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中國網/中國發展門戶網訊 碳減排和碳增匯是實現碳達峰、碳中和(以下簡稱“雙碳”)目標的2個決定因素。其中,碳增匯即固碳,其核心是生態保護、建設和管理。由于植被自然生長和生態建設等因素,中國陸地生態系統發揮并將在未來繼續發揮著重要的碳匯作用。黨的十八大以來,我國將生態文明納入“五位一體”總體布局,倡導構建人類命運共同體、建設清潔美麗世界,開展了一系列根本性、開創性工作,推動生態環境保護修復和應對氣候變化工作取得了突破性進展。2021年,習近平總書記在中央財經委員會第九次會議上強調,“實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革,要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局,拿出抓鐵有痕的勁頭,如期實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標”。從碳中和的長遠目標來看,為了增強生態系統的固碳能力,需要從內部結構優化和區域發展協調2個方面優化生態建設布局。其中,內部結構優化主要是發揮重要生態系統固碳作用;區域發展協調主要是依托區域特色稟賦,選擇差異化生態固碳能力提升路徑。
生態固碳現狀與趨勢
森林固碳主體作用明顯。改革開放以來,通過不懈地植樹造林,我國森林覆蓋率已由20世紀80年代初的12%提高到目前的23%,森林蓄積量提高到1.75×1010m3,全國森林面積達2.2×106km2。其中,人工林面積占全國森林總面積的1/3以上,連年來超額完成年度造林計劃任務,人工林面積穩居全球第一(圖1)。2020年10月 Nature發布研究成果表明,2010—2016年我國陸地生態系統年均吸收約1.11 Pg C,約為先前國內外研究結果(0.35 Pg C)的3倍,這一巨大的固碳能力相當于吸收了同時期我國年均人為碳排放的45%。我國陸地生態系統之所以擁有巨大的碳匯能力,主要來自于我國重要林區,尤其是西南林區的固碳貢獻,同時我國東北林區在夏季也有非常強的碳匯作用。通過對恢復天然森林植被、加強人工林培育等方面的巨大投入,在全球森林面積減少的背景下,我國森林面積年均凈增加量在近10年中排在全球第一位并且遠超其他國家,從而使我國陸地生態系統獲得強大的固碳能力。
草原生態系統碳匯增長潛力巨大。草地是地球上廣泛分布的陸地生態系統類型之一,在全球碳循環中起著重要作用。我國天然草原面積近4×106km2,約占國土總面積的40%,主要分布在東北平原、內蒙古高原、黃土高原、青藏高原和新疆山地,是全球草地生態系統的重要組成部分。我國草原總碳儲量為28.95 Pg C,其中植被碳儲量為1.82 Pg C,土壤有機碳碳儲量為27.13 Pg C。我國草地生物量和土壤碳庫在過去20年沒有發生顯著變化,即我國草地生態系統是一個中性的碳匯。2000年以來,我國草原地區陸續實施了“京津風沙源治理”“退牧還草”“天然草原保護”“石漠化治理”“草原監測預警”等多個重大生態工程,在一定程度上遏制了草原退化的勢頭。
根據政府間氣候變化專門委員會(IPCC)發布的評估報告,每公頃天然草地每年能固碳1.3 t,等同于減少 CO2排放量6.9 t。中國草地面積約4×106km2,每年約能固碳5.2×108t,等同于每年減少2.76×109t二氧化碳當量(CO2e),為全國碳排量的30%—50%。草原生態系統具有巨大的碳匯增長潛力,加強草原生態系統的保護和修復,對我國實現碳中和具有非常重要的意義。
