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探索自然的力量 助力碳中和

2021-04-07 10:07:52    来源: 中国自然资源报    作者:罗明 翟紫含 应凌霄 张小全

今年3月,习近平总书记在中央财经委员会第九次会议上指出,把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局。为达到“十四五”生态文明建设“实现新进步”的目标,有必要抓好实现碳达峰的关键期、迈向碳中和的重要窗口期,利用基于自然的解决方案促进碳中和的实现。

碳中和与基于自然的解决方案的由来

早在1896年,就有瑞典物理化学家提出,人类活动向大气排放二氧化碳气体可能会导致地球表面的温度升高,这或许是关于温室气体和全球气候变化最早的认识。到20世纪中后期,科学界开始形成对全球气候变暖的共识,并逐渐开展气候变化与温室气体关系的研究。长期以来的研究认为,全球正面临着气候变暖的重大社会挑战;二氧化碳等温室气体在大气中的快速累积,是导致全球气候变化的重要原因,而这又是起因于以化石燃料燃烧为主的人类活动。该观点于20世纪八九十年代开始,逐渐为工业界和政府部门所认可和重视,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)与《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)也应运而生。IPCC第五次气候变化评估报告认为,20世纪全球持续变暖已经是普遍的事实,对当今地球功能和过程造成了重大影响,而且还会对未来生态系统和人类社会产生长期的挑战。2015年12月,UNFCCC的第21届缔约方大会通过《巴黎协定》,设定了全球应对气候变化挑战的长期目标,指出要把全球平均气温较工业化前水平升高幅度控制在2℃内,到2030年全球碳排放量控制在400亿吨二氧化碳当量,2080年实现碳中和(净零排放);同时努力将气温升幅限制在1.5℃以内,在21世纪下半叶实现全球碳中和;并请各国在2020年通报相关长期战略。

碳中和目标的实现,需要所有国土空间的源汇相抵。因此一方面需要供给侧和需求侧相关领域做出改变,尤其是改变能源结构、生产方式和消费方式,通过节能减排技术和相应的管控措施减少二氧化碳排放;另一方面则需要通过自然生态系统增汇固碳的方式吸收排放的二氧化碳。据估算,受资源、技术等因素影响,到低碳转型发展后期(2055年左右),我国能源生产、消费以及工业非能利用领域还有约14亿吨的剩余排放量不可避免,这些碳排放只能通过生态系统的碳汇和碳捕集等手段予以消纳以实现碳中和的目标。

基于自然的解决方案(NbS)是一系列保护、可持续管理并恢复自然的或经过改造的生态系统的行动。2008年世界银行在其《生物多样性、气候变化和适应:世界银行投资中基于自然的解决方案》中首次正式使用NbS一词,阐明了NbS在增强生物多样性保护的同时,能够通过减少排放和增强碳汇,对减缓气候变化做出贡献。2009年世界自然保护联盟(IUCN)向UNFCCC第15届缔约方大会提交建议报告,强调了NbS对于应对气候变化等一系列社会挑战的重要作用,建议将NbS纳入气候变化的国家规划与战略。2017年大自然保护协会(TNC)牵头15个研究机构专家团队的研究表明, NbS可为实现《巴黎协定》制定的2℃目标贡献30%的成本有效的减排量。2019年在纽约举行的联合国气候行动峰会上,NbS被列入加快全球气候行动的九大领域之一,并设立全球NbS联盟,由中国和新西兰联合牵头,发布了《基于自然的气候解决方案宣言》。由此可见,NbS具有助力碳中和的作用。

自然资源领域基于自然的碳中和解决方案

2018年,IPCC《全球升温1.5℃特别报告》指出,农业、林业和其他土地利用活动,可在实现全球升温1.5℃目标中发挥重要作用,并提升生态系统功能和服务。生态系统恢复、避免毁林和土地退化、生物多样性保护、可持续农业和渔业、节水灌溉等,是减缓和适应气候变化的重要措施,同时也是NbS实施的关键途径。可以充分利用规划与工程,深入推行国土空间NbS,提升生态空间固碳增汇与农业空间减排的能力。

