生態系統“減排固碳”有多強

 

　　然而，草地恢復與放牧管理、農田氮肥管理、水稻田排水管理、濕地恢復等路徑，在提升生態系統的凈碳匯能力方面一直沒有進入主流視野。

 

　　目前，國際學術界認為，通過人為保護、恢復和管理森林、草地、濕地與農田生態系統，是生態系統自然碳匯之外的額外潛力。但除了全球尺度評估，美國、加拿大以及熱帶局部地區評估外，還缺乏對這一貢獻充分的量化研究。

 

　　近日，中國科學院生態環境研究中心聯合美國奧本大學、北京大學、北京師范大學、法國CEA-CNRS-UVSQ氣候與環境科學實驗室等單位，首次評估了中國過去20年來多路徑的生態系統管理，即NCS對減緩氣候變化的貢獻，并且預測了它們在未來40年的碳匯潛力，算了一筆60年的總賬，從而為我國國土空間規劃、土地治理策略提供了一個新的藍本。8月18日，相關成果發表于《自然—氣候變化》。

 

　　未來40年，減緩總量16億噸二氧化碳當量

 

　　過去幾十年里，特別是1999年以來，中國加強了生態恢復和保護的努力。盡管很多生態工程項目最初并不是為了固碳或減緩氣候變化而設計的，而是側重于減少水土流失、提高糧食產量等，但它們實際上為我國陸地生態系統碳匯做出了不可忽視的貢獻。

 

　　比如，水稻田的給排水管理涉及甲烷排放控制，農田的氮肥管理涉及氧化亞氮排放控制……“但人們通常并不清楚，甲烷和氧化亞氮的增溫潛力遠大于二氧化碳。”論文第一作者、中國科學院生態環境研究中心副研究員呂楠告訴《中國科學報》。

 

　　“在碳中和長期目標下，在深度減排的情景中，技術的減排潛力不斷收窄，減排成本不斷上升，NCS在應對氣候變化中的作用將越來越顯著。”論文通訊作者、中國科學院院士傅伯杰強調。

 

　　“問題是，目前中國NCS對實現碳中和的具體貢獻及其未來潛力在很大程度上是未知的。”他指出。

 

　　因此，研究團隊利用文獻、自然資源清查、公共數據庫和政策文件數據，評估了中國16種生態系統管理方式減緩氣候變化的能力，包括造林與再造林、天然林和人工林管理、草地恢復與放牧管理、農田氮肥管理、水稻田排水管理、濕地恢復等。

 

　　研究人員不僅對2000年至2020年生態工程和措施實施的范圍、規模、速度、效率進行系統性評估，還對2020年至2030年和2020年至2060年生態系統管理各路徑可實施的最大規模及其減緩潛力進行了估算。

 

　　結果顯示，2000年至2020年間，中國生態系統管理實施的主要措施獲得的額外氣候減緩能力為每年0.6Pg（1Pg=10億噸）二氧化碳當量（CO2e），占同期工業CO2年排放量均值的8%。

 

　　基于生態系統管理未來情景的設定，2020年至2030年間，中國的生態系統管理將獲得氣候變化減緩的最大額外潛力為0.6PgCO2e。如果包括2020年以前的管理措施在2020年后繼續發揮的固碳效益，總量可達1.2PgCO2e，占同期工業CO2年排放量均值的11%~12%。

 

　　“在同樣的時間周期內，這一減緩總量與美國相當，且遠高于加拿大。”呂楠表示，而2020年至2060年間，最大額外減緩潛力為1.0PgCO2e。如果包括2020年以前的管理措施在2020年后繼續發揮的固碳效益，減緩總量可達1.6PgCO2e。

 

　　此外，研究人員還估計了不同成本閾值內可以實現的最大緩解潛力的比例。呂楠提到，根據邊際減排成本曲線，26%~31%、62%~65%和90%~91%的未來總潛力可分別在每噸CO2e 10美、50美和100美的成本線以內實現，“這將為管理部門在預算層面提供參考依據”。

 

　　國家生態系統管理策略如何升級

 

　　由于自然條件、生態系統特征和管理方式、水平等存在區域異質性，研究人員發現，生態系統管理對氣候變化減緩總量及其路徑構成在各省份之間的差異很大。其中，內蒙古、黑龍江、四川和云南是歷史實現和未來潛力最高的4個省區。

 

　　該研究顯示，除西北和東部一些省份外，天然林管理和造林的貢獻最大；在新疆、青海和西藏，草地放牧優化對歷史減緩的貢獻最大，而在未來幾十年，濕地特別是泥炭地管理將是非常重要的增匯路徑；在中部和東部一些省份，包括河南、湖北、湖南、山東、安徽、江西和江蘇，農田養分管理和改良水稻種植的減排潛力巨大；在廣西，改善人工林管理的固碳效益不容小視。

 

　　“這一結果提示我們，除了林業管理，我們應該看到更多的生態系統減排機會和多樣化的實現路徑。”呂楠再次強調。

 

　　“未來生態系統最大碳匯潛力的發揮依賴于對大面積國土空間和生態系統的多路徑管理，這需要全方位升級國家生態系統管理策略。”傅伯杰說，“從NCS的角度為全國土地整體規劃提供一個藍本，將有助于制定更全面的土地治理策略，從整體上提升生態系統功能和服務。”

 

　　針對面向碳中和目標的生態系統管理戰略升級的政策，傅伯杰建議，將NCS納入國家碳中和政策體系；從國家層面進行生態系統管理頂層設計；因地制宜制定區域固碳增匯目標，提高生態系統管理效率；構建科學的生態系統管理額外碳匯核算方法體系；碳交易市場建設要與國家投資并舉。

 

　　《自然—氣候變化》同期針對該文發表了研究簡訊。加拿大自然聯合會教授Ronnie Drever認為，這項研究“對理解自然在中國應對快速氣候變化中的作用至關重要。鑒于中國在全球舞臺上的重要性和論文中確定的緩解潛力的規模，這一主題對發展仍然年輕的NCS具有深遠意義”。

 

　　《自然—氣候變化》編輯團隊發表評論指出，“這篇論文提供了中國NCS國家層面的碳吸收和溫室氣體減排潛力評估，以更精細的區域分析補充了全球尺度的NCS評估。鑒于全球對中國實現其氣候緩解目標的興趣，這一研究非常重要。”