重大生態工程固碳效益顯著。我國天然林保護工程、退耕還林工程、退耕還草工程、長江和珠江防護林工程等重大生態工程及秸稈還田農田管理措施等的實施,對我國陸地生態系統固碳能力提升起到了重要作用。對6項重大生態工程邊界內外生態系統碳密度時空格局變化相關研究表明,2000—2010年,重大生態工程實施對生態系統碳儲量和固碳能力提升發揮了重要作用,重大生態工程區內生態系統碳儲量增加達到1.5 Pg C,年均碳匯功能達到132 Tg C,抵消了同期我國化石燃料燃燒 CO2排放的9.4%。上述重大生態工程區生態系統年均碳匯的56%(74 Tg C)可直接歸因于重大生態工程的實施。
生態固碳面臨的新挑戰
成/過熟林積壓影響森林固碳能力
自1984年實施《中華人民共和國森林法》以來,我國嚴格限制天然林采伐,全國多地頒布并實施“禁伐令”,以“養護”為主的森林管理措施長期實施。1987年原林業部發布《森林采伐更新管理辦法》,貫徹“以營林為基礎,普遍護林,大力造林,采育結合,永續利用”的林業建設方針,執行森林經營方案,實行限額采伐,發揮森林的生態效益、經濟效益和社會效益。對比“十三五”期間全國森林采伐限額,全國每年總額為2.5×108m3,5年內允許采伐量約占全國蓄積量的1.45%,遠低于我國成/過熟林蓄積量。另外,“十三五”期間,我國全面取消了天然林商業性采伐指標。2017年,全國所有國有天然林均納入停伐補助范圍,非國有天然商品林停伐也分步驟納入管護補助范圍。采伐限額制度一定程度抑制了森林經營者投入造林管護的時間、資本及勞動力,導致“只種不管”或轉投其他行業現象出現。目前,我國森林資源中,喬木林成過熟林超過3.6×105km2,面積占比超20%,蓄積量占比近40%。隨著我國森林資源中成過熟林占比增高,大量枯立木、病腐木積壓、腐爛,演變為碳的釋放源,對實現碳中和造成一定負面影響。部分林區的成/過熟木增多,光合固碳和呼吸放碳相當,林區整體固碳能力下滑。對“天然林資源保護工程”歷次森林資源清查結果顯示,全區過熟林碳匯呈下降趨勢。
適宜種植林草國土面積有限
我國陸地生態系統總體固碳能力得益于不斷擴大的森林面積,但我國干旱和半干旱地區占國土面積一半以上,耕地保障壓力大,建設用地嚴重不足,導致宜林國土面積有限。歷次全國森林資源清查結果顯示,全國森林覆蓋率的年增長率自20世紀90年代起呈快速下降趨勢,從近20%下降到5%(圖2)。
由于我國森林覆蓋率增長將逐漸進入瓶頸期,未來僅依托造林面積“量”的增長來發揮森林固碳作用不可持續。從全國不同地區來看,華北、華東、中南等宜林地區的森林覆蓋率均超40%;西北地區森林覆蓋率最低,不足9%,但干旱缺水、沙漠地表導致該地區植樹造林難度較大。
另外,對1980—2018年生態用地進行分析,結果表明重要生態空間內生態用地呈收縮趨勢(圖3)。生態用地減少的主要原因一方面在于農業開發活動增強,同時生態用地增加也主要來源于農業用地,這說明退耕還林還草生態保護工程修復成效已經凸顯;另一方面開發建設和農業活動持續侵占和破壞生態用地,生態保護形勢依然嚴峻。
生態工程多元投入機制待建立
目前,我國的重大生態工程仍以政府投入為主,投資渠道比較單一,資金投入整體有待提高。由于生態保護工程具有明顯的公益性、外部性,經濟收益低、項目風險高等特征,且目前我國市場投入機制、生態保護補償機制仍不完善,缺乏有效的激勵社會資本投入生態保護、生態修復的有效政策和措施,社會資本參與生態保護工程的意愿并不高。另外,由于生態工程建設的重點區域多為老、少、邊、窮等本身財力不足地區,當地民眾存在不同程度的“等、靠、要”思想,缺乏鼓勵各地統籌多層級、多領域資金、吸引社會資本積極參與重大工程建設的內生動力。
生態固碳配套政策措施待完善