通过山水林田湖草沙生态保护、修复和可持续管理等NbS行动落实“双重”规划,促进生态空间固碳能力持续增强。根据TNC应用全球公开数据进行的研究估算,在NbS路径下,到2030年通过保护和修复我国陆地森林、草原、湿地等生态系统的最大技术减排潜力(即没有成本限制的情况下应用全部可用的气候变化缓解路径的减排潜力)约为每年15.56亿吨二氧化碳当量,成本有效减排潜力(即每吨成本小于等于100美元的气候变化减缓路径下的减排潜力)约为每年6.54亿吨二氧化碳当量。国内研究表明,我国海岸带蓝碳生态系统年碳汇量约为126.88~307.74万吨二氧化碳,盐沼、红树林和海草床是其中的主要贡献者。我国在开展国土空间生态修复工作中,一方面可结合碳中和目标识别生态修复重要区域和关键节点,布置实施下一步的国土绿化、山水林田湖草生态保护修复、自然保护地体系建设等工程,提高陆域自然生态系统固碳增汇能力;另一方面,通过实施蓝色海湾整治行动、红树林等海岸带生态系统保护修复专项行动等保护沿海湿地生态系统,助力蓝碳增汇,促进“双重”规划海岸带保护目标的实现。

依托全域土地综合整治等手段实现农田减排增汇,促进农业空间降低净碳排放。据TNC应用全球公开数据进行的研究估算,到2030年我国农业空间最大技术减排潜力约为每年6.67亿吨二氧化碳当量,成本有效减排潜力约为每年3.65亿吨二氧化碳当量,可以通过可再生农业、智慧农业、低碳土地整治等技术实现。未来在全域土地综合整治中,可深入探索NbS路径, 实现农业空间减排和增汇。如2012年,自然资源部国土整治中心与德国GIZ合作在湖南长沙县开展了我国首个低碳土地整治示范项目,该项目在规划设计、工程施工和后期利用全周期贯彻低碳理念,项目建设规模277.34公顷,采用低碳整治技术,与传统整治项目相比,总共减少水泥用量417.55吨、砂石用量1420.29立方米、水用量2611.12 立方米,减少二氧化碳排放约273.78吨。专家评估指出,与常规土地整治项目相比,减少水泥和沙石等材料近40%,能耗降低近30%,实现了生态功能、生产功能和观赏功能的有机统一。在外方专家的帮助下,项目组还编制了《低碳土地整理参考指南》。今年我国刚公布了446个全域土地综合整治试点,有望结合碳中和目标,探索不同区域低碳土地整治模式。

基于自然的碳中和解决方案应注意的问题

不同碳汇的饱和水平和稳定性不同。如森林等生态系统通过植被和土壤吸收、储存碳的功能并不是无限的,在一定的时间段内,随着植被和土壤碳库的饱和,净碳吸收逐渐降低至零。积累的碳也面临因干旱、火灾、病虫害或不可持续的管理而发生逆转的风险;再如青藏高原多年冻土区,表层1米中,土壤有机碳储量为97.2~172.2亿吨,虽然碳储量很高,但气候变暖会引起土壤碳大量分解,有机碳流失会通过排放大量温室气体加速全球气候变暖;还如单位面积的海岸带湿地生态系统固碳能力是森林的数倍,而且其固碳能力可稳定维持更久。因此,在生态系统保护优先区识别、生态保护修复工程布局及方案制定时,需充分考虑各类型碳汇的饱和及稳定水平,对具有较大碳汇潜力的生态系统给予重点关注。

方案选择时需考虑多目标协同增效。NbS作为应对社会挑战和提升人民福祉的行动集,可助力实现多重人类福祉目标,同时NbS又与我国生态文明理念、重要生态系统保护和修复重大工程等高度契合,因此它是助力碳中和实现并取得协同效益路径中的关键环节和手段。在当前的背景下,增汇效益固然是NbS的亮点,但在具体方案选择时,不仅要考虑其增汇贡献,同时也要考虑生物多样性保护、水资源管理、防灾减灾、生态扶贫等领域的协同效益,注意不同目标和效益之间的权衡以及多种生态系统服务的协同提升,在此基础上科学评估选择NbS路径。在深入调查掌握实际情况的基础上,真正做到“因地制宜”——宜林则林,宜草则草,宜湿则湿,宜荒则荒,避免因单一追求短期内固碳效益最大化而采用单一树种或外来速生树种大规模造林等,从而产生长远意义上不可逆转的后果。

(作者单位:自然资源部国土整治中心,中国科学院生态环境研究中心, 大自然保护协会)

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