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      碳達(dá)峰與碳中和⑩|一文讀懂生態(tài)系統(tǒng)碳匯如何監(jiān)測核算?

       longhy2000 2023-08-28 發(fā)布于北京
      鞏固和提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力,是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要一環(huán),是推動生態(tài)文明建設(shè)、減緩和適應(yīng)氣候變化的重要舉措。

      自然資源部、國家發(fā)展改革委、財政部、國家林草局聯(lián)合印發(fā)了《生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力鞏固提升實(shí)施方案》明確,“十四五”期間,基本摸清我國生態(tài)系統(tǒng)碳儲量本底和增匯潛力,初步建立與國際接軌的生態(tài)系統(tǒng)碳匯計量體系,加快構(gòu)建有利于碳達(dá)峰碳中和的國土空間開發(fā)保護(hù)格局,促進(jìn)生態(tài)保護(hù)修復(fù)取得明顯成效?!?/span>

      了解碳匯、開展生態(tài)系統(tǒng)碳匯調(diào)查監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究、深入推進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)碳匯監(jiān)測、全面掌握自然資源全要素碳匯家底,將為碳匯工作全面開展提供高效的理論支撐和技術(shù)保障。

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      碳匯是什么

      碳匯,是大氣圈中的二氧化碳轉(zhuǎn)移到其他地球圈層碳庫的過程,具有降低溫室氣體濃度、減緩氣候變化的作用。一般來說,以森林為代表的陸地生態(tài)系統(tǒng)是生物圈碳庫,海洋是水圈碳庫,以巖溶為代表的特殊地質(zhì)地貌是巖石圈碳庫。

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      圖1 生態(tài)系統(tǒng)碳匯過程

      林碳匯,指森林植物吸收大氣中的二氧化碳并將其固定在植被或土壤中。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫,在降低大氣中溫室氣體濃度、減緩全球氣候變暖中,具有十分重要的獨(dú)特作用。全球陸地生態(tài)系統(tǒng)所蘊(yùn)含的所有碳元素中,有62%至78%蘊(yùn)藏在森林這個復(fù)雜系統(tǒng)里,其中又有近七成蘊(yùn)藏在森林的土壤里。2020年聯(lián)合國糧農(nóng)組織《全球森林資源評估報告》指出,全球森林總碳儲量達(dá)到6620億噸,主要儲存在森林生物質(zhì)(約44%)、森林土壤(約45%)以及凋落物(約6%)和枯死木(約4%)中[1]。

      海洋碳匯,是通過海洋活動和海洋生物生長吸收大氣中的二氧化碳,并將其固定和儲存在海洋中的過程。海洋是地球上最大的碳庫,海洋不僅能夠每年吸收約81億噸人類排放的二氧化碳,這相當(dāng)于人類活動排放二氧化碳年總量的23%[2],同時也接收河流輸入的陸地碳庫中的碳。

      巖溶碳匯,是指巖溶作用過程中,直接吸收大氣或土壤中的二氧化碳形成的碳匯。其基本過程是:雨水溶解大氣和土壤中的二氧化碳,生成碳酸,隨后碳酸溶解碳酸鹽巖,生成含HCO3-Ca2+的巖溶水體。在此過程中,大氣中的二氧化碳被不斷移出,以HCO3-的形式進(jìn)入到巖溶水體中,起到了相應(yīng)的碳匯效果。全球巖溶分布面積為2200萬平方千米,占陸地面積的15%,全球碳酸鹽巖風(fēng)化溶解產(chǎn)生的碳匯通量為5.5億噸/年,相當(dāng)于全球森林碳匯通量的33%、土壤碳匯通量的70%[3]。

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      碳匯如何監(jiān)測

      碳匯主要通過測定兩個時點(diǎn)碳儲量的差值來估算,主要監(jiān)測方法是基于自然資源調(diào)查監(jiān)測體系的樣地實(shí)測法、生物量法及遙感估算法等,不同監(jiān)測尺度下選取的監(jiān)測方法也不同。

      在國家、省級大范圍尺度下監(jiān)測,選取生物量法和遙感估算法相結(jié)合的方法,數(shù)據(jù)易獲取、參數(shù)明確,能夠進(jìn)行大面積重復(fù)觀測,即使是人類難以到達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū),也能夠進(jìn)行連續(xù)、全天候的工作,可提供的數(shù)據(jù)范圍更大、成本更低。同時,還可以提供實(shí)時變化數(shù)據(jù),及時反映碳儲量的空間變化,且不會對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不必要的干擾。

      在市、縣級小范圍尺度下監(jiān)測,應(yīng)首選樣地實(shí)測法,數(shù)據(jù)精度高,方便國家、省掌握不同類型生態(tài)系統(tǒng)碳匯量和分布格局,形成全國生態(tài)系統(tǒng)碳匯一張圖,統(tǒng)籌自然資源科學(xué)規(guī)劃和高效利用。

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      圖2 碳匯監(jiān)測方法


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      碳匯如何核算

      森林、草原、濕地生態(tài)系統(tǒng)。森林、草原、濕地生態(tài)系統(tǒng)碳庫主要包括地上生物量、地下生物量和土壤有機(jī)質(zhì),其中地下生物量根據(jù)地上和地下生物量的比例系數(shù)(根莖比)計算得到。利用現(xiàn)有森林、草原、濕地清查數(shù)據(jù)和全國第二次土壤普查成果即可得到森林、草原、濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量。計算公式如下:

