地質(zhì)工作與碳中和
——實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的自然碳匯解決方案

自然生態(tài)系統(tǒng)深度參與著全球碳循環(huán)過程，其吸收二氧化碳的固碳作用對(duì)中和碳排放貢獻(xiàn)巨大。自然碳匯作為最經(jīng)濟(jì)且副作用最少的方法，是未來我國應(yīng)對(duì)氣候變化，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和最有效的途徑之一。

推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“30·60”碳達(dá)峰和碳中和，不僅是我國推動(dòng)構(gòu)建人與自然生命共同體和引領(lǐng)全球氣候治理的重要舉措，也是服務(wù)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略途徑。據(jù)預(yù)測(cè)，即使到2060年我國非化石能源占比從目前的16%左右提高到80%以上，非化石電力占比由目前的33%左右提高到90%以上，仍有大約20億噸溫室氣體排放難以消減。因此，在現(xiàn)有的節(jié)能減排技術(shù)基礎(chǔ)上，發(fā)掘新的固碳增匯途徑顯得十分迫切。

自然生態(tài)系統(tǒng)是全球碳循環(huán)的重要一環(huán)

自然生態(tài)系統(tǒng)是指在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)，依靠自然調(diào)節(jié)能力而維持相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，如森林、草原、湖泊濕地、耕地、海洋等。自然生態(tài)系統(tǒng)是地球表層生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，深度參與著全球碳循環(huán)過程。大氣中的CO2被陸地和海洋植物光合作用吸收后進(jìn)入生物圈、巖石圈、土壤圈和水圈，部分被吸收的碳在生物地球化學(xué)作用下最終成為碳匯，另一部分通過土壤呼吸和微生物分解重新返回大氣。自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與否直接決定了大氣CO2的濃度高低，對(duì)全球碳循環(huán)有著重大影響。Canadell等人2007年的研究結(jié)果顯示，人為排放碳大約有55%被自然所消除，其中海洋占2 4 %，陸地生態(tài)系統(tǒng)占30%。2008年，世界銀行發(fā)布報(bào)告，首次提出了全球氣候變化“基于自然的解決方案”（NbS），指出自然界的生物多樣性增加能夠減少碳排放和增加碳匯，可以對(duì)全球減緩氣候變化做出貢獻(xiàn)。在2019年聯(lián)合國氣候行動(dòng)峰會(huì)上，NbS被列入加快全球氣候行動(dòng)的九大領(lǐng)域之一。我國最新的研究數(shù)據(jù)也發(fā)現(xiàn)，2010~2016年，我國陸地生態(tài)系統(tǒng)年均吸收約11.1億噸碳，占同時(shí)期人為碳排放的45%。

自然碳匯對(duì)減緩全球氣候變化貢獻(xiàn)巨大

聯(lián)合國環(huán)境署在一份報(bào)告中指出，控制碳排放的最佳方法是“自然碳匯”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球大洋每年從大氣吸收CO2約20億噸，占全球每年CO2排放量的1/5左右；濱海濕地作為重要的海岸帶藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)，每平方公里的年碳埋藏量預(yù)計(jì)可達(dá)2.2億噸；林木每生長1立方米，平均吸收1.83噸CO2，但其成本僅是技術(shù)減排的20%；草地是全球陸地生態(tài)系統(tǒng)分布面積最廣的類型之一，按照天然草地每公頃可固碳1.5噸/年計(jì)算，我國的草地資源每年總固碳量約為6億噸；長江、珠江、黃河三大河流每年固定的CO2也有0.57億噸左右；我國巖溶作用每年可回收大氣CO2量0.51億噸；依托土地綜合整治等手段可實(shí)現(xiàn)農(nóng)田減排增匯，促進(jìn)農(nóng)業(yè)空間降低凈碳排放。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2030年，我國農(nóng)業(yè)空間最大技術(shù)減排潛力約為每年6.67億噸Co2。

綜上，到2030年，我國陸地森林、草原、濕地等生態(tài)系統(tǒng)的最大技術(shù)減排潛力約為每年36億噸CO2（不包含海洋碳匯）。自然碳匯是未來我國應(yīng)對(duì)碳達(dá)峰、碳中和最有效的途徑之一，也是最經(jīng)濟(jì)且副作用最少的方法。

自然碳匯面臨的現(xiàn)實(shí)困境

自然碳匯也存在很大的不確定性和不穩(wěn)定性。由于不同研究者的數(shù)據(jù)來源不同，自然碳匯的計(jì)算結(jié)果往往差異較大。自然生態(tài)系統(tǒng)儲(chǔ)存的碳匯也可能隨著吸收飽和而碳匯量趨于零，甚至有重新釋放的風(fēng)險(xiǎn)。例如青藏高原多年凍土區(qū)，土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量雖然很高，但氣候變暖會(huì)導(dǎo)致土壤碳大量分解釋放成為碳源。在不受干擾的情況下，土壤泥碳地儲(chǔ)存的二氧化碳比地球上所有其他植被的總和還多。但是當(dāng)它們被退化、干枯時(shí)，每年可以釋放出大量二氧化碳。此外，自然碳匯研究的監(jiān)測(cè)設(shè)施和評(píng)價(jià)手段還不完善，觀測(cè)技術(shù)還有待提高，存在著體積大、成本高、運(yùn)維難度大、在線化程度低等缺點(diǎn)。相關(guān)的自然資源監(jiān)測(cè)技術(shù)指南大多仍停留在部門規(guī)范性文件的層面，相關(guān)的調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)制定工作滯后，專業(yè)技術(shù)人才缺乏。現(xiàn)有的自然碳匯數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)的坐標(biāo)體系、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)形式等都不統(tǒng)一，不利于系統(tǒng)掌握全國自然碳匯數(shù)據(jù)信息。

加強(qiáng)自然碳匯過程的調(diào)查研究，助力實(shí)現(xiàn)碳中和

加強(qiáng)自然碳匯過程調(diào)查研究，就要以地球系統(tǒng)科學(xué)理論為指導(dǎo)，綜合空-天-地一體化技術(shù)，開展自然資源系統(tǒng)中自然碳匯綜合調(diào)查和潛力評(píng)價(jià)，系統(tǒng)掌握不同氣候類型、不同地質(zhì)背景及不同自然資源要素的地球關(guān)鍵帶碳循環(huán)模式、動(dòng)態(tài)過程、演化趨勢(shì)和碳匯通量；分析林草生長、湖泊濕地吸收、河流輸送及土壤固定等自然過程的碳循環(huán)過程和碳匯速率；探索不同人工干預(yù)對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的影響過程和機(jī)理，在林草增碳、湖泊濕地固碳、土地利用調(diào)節(jié)吸收等方面探索更多人工固碳增匯途徑和生態(tài)修復(fù)措施，構(gòu)建因地制宜的人工固碳增匯模式，構(gòu)建全國自然碳匯數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，形成全國自然碳匯調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)體系，提高我國應(yīng)對(duì)氣候變化的能力，服務(wù)我國碳達(dá)峰和碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)。

(中國礦業(yè)報(bào))