■本報(bào)記者 胡珉琦

說到生態(tài)系統(tǒng)固碳、減少溫室氣體排放的路徑，人們最先想到也是最熟知的一定是植樹造林。事實(shí)上，“基于自然的氣候解決方案”（以下稱NCS）遠(yuǎn)不止這一種手段。

然而，草地恢復(fù)與放牧管理、農(nóng)田氮肥管理、水稻田排水管理、濕地恢復(fù)等路徑，在提升生態(tài)系統(tǒng)的凈碳匯能力方面一直沒有進(jìn)入主流視野。

(相關(guān)資料圖)

目前，國際學(xué)術(shù)界認(rèn)為，通過人為保護(hù)、恢復(fù)和管理森林、草地、濕地與農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，是生態(tài)系統(tǒng)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(qū)評估外，還缺乏對這一貢獻(xiàn)充分的量化研究。

近日，中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心聯(lián)合美國奧本大學(xué)、北京大學(xué)、北京師范大學(xué)、法國CEA-CNRS-UVSQ氣候與環(huán)境科學(xué)實(shí)驗(yàn)室等單位，首次評估了中國過去20年來多路徑的生態(tài)系統(tǒng)管理，即NCS對減緩氣候變化的貢獻(xiàn)，并且預(yù)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(guī)劃、土地治理策略提供了一個(gè)新的藍(lán)本。8月18日，相關(guān)成果發(fā)表于《自然—氣候變化》。

未來40年，

減緩總量16億噸二氧化碳當(dāng)量

過去幾十年里，特別是1999年以來，中國加強(qiáng)了生態(tài)恢復(fù)和保護(hù)的努力。盡管很多生態(tài)工程項(xiàng)目最初并不是為了固碳或減緩氣候變化而設(shè)計(jì)的，而是側(cè)重于減少水土流失、提高糧食產(chǎn)量等，但它們實(shí)際上為我國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯做出了不可忽視的貢獻(xiàn)。

比如，水稻田的給排水管理涉及甲烷排放控制，農(nóng)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(yuǎn)大于二氧化碳。”論文第一作者、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心副研究員呂楠告訴《中國科學(xué)報(bào)》。

“在碳中和長期目標(biāo)下，在深度減排的情景中，技術(shù)的減排潛力不斷收窄，減排成本不斷上升，NCS在應(yīng)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(xué)院院士傅伯杰強(qiáng)調(diào)。

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

因此，研究團(tuán)隊(duì)利用文獻(xiàn)、自然資源清查、公共數(shù)據(jù)庫和政策文件數(shù)據(jù)，評估了中國16種生態(tài)系統(tǒng)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(fù)與放牧管理、農(nóng)田氮肥管理、水稻田排水管理、濕地恢復(fù)等。

研究人員不僅對2000年至2020年生態(tài)工程和措施實(shí)施的范圍、規(guī)模、速度、效率進(jìn)行系統(tǒng)性評估，還對2020年至2030年和2020年至2060年生態(tài)系統(tǒng)管理各路徑可實(shí)施的最大規(guī)模及其減緩潛力進(jìn)行了估算。

結(jié)果顯示，2000年至2020年間，中國生態(tài)系統(tǒng)管理實(shí)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(dāng)量（CO2e），占同期工業(yè)CO2年排放量均值的8%。

基于生態(tài)系統(tǒng)管理未來情景的設(shè)定，2020年至2030年間，中國的生態(tài)系統(tǒng)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(xù)發(fā)揮的固碳效益，總量可達(dá)1.2PgCO2e，占同期工業(yè)CO2年排放量均值的11%~12%。

“在同樣的時(shí)間周期內(nèi)，這一減緩總量與美國相當(dāng)，且遠(yuǎn)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(xù)發(fā)揮的固碳效益，減緩總量可達(dá)1.6PgCO2e。

此外，研究人員還估計(jì)了不同成本閾值內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)的最大緩解潛力的比例。呂楠提到，根據(jù)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美元、50美元和100美元的成本線以內(nèi)實(shí)現(xiàn)，“這將為管理部門在預(yù)算層面提供參考依據(jù)”。

國家生態(tài)系統(tǒng)管理策略如何升級

由于自然條件、生態(tài)系統(tǒng)特征和管理方式、水平等存在區(qū)域異質(zhì)性，研究人員發(fā)現(xiàn)，生態(tài)系統(tǒng)管理對氣候變化減緩總量及其路徑構(gòu)成在各省份之間的差異很大。其中，內(nèi)蒙古、黑龍江、四川和云南是歷史實(shí)現(xiàn)和未來潛力最高的4個(gè)省區(qū)。

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(xiàn)最大；在新疆、青海和西藏，草地放牧優(yōu)化對歷史減緩的貢獻(xiàn)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(nóng)田養(yǎng)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(jié)果提示我們，除了林業(yè)管理，我們應(yīng)該看到更多的生態(tài)系統(tǒng)減排機(jī)會和多樣化的實(shí)現(xiàn)路徑。”呂楠再次強(qiáng)調(diào)。

“未來生態(tài)系統(tǒng)最大碳匯潛力的發(fā)揮依賴于對大面積國土空間和生態(tài)系統(tǒng)的多路徑管理，這需要全方位升級國家生態(tài)系統(tǒng)管理策略。”傅伯杰說，“從NCS的角度為全國土地整體規(guī)劃提供一個(gè)藍(lán)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(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)。”

針對面向碳中和目標(biāo)的生態(tài)系統(tǒng)管理戰(zhàn)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(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)管理頂層設(shè)計(jì)；因地制宜制定區(qū)域固碳增匯目標(biāo)，提高生態(tài)系統(tǒng)管理效率；構(gòu)建科學(xué)的生態(tài)系統(tǒng)管理額外碳匯核算方法體系；碳交易市場建設(shè)要與國家投資并舉。

《自然—氣候變化》同期針對該文發(fā)表了研究簡訊。加拿大自然聯(lián)合會教授Ronnie Drever認(rèn)為，這項(xiàng)研究“對理解自然在中國應(yīng)對快速氣候變化中的作用至關(guān)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(guī)模，這一主題對發(fā)展仍然年輕的NCS具有深遠(yuǎn)意義”。

《自然—氣候變化》編輯團(tuán)隊(duì)發(fā)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(xì)的區(qū)域分析補(bǔ)充了全球尺度的NCS評估。鑒于全球?qū)χ袊鴮?shí)現(xiàn)其氣候緩解目標(biāo)的興趣，這一研究非常重要。”

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41558-022-01432-3

標(biāo)簽： 生態(tài)系統(tǒng)