发,通过优化草原管理,能够进一步增强草原碳汇功能。

湿地生态系统是全球生态服务功能最高的生态系统,据IPCC估算,储藏在湿地泥炭中的碳总量为1200亿~1600亿吨,储藏在不同类型湿地中的碳约占地球陆地碳总量的15%。湿地生态系统的固碳机制是将大气中CO₂通过湿地植被的光合作用固定并封存在植物体内,随着植物残体进入土壤,在湿地特殊的生态环境中转变为稳定状态的碳。

湿地中的碳主要存在泥炭和富含有机质的土壤中,在气候稳定且没有人为干扰的情况下,湿地相对于其他生态系统能够更长期地储存碳。湿地一旦受到破坏,储存的碳会快速分解,使其由碳汇变成碳源。因此,采取合理的管理措施保护好湿地,充分发挥其增汇减排功能对实现碳中和非常重要。

03

我国生态系统助力碳中和的现状

(一)生态碳汇现状

根据2018年发布的我国气候变化第三次国家信息通报以及国内外相关研究,我国温室气体排放的8%~40%将可以通过陆地生态系统进行中和。近年来,我国大力推进重大生态工程建设,有效促进了森林、草原、湿地等自然生态系统的恢复和保护,生态系统质量得到有效提升,对于我国生态碳汇的提升具有重要意义。

近年来,随着国土绿化工作的不断推进,我国林草植被总碳储量持续增长。根据第九次全国森林资源清查结果,2018年,我国森林面积2.2亿公顷,森林蓄积量175.60亿立方米,单位面积蓄积量为79.8立方米/公顷,全国森林植被总生物量188.02亿吨,总碳储量91.86亿吨,年均增长1.18亿吨。

根据《2021中国林草资源及生态状况》,2021年,我国森林蓄积量194.93亿立方米,林草植被总碳储量114.43亿吨。此外,有研究表明,2001—2010年,我国天然林保护、退耕还林、三北防护林、长江流域等重点防护林、京津风沙源、退牧还草工程等6项重大生态保护修复工程,每年固碳量约0.74亿吨,对工程实施区碳汇的贡献约56%。

其中,退耕还林还草工程对固碳的贡献最大,每年固碳量约0.49亿吨。天然林保护工程和退耕还林工程的净固碳量分别为1.4亿吨和2.0亿吨。实施退化草地修复,平均每公顷可固碳约为30吨。在库布齐沙漠实施的荒漠化防治工程,30年间累计固碳总量约0.15亿吨。

尽管对于自然生态系统碳计量方法繁杂,关于我国自然生态系统固碳能力和碳汇的估算结果差异较大,但是所有结果都表明,目前,我国森林、草原、湿地等生态系统都呈现出显著的碳汇特征,将能够为我国实现碳中和目标做出重要贡献。

根据《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035年)》和《林业草原保护发展规划纲要(2021—2025年)》的规划目标,到2025年,我国森林蓄积量将达到190亿立方米,乔木林单位面积蓄积量达到99.52立方米/公顷,草原综合植被盖度达到57%,湿地保护率达到55%;2035年,我国森林蓄积量将达到210亿立方米,天然林面积稳定在2亿公顷左右,草原植被盖度达到60%,湿地保护率提高到60%。

基于以上目标,按照森林每生长1立方米的蓄积,平均能吸收1.83吨CO₂的标准粗略估计,到2030年森林将至少能够吸收63亿吨的CO₂,再加上草原和湿地保护修复产生的碳汇,未来我国自然生态系统对于实现碳中和目标的贡献将进一步提升。

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(二)生态碳汇交易现状

当前,我国基于自然生态系统的碳汇交易主要是林业碳汇,主要交易途径包括:一是清洁发展机制林业碳汇项目交易;二是国家核证自愿减排量(CCER)林业碳汇项目交易,包括北京林业核证减排量项目、省级林业普惠制核证减排量项目(PHCER)等;三是其他自愿类项目,包括林业自愿碳减排标准项目、非省级林业PHCER项目等;四是以中国绿色碳汇基金会为主要发起者和推动者倡议实施的多种林业碳汇项目,如大型活动及公众排放碳中和项目等。

2021年12月,我国第一个林业碳汇国家标准《林业碳汇项目审定和核证指南》正式实施,这是我国明确提出“双碳”目标后发布的首个涉及林业碳汇的国家标准,不仅可用于指导审定和核证机构开展工作,也可为林业碳汇项目开发提供遵循。这一国家标准的发布和实施,将提升进入我国温室气体自愿减排交易市场的林业碳信用的真实性和有效性。

我国林业碳汇市场起步较晚,市场尚不完善,存在着供需不平衡的情况。在供给方面,就现有的碳汇项目而言,在国内的温室气体自愿减排框架下,目前我国参与碳汇市场交易的生态碳汇项目多为造林项目,森林经营类的项目相对较少,并且能够投入碳汇市场参与交易的林地面积占比并不多。

