王 偉,張聿鋒,張 靜
(河南省水土保持監測總站,河南鄭州 450008)
2020年9月,國家主席習近平在第七十五屆聯合國大會上鄭重提出中國將力爭于2030 年前達到二氧化碳排放峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。2021年,中共中央、國務院印發《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》,明確實現碳達峰碳中和的目標與重點任務。中共二十大報告指出“要積極穩妥推進碳達峰碳中和,提升生態系統碳匯能力”,強調“實現碳達峰碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革”。2023年2月6日,中共河南省委、河南省人民政府印發《河南省碳達峰實施方案》,提出通過碳匯能力提升行動,鞏固生態系統固碳能力,提升生態系統碳匯增量。生態系統碳匯能力建設是“統籌規劃、協同推進、穩妥有序”推進河南省碳達峰和碳中和工作的重要保障。
碳中和(Carbon neutrality)是指企業、團體或個人測算在一定時間內直接或間接產生的溫室氣體排放總量,通過植樹造林、節能減排等形式,以抵消自身產生的二氧化碳排放量,實現二氧化碳“零排放”。水土保持是我國生態建設的重要部分,水土保持生態系統通過減少水土流失、提升植被覆蓋度等路徑,增強對大氣中二氧化碳的吸收、儲存和固定,具有顯著的碳匯效益。2022 年12 月,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于加強新時代水土保持工作的意見》指出“圍繞水土保持碳匯能力,加強基礎研究和關鍵技術攻關”,明確提出“制定完善水土保持碳匯能力評價指標和核算方法”。因此,針對“雙碳”目標導向下水土保持碳匯能力建設的挑戰和機遇,結合河南省水土保持生態系統特點,因地制宜開展水土保持碳匯能力評估,將為區域碳中和目標實現提供堅實的支撐保障。
河南省地跨長江、黃河、淮河、海河四大流域,省內有太行、伏牛、大別、桐柏四大山系,處于亞熱帶向暖溫帶和山區向平原的雙重過渡帶。長江經濟帶發展、黃河流域生態保護和高質量發展等區域重大戰略在河南疊加,同時還肩負丹江口水庫水質保障的重要職責。河南省水土保持建設涉及3 個水土保持一級分區、5個二級區和8個三級區,省內氣候多變,地貌復雜,水患不斷,加之生產活動頻繁,致使水土流失問題突出,是全國水土流失較為嚴重的省份之一。通過多年的水土流失綜合治理,河南省水土流失面積由1989年的6.06萬hm2減少到2023年的1.98 萬hm2,水土保持率達88.10%,水土流失面積得到有效控制,水土流失強度顯著降低,呈現面積強度“雙下降”的良好局面。通過大面積栽植水土保持林、經濟林、封育治理等植被建設與恢復措施,林草植被覆蓋度逐步增加,截至2023 年,河南省森林覆蓋率達25.47%,生態環境明顯趨好。此外,在水土保持工程措施、植物措施和封禁措施的綜合推進下,一大批水土保持綜合治理措施如坡改梯田、淤地壩、谷坊、塘、堰、壩、水保林、經濟林等的建設實施和合理配置,使治理范圍內的蓄水保土能力不斷提高。近年來,圍繞水土流失綜合防治,河南省建設了一大批高質量的水土保持示范樣板,為推動新時期水土保持高質量發展做出了積極貢獻。在水利部組織的水土保持目標考核中河南省連年優秀,2023 年考核中更是取得全國第三的佳績,起到了良好的示范帶動作用。見表1。

表1 河南省森林覆蓋狀況表
