天津市重要生態空間生態狀況調查及碳匯能力分析

羅彥鶴，閆 佩，李 燃，趙晶磊，谷 峰

（天津環科環境規劃科技發展有限公司，天津 300191）

1 生態系統碳匯及其重要意義

碳匯是指大氣中清除二氧化碳的過程、活動或機制。碳匯包括森林、草原、濕地、海洋、土壤、凍土等生態系統碳匯，也包括碳捕獲、利用與封存（CCUS）等在內的工程碳匯。碳達峰的重點在于基于技術的解決方案，包括能源科技革命在內的碳減排技術和碳排放交易市場等政策引導。碳中和則是在減碳的同時，更側重基于自然的解決方案來吸收、中和基于技術的解決方案未能成功減排的二氧化碳。

據預測，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t溫室氣體排放難以消減。中科院最新研究表明，2010—2016年，我國陸地生態系統年均吸收約11.1億t碳，吸收了同時期人為碳排放的45%。到2030年，我國陸地森林、草原、濕地等生態系統的最大技術減排潛力約為每年36億t CO2（不包含海洋碳匯），足以支撐我國碳中和目標的實現。

同時，自然生態系統碳匯還是最經濟且副作用最少的方法。據測算，荒山造林一畝地需要200～300元，折算成能吸收的二氧化碳，每噸碳成本13元；即便是成本較高的退耕還林，按照退耕還林一畝地補貼1800元、補貼15a計算，每噸碳成本130元，遠低于工業固碳每噸500元的邊際成本。因此，穩定和增加自然生態系統碳匯能力，是未來我國應對氣候變化，實現碳達峰、碳中和最有效的途徑之一。

2 天津市重要生態空間及其碳匯能力現狀

2.1 天津市重要生態空間現狀

天津市生態系統類型豐富，“山-水-林-田-湖-?！辈⒋?，是京津冀城市群周邊生態系統的重要組成部分。近年來，天津市高度重視生態保護與修復，率先劃定1 393km2生態保護紅線，升級保護875km2濕地自然保護區、建設736km2綠色生態屏障區、修復153km海岸線，基本形成“三區兩帶中屏障”的生態安全格局。北部山區（薊北山地丘陵區）位于京津冀北部水源涵養與水土保持重要生態功能區域內，是我國太行山生物多樣性保護優先區的一部分。中部七里海、大黃堡濕地片區和南部北大港、團泊濕地片區及海岸帶區域，分布有國家重要濕地七里海濕地與北大港濕地，是東亞-澳大利亞候鳥遷徙的重要通道。雙城中間綠色生態屏障區啟動建設以來，森林、濕地（湖泊、河流、池塘等）、綠地面積分別增加23.5%、9.2%、22.5%，一級管控區內林地面積已達18.73萬畝，將南北兩大濕地連接起來，同時向北連接北京副中心通州區，向西南連接雄安新區，形成京津冀環首都屏障帶，為京津冀協同發展中發揮了作用。

調查顯示，目前，天津市實行嚴格保護的生態保護空間包括四大類：永久性保護生態區域、生態保護紅線、自然保護地、中心城區和濱海新區雙城綠色生態屏障一級區，扣除重疊后總面積約3 680km2，其中陸域面積約3 460km2，海域面積約220km2。這些生態保護空間的劃定，在保護自然生態環境、自然資源和保護生物多樣性、維護國家生態安全、促進國民經濟持續發展和社會文明進步等方面，發揮了極其重要作用。

2.2 重要生態空間碳匯能力現狀

本次調研參考IPCC國家溫室氣體核算指南中的生態系統類型分類，基于2000年、2010年、2015年、2020年四個時期的多期影像解譯獲取天津市陸域生態系統內森林、濕地、農田等多種生態系統和其變化數據，通過文獻調查、實地測量等方式獲取不同生態系統碳密度、固碳速率等參數，分別利用InVEST模型和固碳速率法，對天津市不同時期重要生態空間的碳儲量、碳匯量及其變化情況進行了初步核算。

核算結果表明，我市陸域生態系統總碳儲量約為2 300萬t?？傮w來看，2000年以來，我市陸域生態系統固碳總量穩步提升，2000年、2010年、2015年、2020年我市森林、草地、濕地、農田四類陸域生態系統的固碳總量分別為92.87萬t/a、88.5萬t/a、103.66萬t/a、111.54萬t/a。2020年重要生態空間生態系統總碳匯量約74萬t，達到近20a來第二高值，較2015年增長7.6%。其中，林業碳匯貢獻約72%，主要分布在北部山區林地，南北濕地生態系統也有較大貢獻。

2.3 重點生態建設區域碳匯增量

將現場實地調查與生態遙感大數據相結合，系統評估雙城中間綠色生態屏障區生態系統格局、質量和服務功能變化趨勢，分析表明，雙城中間綠色生態屏障區建成后的生態系統碳匯能力能夠達到約20萬t/a。屏障區自建設以來，碳匯能力增長了15.4%。近5年全市陸域生態系統碳匯總量增長8%，渤海灣（天津段）藍色碳匯總量增長9%，雙城中間綠色生態屏障區碳匯量增長尤為突出，達到45%（圖1）。

圖1 不同時期我市陸域生態系統固碳總量

3 存在問題

近年來，盡管天津市高度重視對自然生態系統的保護與修復，但受區域規模、城鎮化進程、自然保護地片區分散等影響，生態系統碎片化程度依然較重，生態功能脆弱且不穩定。

3.1 自然生態空間占比較低

天津市現存的自然生態空間面積小且相對分散，主要包括三部分：薊州北部山區原始次生林生態系統，主要分布在八仙山-梨木臺、九龍山和盤山，面積不超過40km2；平原地區的蘆葦濕地生態系統，主要分布在北大港、七里海、大黃堡濕地和獨流減河，面積約200km2；濱海新區的沿海灘涂、河口濕地，目前面積約150km2。尤其是碳匯能力最強的森林生態系統缺乏，全市森林覆蓋率僅為12.07%，低于全國平均值（23.04%）。