但根据国家林草局发布的《“十四五”林业草原保护发展规划纲要》,“十四五”时期,我国将完成国土绿化5亿亩,森林蓄积量达到180亿立方米,这将为今后我国林业碳汇项目的供给提供有力保障。同时,随着《林业碳汇项目审定和核证指南》的实施,更多符合市场要求的林业碳汇项目将进入市场参与交易。此外,CCER的重启也将促进林业乃至生态碳汇项目的开发。因此,未来林业碳汇的供给将持续增加。

在需求方面,国内现阶段的交易市场是以试点省市的碳排放权交易为主,控排企业通过各地每年规定的碳排放限额来实施控排,由于当前地方的碳排放配额采用基准排放法测算企业的排放,再结合免费分配为主的分配方法,控排企业对林业碳汇的需求并不高。

考虑到《碳排放权交易管理办法(试行)》中提出纳入碳排放交易的重点排放单位每年可使用国家核证自愿减排量抵消碳排放配额的清缴,抵消比例不超过应清缴碳排放配额的5%,而当前全国碳市场纳入重点排放单位每年碳排放总量占全国排放总量的40%左右,所以,当全国碳排放权交易市场开始运行,林业碳汇交易的需求量最高可达全国碳排放的2%。

但由于国家核证自愿减排量是指对我国境内可再生能源、林业碳汇、甲烷利用等项目的温室气体减排效果进行量化核证,并在国家温室气体自愿减排交易注册登记系统中登记的温室气体减排量,所以林业碳汇仅为核证自愿减排量的一部分。因此,全国碳排放权交易市场中实际对林业碳汇的需求将低于预期。

04

我国生态碳汇提升的五大难点

(一)增绿空间有限。造林是森林生态系统增加碳汇的主要措施之一。近年来,我国生态保护修复工作取得了显著成效,森林面积持续稳定增长,但是随着我国森林面积的不断扩大,土地空间的限制将使未来我国能够用来造林的宜林荒山荒地和未成林造林地面积越来越少。若在立地条件较差的地方造林,不仅将增加造林难度和造林成本,林木成活率也将大幅降低。

(二)森林质量有待提升。当前,我国森林面积占世界森林面积的5.5%,但森林蓄积量只占世界森林蓄积量的3.3%,单位面积森林蓄积量只有世界平均水平的72%,且大部分属于生物量密度较低的人工林和次生林,较之其他林业发达国家,森林质量存在显著差距。而森林的碳储量与森林蓄积量成正相关,所以目前我国森林的碳汇效率不高。

(三)森林经营管理能力不足。我国的森林经营管理普遍存在重植树轻管树现象严重。虽然造林面积数量一直增加,但是造林成活率低、保存率低、成林率低的“三低”现象依然存在,植树造林实效处于较低水平,造成资源的大量浪费。由于森林经营不善、树种单一、龄组结构不合理、抚育管理不科学等原因,森林病虫害严重,抗自然灾害能力低。在全球气候变化背景下,极端气候发生概率不断增加、林火等自然灾害和病虫害的发生,都可能将森林从碳汇变成碳源。

(四)生态碳汇核算和监测体系待完善。目前国际国内关于碳汇的计量和核算方法复杂,相关指标、参数也不相同,因此,结合生态本底数据估算的碳汇量存在较大差异。在生态系统碳汇计量中,相较于草原、湿地等生态系统,关于森林的碳汇计量体系更为成熟,但所估算的碳汇结果差异依然明显。

对于草原和湿地等生态系统,估算的碳汇数据差异更大。计量核算体系的统一,也将对我国生态碳汇参与碳汇市场交易产生积极影响。就碳汇监测评估而言,目前,我国国家和地区层面的生态系统碳汇计量监测体系均尚未建立,而全国林业碳汇计量监测体系也还处于起步阶段,相关方法、模型和参数还需不断完善。

(五)生态碳汇市场供需不平衡。当前碳汇市场中的生态碳汇交易主要以林业项目为主,成交量小,且林业项目的碳汇成交价格不高。在供给方面,未来随着我国碳汇市场发展和新方法学的开发,交易市场中生态碳汇的供给将不断增加。在需求方面,碳交易市场对生态碳汇的需求量存在较大的不确定性。

一是虽然全国碳排放权交易市场规定可以通过国家核证自愿减排量抵消碳排放配额的清缴,但是抵消额度仅为5%,且生态碳汇仅为国家核证自愿减排量的一部分,实际需求量可能低于预期。二是我国在2030年实现碳达峰后,国内碳汇市场的需求将趋于平稳甚至减小。考虑到生态碳汇项目周期较长,若现阶段盲目开发,未来生态碳汇市场的供需矛盾将进一步加大。