以生態林業工程為例,目前尚存在社會法制觀念落后、生態林業建設發展滯后等問題。由于生態林業工程建設系統性較強,必須借助相應的法律法規來推動,現行部分法律法規已不能滿足林業發展需求,反而會影響工程建設效率。以重大水利工程為例,工程實施過程中征地補償相關政策、補償資金分配政策、移民安置辦法等在落實過程中存在一定問題,款項分配透明度不夠、分配不合理等,極易引發關聯人群負面情緒,甚至阻礙工程進展。
提升重要生態系統固碳能力途徑
重啟成過熟林地有序更新采伐
隨著成過熟森林比重上升、可供植樹造林的土地有限,國內林木產品需求量又不斷增長等問題加劇,為確保如期實現“雙碳”目標,需要系統布局、持續監測、完善保障,有計劃、分階段、分區域開展森林更新砍伐,促進林木產業發展,提升森林固碳能力。
逐步轉變政策理念,設計“雙碳”目標下森林更新路線。①全面轉變以禁伐為主的政策導向,有計劃地部署重啟森林采伐。一方面,強化法律制度導向,修訂《中華人民共和國森林法》《中華人民共和國森林法實施條例》,將森林可持續固碳能力納入基本理念和原則,完善森林采伐相關規定;修訂《森林采伐更新管理辦法》,擴大森林采伐范圍,更新森林采伐的方式和途徑。另一方面,完善森林采伐方式、方法和強度等方面的配套政策,加強政策宣貫和科普教育,盡快普及森林采伐政策要求和措施。②在“雙碳”目標的長周期框架下,設計從禁伐到更新采伐的路線圖。森林固碳對于“雙碳”目標實現具有重要作用,目前較多認識集中在植樹造林方面。應在考慮更新采伐基礎上重新估算未來森林固碳潛力,并按照碳達峰、碳中和階段目標,形成“以造林為主,采伐為輔”→“造林與采伐并重”→“采伐為主,造林為輔”的長周期更新采伐路線圖。
加強頂層規劃布局,開展成過熟林地采伐試點。①統籌布局形成森林采伐頂層設計,構建從國家到各省份的森林采伐規劃體系。在森林生態功能優先,充分考慮區域林木經濟發展需求的總體原則指導下,根據我國成熟森林的分布,制定分階段、分區域、差異化的采伐策略,構建森林采伐的“國家-省級-林區”3級規劃體系。②在基礎設施完善的國有林場,率先開展成過熟林采伐試點。采伐試點的選擇首要考慮林齡,同時需綜合考慮林區基礎設施情況、管理體制、人力資源等,建議首批試點地區選擇在東北的大興安嶺、小興安嶺、長白山地區國有林場的成熟林地。
強化“雙碳”目標導向,構建森林采伐現代標準體系。①建立我國森林碳交換監測數據庫,為重啟森林采伐提供科學依據。我國森林分布廣、面積大、增長快、類型豐富。在發揮森林固碳能力最大效益目標下,應構建不同氣候地帶、不同類型、不同林齡森林生態系統碳交換監測評估體系,全面測算評估森林更新固碳潛力和對實現“雙碳”目標的貢獻,為森林采伐的科學準確性提供依據。②根據林木類型和成熟度確定合理采伐強度,建立不同林木類型間伐標準;以提升森林土壤碳封存為目標,建立采伐技術標準及負面清單。綜合考慮森林固碳效益、生態效益及經濟效益,確定不同森林類型的最優輪伐期;通過成熟林地輪伐更新,挖掘森林固碳潛力。另外,在林木采伐過程中,為防止大面積的土壤擾動、煉山造林等影響森林土壤固碳效果,建立森林采伐技術標準和負面清單。
提升支撐保障能力,完善間伐/選伐基礎設備設施。①改變以人工為主的木材采伐局面,提升林業技術裝備研發和生產能力。我國林業技術裝備發展起步晚,發展力度小,研發能力薄弱,使得林業木材采伐的機械化和自動化程度較低,很多地區仍依賴人工開采。應加大林業技術裝備研發和生產能力,推動林業技術裝備從傳統的人工操作轉向機械化、自動化和標準化發展。②加大林區基礎設施建設投資和政策扶持力度,建設適應間伐、選伐的現代基礎設施網絡。長期以來,以養護為目標的政策指引下,林區基礎設施落后,道路總量不足、用水用電難以保障等問題突出。因此,應從適應更新采伐目標出發,科學合理設計水電路網等的密度和等級,構建現代化林區基礎設施網絡。