3.2 生態系統質量和穩定性有待提升

生態系統總體而言仍然脆弱。陸域濕地覆蓋率由20世紀50年代的50%降至目前的17%左右，其中生態價值高的天然蘆葦濕地面積僅剩約200km2；灘涂濕地由2000年的356km2降至目前的150km2。生物多樣性受到損害，內陸水生動物種類減少40%以上，水生植物種類減少20%以上，水生生物數量、種類下降趨勢明顯。調查結果表明，在渤海灣共監測到魚類39種，比歷史上水生動物種類最多時期減少26%以上。

3.3 生態用地“重劃輕建輕管”

目前天津市有永久性保護生態區域、生態保護紅線、自然保護地等各類生態用地保護空間，各類生態空間內尚有大量的人類居住、工農業生態、旅游開發及其他與保護方向不一致的各類活動。自2014年劃定永久性保護生態區域以來，郊野公園、中心城區周邊楔形綠地等類型永久性保護生態區域尚未進行規劃建設，并不具備相應的生態功能。各類生態空間管理機構管理水平低，對涉及自然保護地建設項目實施后的生態恢復監管不力。

4 相關建議

4.1 強化國土空間規劃和用途管控，穩定陸地生態系統碳匯存量

強化國土空間規劃和用途管控，嚴守生態保護紅線、永久基本農田和城鎮開發邊界三條控制線，保護重要生態空間，構建“三區兩帶中屏障”的生態空間格局，嚴防碳匯向碳源逆向轉化。建立以國家公園為主體的自然保護地體系，整合優化各類自然保護地，科學劃定自然保護地類型范圍及分區，到2025年，自然保護地占陸域國土面積9%以上。持續開展薊州北部山區廢棄礦山生態修復，加強山林保護和造林綠化，重建山體自然生態，提升北部山區生態涵養功能。

4.2 加快推進重點生態工程建設，全面提升陸地生態系統碳匯能力

穩定和優化森林碳匯?？茖W開展造林綠化，北部山區重點做好重點公益林管護和封山育林，平原地區重點開展森林撫育和林分更新，繼續推進京津風沙源治理、三北及沿海防護林、雙城中間綠色生態屏障區等重點工程，擴大森林面積，提高森林蓄積量。優化種植結構，優選樹木品種，科學層次搭配，提升單位森林面積碳匯能力。持續推進森林防火工作，深入加強同北京、河北等地森林防火工作聯系，構建森林防滅火一體化體系，加強森林火災預防和應急處置，最大限度降低火災碳損失。

修復和增強濕地碳匯。全面加強七里海、大黃堡等875km2濕地自然保護區保護和修復，完善濕地管護體系，開展生態補水、水系連通、濕地修復等工程，維護濕地生態系統安全，增強濕地碳匯儲備能力。提高生物質資源化利用水平，阻斷植物全生命周期中向環境排放溫室氣體的過程，提高濕地植物全生命周期固碳能力。

提升土壤碳匯能力。提高耕地保護水平，鼓勵保護性耕作、秸稈還田、有機肥施用，控制土壤中的氮含量在合理區間。調整種養結構，推廣旱作農業和保護性耕作技術，實施高補碳固碳作物替代，研發生物質炭土壤固碳技術，推進農業廢棄物和畜禽糞便資源化利用，鼓勵發展種養循環農業，提升生態農業碳匯。

增強海洋藍色碳匯能力。合理調整海洋開發力度與范圍，嚴控用海項目準入門檻。實施“藍色海灣”整治修復工程和海岸帶保護，加強岸線岸灘修復、濱海濕地修復和生態擴容工程。積極發展碳匯漁業，篩選高效良種，構建增匯模式。

4.3 建立完善碳匯計量監測體系，為推動實現區域碳中和奠定基礎

綜合利用高分遙感衛星、無人機、地面調查等手段以及人工智能等模型，探索開展全市生態系統碳匯能力及時空變化特征調研和生態系統碳匯能力測算及跟蹤評估研究，建立完善生態系統碳匯計量監測體系，定期開展碳匯核算，為2060年實現碳中和奠定基礎。

近期，在比選研究各類生態系統碳匯核算方法的基礎上，開展基于遙感影像與土地利用數據的碳匯能力調查核算與年度跟蹤評估；中遠期，開展不同類型生態系統的固碳能力系統觀測與定量分析，研究建立適用于我市碳匯能力核算方法體系，并開展碳匯能力年度核算與跟蹤評估，為推動實現區域碳中和目標提供數據與技術支撐。

4.4 探索實踐基于自然的解決方案，實現經濟社會環境效益共贏

基于自然的解決方案，是通過對森林、農田系統、草地、海岸線等生態系統的保護、恢復和可持續管理，提升其碳匯能力，從而減緩氣候變化，是一種減緩和適應氣候變化的綜合手段。在2019年聯合國氣候行動峰會上，該方案被列入加快全球氣候行動的九大領域之一。

建議天津市積極探索實踐基于自然的解決方案，秉持尊重自然、順應自然、保護自然的理念，協同推進山水林田湖海一體化保護和修復，注重綜合治理、系統治理、源頭治理，通過資源高效利用、因地制宜和系統性干預手段，利用自然或人工生態系統增強氣候韌性，提升生態系統質量和穩定性，實現經濟、社會和環境效益共贏。