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05

加强生态系统管理,助力碳中和目标实现

在全球气候变暖问题亟待解决的背景下,将增加碳汇和避免温室气体排放作为主要目标,同时有利于改善生存环境、增强韧性和提高人类福祉的陆地生态系统管理方式,称为“基于自然的气候解决方案长周期的增加固碳和减少排放的方式,虽然短期内不能完全替代能源领域的直接“脱碳”,然而,在各国实现气候承诺目标的紧迫阶段,保护、恢复和优化管理森林、草地、湿地和农田等生态系统,能够提升生态功能和增加净碳汇,抵消工业、能源、交通等部门产生的部分碳排放,作为相对稳定且经济的减排和增汇途径,对于实现“碳中和”目标至关重要。从长远来看,如果对生态系统不加干预,气候变化会逐渐减弱全球生态系统的韧性,降低其固碳和储碳能力。因此,不仅可以为能源和产业结构转型及碳封存等技术的成熟与应用赢得时间,还可以提高生态系统韧性,改善生态环境,促进人与自然和谐共生,助力国家可持续和高质量发展。

生态系统管理对气候变化减缓的未来最大潜力总量估计。基于对过去 20 年(作为基线期)生态系统管理措施实施的范围、规模、速度、效率进行系统性评估,可以估计未来生态系统管理各路径可实施的最大规模,其中包括了在历史阶段未曾有过或未曾大规模实施的新的管理措施(历史阶段设置为 0),如改善人工林管理、改善水稻田管理、避免森林、草地和湿地、泥炭地转化,以及泥炭地恢复。最大规模的确定考虑了农田红线、造林实施速度与成活率、粮食产量安全阈值、木材供应和城市化进程等的限制。

生态系统管理对气候变化减缓的未来最大潜力的空间分布。从全国尺度来看,管理森林生态系统对气候减缓能力和潜力的贡献最大(~70%),其次是农田(~16%),草地(~10%)和湿地(~4%)。2020 年之前,生态系统管理的主要类型是恢复和改善管理。在未来几十年,生态恢复的空间逐渐缩减,生态系统碳汇更要从改善管理和保护中发掘潜力。由于自然条件、生态系统特征和管理水平等存在区域异质性,最大额外潜力的总量及其路径构成在各省之间均存在很大差异。内蒙古、黑龙江、四川和云南是历史实现和未来潜力最高的 4 个省份。除西北和东部的一些省份外,天然林管理和造林的贡献最大。对于新疆、青海和西藏,草地放牧优化对历史减缓的贡献最大,而在未来几十年,湿地、特别是泥炭地管理也将是非常重要的增汇路径。在中部和东部的一些省份农田养分管理和改良水稻种植的减排潜力巨大,而在广西改善人工林管理的固碳效益不可忽视。

国家层面应对生态系统管理的气候变化减缓潜力给予高度重视,将其纳入碳中和整体战略。进一步深化生态与社会经济协同发展理念,尤其强调生态系统对社会经济可持续发展的重要支撑。加大对已有生态工程效益的国内、外宣传,扩大国际影响力,制订具体的投资预案、实施纲要和行动计划,在国际上引领该领域的科研创新和政策创新,积极主动争取国际话语权。

在《中国落实国家自主贡献成效和新目标新举措》和《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划(2021—2035 年)》等基础上进一步明确未来 10 年和未来 40 年中国生态系统管理战略目标,将生态系统管理的理念融入全国不同层级的国土空间规划体系, 作为总体规划的重要考量或者实施蓝本。重点关注国家层面土地恢复和土地置换的系统布局,进行总量控制。明确现有的自然保护区和国家公园体系与不同生态工程规划涉及的生态系统恢复和保护的空间范围,强调省级或区域层面的恢复、保护和管理之间规划的一致性;从生物多样性保护和多种生态系统服务协同的视角进行整体性的土地利用规划和工程布局。

根据每个地区(省市)的资源状况科学制订各地区生态系统管理与增汇任务清单和路径清单,建立健全考核标准与责任机制。由于自然资源禀赋和经济资本有限,须将管理思维从“扩大生态系统范围”转变为“提高单位土地面积的效益”。依照基本农田红线、水资源量等限定条件,确定区域生态恢复的规模,避免盲目扩大造林面积、围封草地或开垦农田,切实保护好现有生态系统,并从技术创新与管理创新中寻求新的多元化管理路径,并实现多路径的协同增效。由于生态系统碳汇能力是逐步积累的,生态系统管理行动必须尽快落实,才能在 2030 年和 2060 年 2 个时间节点之前发挥最大效率。

保持国家生态建设的整体投资力度,基于不同区域各 路径可实施的规模和实施成本,公平、有效地进行资金分配,确保生态建设的高效性和持续性。健全生态补偿机制,确保民生和社会公平。促进生态系统管理碳汇效益的价值化和市场化,从而激发地方生态系统管理的新智慧和新实践,促进生态效益与社会经济效益同步提升。


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