增強草原生態系統固碳能力
根據“雙碳”目標的“兩步走”戰略設想,建立目標導向倒逼機制,研究謀劃草原發展近景和遠景目標,制定各階段草原碳匯的目標指標,以及實現途徑和政策建議等。
明確“雙碳”目標下對草原新要求,強化草原固碳頂層設計。加快制定《草原應對氣候變化行動方案》,明確在“雙碳”目標框架下草原應對氣候變化中長期目標,制定扶持政策和管理措施;在保證我國草原生態平衡、資源可持續利用及區域經濟社會可持續發展的前提下,制定氣候變化情景下的適應性草原管理政策;選擇和采取因地制宜的生態工程和技術措施,增強我國草原的碳匯功能。
提升草原固碳科技支撐,建立差別化草地碳匯功能區。優化科技資源配置,把握草原科技創新方向,啟動適宜于不同區域草地類型的草地碳匯功能區。針對成熟的優良草地,實施適度放牧、草蓄平衡,劃定草地可持續發展區;針對退化、沙化、鹽堿化等低劣草地,實施禁牧、播種補播等措施,劃定草地修復功能區;針對青藏高原獨特草地生態系統,劃定草地碳匯核心保護區。
開展草原固碳能力監測,科學研判草原碳匯變化。不斷豐富草原監測內容,在地面監測工作中增加草原植被、土壤有機碳等監測指標,為科學準確掌握我國草原碳匯現狀和動態變化提供堅實的數據和信息基礎。
發揮“西線引水工程”碳匯增益作用
重大生態建設工程碳增匯作用包括調水、治沙、保護和修復等。除了增強森林、草地、濕地和農田等固有生態系統的碳匯作用之外,還可以通過改善區域生態植被本底條件,促進形成新的碳匯。在系統推進生態保護和修復工程的同時,建議全面啟動實施“西線引水工程”,充分發揮引水工程的碳匯增益作用,支撐西北地區碳中和進程。“西線引水工程”主要為開發西北提供水資源支撐,加快黃河上中游生態保護與高質量發展。該工程實施面臨的工程難度大、生態環境影響大、工程投資大等問題。在“雙碳”目標框架下,“西線引水工程”可以通過“增匯減排”來解決工程實施的部分成本效益問題。
“西線引水工程”實現“雙碳”目標的增益作用體現在:①促進草地濕地面積增加,天然植被恢復。通過生態輸水相關工程,促進沿線干旱半干旱地區天然植被恢復,草地濕地面積增加,形成新的自然碳匯。②解決農業發展用水問題,增加耕地面積。西部干旱半干旱地區缺水嚴重,農業發展受限,通過“西線引水工程”解決農業發展用水,促進農田碳匯增加。以黑山峽生態灌區為例,“西線引水工程”一期規劃水量配置方案年供水1.8×108m3,可新發展灌溉面積約280 km2,其中草地116.7 km2、農田77.3 km2、林地86 km2。③促進光伏等清潔能源發展,優化能源結構。一方面,光伏等新能源的發展,需要依托水來清洗光伏板;“西線引水工程”能夠解決清潔能源發展需水問題,通過優化能源結構,減少碳源。另一方面,將光伏陣列布設于“西線引水工程”的水渠水面及防護帶地面上,從而形成規模宏大的帶狀光伏電站,這每年減少將近6.03×106t CO2排放量,有助于“西線引水工程”的整體減排降碳。
“西線引水工程”新增的碳匯增益可以通過碳排放權市場交易,轉化為工程實施的成本投入。因此,在工程實施方面注重全面評估“西線引水工程”在固碳減排方面的效益,將其納入生態效益統籌考慮;探索建立基于碳排放權市場的生態補償機制,引入社會資本,構建多元化投資渠道。
生態建設與國土空間布局優化重點
統籌建立差異化的“雙碳”目標實現路徑
受自然條件、經濟發展、產業結構、能源結構等方面影響,我國不同地區碳收支存在顯著分異,且在未來一段時間內仍將持續。因此,國家層面,應采用系統論的思想方法,從全局出發統籌考慮不同地區碳收支的基本特征、發展現狀和未來趨勢,盡快形成碳中和頂層設計和戰略布局,明確不同地區的功能定位和政策重點,在實現“雙碳”目標的同時促進區域均衡協調發展。