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      圖3 森林、草原、濕地生態(tài)系統(tǒng)碳儲量計算公式

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      圖4 某區(qū)域森林碳儲量估算結(jié)果

      海洋生態(tài)系統(tǒng)。海洋生態(tài)系統(tǒng)碳匯類型包括紅樹林、鹽沼、海草床、浮游植物、大型藻類、貝類等。計算公式如下:

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      圖5 海洋生態(tài)系統(tǒng)碳儲量計算公式

      注:參考自然資源部《海洋碳匯經(jīng)濟(jì)價值核算方法(報批稿)》

      巖溶。我國巖溶地貌廣泛分布,巖溶碳匯對我國實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)有重要意義。巖溶碳循環(huán)通常包括三部分:發(fā)生、遷移和轉(zhuǎn)化。70%~80%的巖溶碳循環(huán)發(fā)生在淺表層的巖溶表層帶,只有少部分發(fā)生在地下河和地下洞穴中。其計算公式如下:

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      圖6 巖溶生態(tài)系統(tǒng)碳儲量計算公式

      注:參考中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所《流域尺度巖溶碳循環(huán)監(jiān)測及固碳增匯技術(shù)要求(征求意見稿)》
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      成果如何應(yīng)用

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      圖7 碳匯監(jiān)測成果

      充分利用自然資源調(diào)查監(jiān)測體系(如連續(xù)清查數(shù)據(jù)、第三次全國國土調(diào)查數(shù)據(jù)、地理國情普查數(shù)據(jù)、遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)、樣地實(shí)測數(shù)據(jù)等),構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)碳匯監(jiān)測核算體系,開展碳儲量本底調(diào)查,測算區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)碳匯水平,分析碳儲量分布格局及碳匯潛力;并編寫區(qū)域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)碳匯調(diào)查監(jiān)測報告,構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)碳匯調(diào)查監(jiān)測數(shù)據(jù)庫和樣地(樣方)調(diào)查數(shù)據(jù)庫,形成生態(tài)系統(tǒng)碳匯清單、碳匯本底數(shù)據(jù)庫,從以下三個方面支撐生態(tài)系統(tǒng)固碳增匯。

      一是加強(qiáng)碳匯空間管控,穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)固碳作用。在碳匯監(jiān)測的基礎(chǔ)上,挖掘土壤、植被等碳庫的碳匯作用和固碳能力,評估國土空間規(guī)劃碳匯成效,探索低碳土地利用模式,優(yōu)化土地利用生態(tài)布局;加強(qiáng)國家公園、自然保護(hù)區(qū)等重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)保護(hù)力度,加強(qiáng)生物多樣性與固碳能力協(xié)同保護(hù),防止自然資源過度開發(fā)利用,穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)固碳作用;設(shè)計維持現(xiàn)有管理措施、國土空間規(guī)劃和“雙碳”目標(biāo)管理措施等不同情景。

      二是統(tǒng)籌推進(jìn)生態(tài)修復(fù)工程,提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力。基于碳匯監(jiān)測成果,識別生態(tài)修復(fù)重大項(xiàng)目的主要碳源碳匯因子,提出減碳對策和措施及調(diào)整建議,科學(xué)挖掘自然資源碳匯潛力,推進(jìn)國土綠化,推動廢棄礦山、荒山荒坡、裸露山體植被恢復(fù),保護(hù)修復(fù)紅樹林、海草床、珊瑚礁、鹽沼等生態(tài)系統(tǒng),銜接全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體布局,有助于持續(xù)提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力。

      三是助力推進(jìn)碳匯交易,加快生態(tài)產(chǎn)品價值實(shí)現(xiàn)。在通過監(jiān)測摸清碳匯家底的基礎(chǔ)上,結(jié)合國家碳市場建設(shè)的總體部署,指導(dǎo)開展碳匯項(xiàng)目開發(fā),推動形成政府主導(dǎo)、企業(yè)和社會各界參與、市場化運(yùn)作的碳市場,助力生態(tài)優(yōu)勢向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)碳匯的價值,為人民增收、區(qū)域協(xié)調(diào)綠色發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

      國地科技是具有自然資源空間數(shù)據(jù)采集與處理、地理信息系統(tǒng)研發(fā)、時空大數(shù)據(jù)集成分析與應(yīng)用一體化綜合服務(wù)能力的高新技術(shù)企業(yè),在自然資源調(diào)查監(jiān)測、國土變更調(diào)查、地理國情監(jiān)測、自然資源統(tǒng)一確權(quán)登記等方面具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),能夠?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)碳匯調(diào)查監(jiān)測工作提供扎實(shí)技術(shù)支撐,實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)碳匯管理的“數(shù)智”賦能。

      參考文獻(xiàn):

      [1]張?zhí)锟?《“句芒”號把碳匯算得明明白白》.北京日報2022-08-10.

      https://bjrbdzb./bjrb/mobile/2022/20220810/20220810_013/co

      ntent_20220810_013_1.htm

      [2]包銳.“碳中和”目標(biāo)背景下我國海洋碳匯與碳年齡的思考[J/OL].

      中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版):1-7[2022-09-08].DOI:10.16441/j.cnki.

      hdxb.202202.

      [3]曹建華.《地質(zhì)工作與碳中和—巖溶碳匯》.中國礦業(yè)報2021-04-16.

      https://xw.qq.com/cmsid/20210418A01Y0U00

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