對不同地區碳中和實現路徑進行規劃有3點建議:①對西部、東北等重點生態地區,重點圍繞固碳增匯。進一步加強生態屏障建設,扎實推進重點生態工程和大規模國土綠化,最大程度挖掘地區碳匯潛力,有力支撐國家“雙碳”目標實現;同時,積極開發地區在生物、景觀、氣候、能源等方面的優勢,構建以生物醫藥、清潔能源、旅游文化、優質農牧業等為主體的綠色產業體系。②對華中、華北等傳統工業地區,重點圍繞產業和能源轉型升級。一方面,加大鋼鐵、機械等傳統產業升級力度,積極開展工藝流程的綠色化改造,深入推進綠色制造發展;另一方面,著力開展能源結構優化,逐步降低傳統能源比例,與西部清潔能源豐富地區建立長期合作機制,穩步提升清潔能源使用。③對華東、華南等發達地區,重點圍繞低碳發展。以低碳技術研發創新為主要抓手,率先推進排放總量管控,從能源結構轉型、產業用能轉變、低碳城鎮建設、綠色生活方式等方面,開展全方位、全流程的生產和生活綠色轉型。
全面推進欠發達地區綠色低碳發展
欠發達地區在固碳增匯、清潔能源、生態資源等方面的優勢,使其成為國家“雙碳”目標實現不可或缺的中堅力量。但受區域政策差異、自身發展需求等多方面因素影響,欠發達地區正成為東部“高耗能、高排放”產業的主要遷入地,溫室氣體排放持續升高,地區減排壓力不斷加劇。因此,欠發達地區應及時調整發展思路,充分發揮地區在綠色發展方面的比較優勢,拓展深化自然資源的價值轉化路徑,實現地區經濟、社會和生態效益的共贏。
欠發達地區“雙碳”目標,需要加強與區域其他戰略措施協同。①在黃河流域生態保護和高質量發展、西部大開發等國家重大區域戰略中,突出“雙碳”目標的指導地位,完善清潔能源保障和固碳增匯等相關政策,在推動欠發達地區綠色資源更好服務國家戰略的同時,促進地區經濟發展轉型。②在綠色發展理念指導下,構建完善的鄉村生態振興政策體系,將鄉村振興工作與生態保護補償、國家重大生態工程、生態產業發展、清潔能源產業等相結合,進一步鞏固和發展地區鄉村振興成果。③鼓勵和支持欠發達地區積極對接碳排放權、用水權、清潔能源等交易,推動跨區、跨省交易機制和配額制度的建立和完善,充分保障欠發達地區利益,推動欠發達地區發展建設,進而實現區域間的共同富裕和協調發展。
協調處理生態保護與清潔能源發展
穩步提升清潔能源使用,是我國優化能源結構、實現低碳發展的有力舉措;但由于我國清潔能源資源分布與生態空間重疊嚴重,導致清潔能源建設與生態保護之間矛盾愈發突出,部分能源豐富地區甚至出現因各級、各類管控措施限制而無法開發的現象,對相關產業和區域自身發展均產生影響。因此,亟待理順生態保護與清潔能源發展關系,協調處理二者在空間、管理等方面的主要矛盾,科學推動清潔能源快速發展的同時,促進區域生態環境改善和國土空間高效利用。
協調處理我國生態保護與清潔能源發展的具體建議有3點:①科學評估生態脆弱性和敏感性。結合太陽能資源、風能資源的豐富度和開發利用適宜性評價,單獨設立新能源特殊用地類型,為光伏和風能項目預留用地空間。②制定最嚴格的生態影響評估規程和綜合影響評估規程。明確項目建設對當地和全域生態系統的正、反面影響,以及對實現“雙碳”目標、促進地方實現現代化目標的影響,把統籌清潔能源空間布局列為我國清潔能源資源富集地區國土空間規劃的一個專項規劃,科學評估,合理布局。③統籌清潔能源項目建設與山水林田湖草沙生態系統修復工程協同部署,促進區域生態環境改善和國土空間高效利用。推動發展以清潔資源為主體的綠色循環產業體系,全方位助力地區實現綠色發展。
(作者:樊杰,中國科學院地理科學與資源研究所、中國科學院科技戰略咨詢研究院、中國科學院大學資源與環境學院;王紅兵、周道靜、馬寧、劉寶印,中國科學院科技戰略咨詢研究院。《中國科學院院刊》供稿)