河南省水土保持建設成效顯著,據現有數據和方法測算,河南省現有水土保持措施每年可減少土壤流失量約350—400萬t,水土保持生態建設在改善生態環境,促進多個流域河湖生態環境復蘇,農業農村發展等都起到了重要作用,在“雙碳”背景下,河南省水土保持對于區域碳中和具有重大潛力。
水土保持是防治水土流失,保護、改良與合理利用水土資源的綜合性措施,林草植被建設、耕作和工程措施是河南省水土保持措施的主要類型?!疤紖R”是指從大氣中清除溫室氣體、氣溶膠或溫室氣體前體的所有過程、活動或機制。生態系統碳匯是通過植樹造林、森林管理、生態保護修復等措施,利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳,并將其固定在植被和土壤中,從而減少溫室氣體在大氣中濃度。水土保持碳匯能力是指水土保持生態系統作為主體吸收并固定CO2的能力或過程。
根據現有研究,土壤侵蝕對碳循環格局的影響主要體現在兩個方面:一是對土壤與大氣間碳通量產生影響;二是在生態系統內部改變土壤有機碳的分布格局。在水土流失綜合治理中,水土保持林草、工程及保護性耕作措施協同作用,通過吸收、同化、礦化和利用空氣中的CO2,形成以生物量、土壤有機碳等為主的各種碳匯實物儲存于植被、土壤碳庫中,同時具有降低水土流失引發的碳排放的碳減排作用和提升生態系統碳匯的碳增匯作用兩個方面。如,林草植被建設,梯田建設,淤地壩建設。
與自然生態系統碳匯過程相比,水土保持碳匯依賴于人工作用下的水土保持生態建設,具有強烈的人工屬性。水土保持碳匯具有潛力大、成本低、社會經濟效益兼顧等優點,已成為提高陸地生態系統碳匯能力和碳匯儲量的有效手段以及助力實現“雙碳”目標的重要途徑。
水土保持碳匯能力建設是提升生態系統碳匯能力的重要載體,也是實現“雙碳”目標的重要途徑。面對新時代水土保持高質量發展與碳達峰碳中和的新目標、新任務,河南省水土保持碳匯能力建設將以國家戰略需求為牽引,科學合理推進水土保持碳匯能力建設,有力支撐新時代河南省水土保持高質量發展,并為區域碳中和作出積極貢獻。
水土保持碳匯過程監測是碳匯能力評估的基礎。2023年,河南省水利廳聯合黃河水利科學研究院等優勢單位,依托豫西南山地丘陵區嵩縣水土保持監測站,建成了河南省首個水土保持與碳過程科教融匯試驗基地,建立水土保持碳匯監測試驗平臺,開展不同水土保持措施作用下的植被碳吸收、植被碳排放、土壤碳固定、土壤呼吸、水體碳排放等碳固定與碳排放關鍵過程監測,強化水土保持措施碳匯過程監測,并以此為典型,構建河南省水土保持碳匯監測計量體系,為明晰河南省不同地區水土保持碳匯作用提供關鍵數據支撐。
針對河南省不同水土保持分區的生態環境特征、與資源稟賦差異和水保措施類型多樣性,開發水土保持碳匯監測技術,構建林草、梯田、淤地壩等水土保持碳匯分類評估方法體系,結合河南省水土保持分區特征,在8個水土保持三級分區選取典型小流域,建立小流域生態系統基準碳儲量空間分布圖集,分別針對各典型小流域,開展不同水土保持措施碳匯量調查分析,結合流域水土保持建設過程,計算各典型小流域的現狀碳儲量,為水土保持碳匯能力評估以及有效管理水土保持碳匯提供科學依據。
系統整合河南省水土保持林草建設歷史記錄、遙感影像數據和實地調查資料,構建河南省水土保持林草植被建設時空分布數據集;基于構建的多源數據林草植被碳匯反演方法,分別計算水土保持林草植被建設通過地下生物量、地上生物量、土壤碳和枯枝落葉層等不同路徑形成的碳匯。通過開展河南省水土保持碳匯能力評估,全面掌握河南省水土保持建設的碳匯總量,辨識水土保持碳匯建設潛在優勢區域,明確水土保持建設的碳匯貢獻,服務于水土保持碳匯能力建設與河南省生態系統碳匯能力提升。
開展水土保持碳匯能力測算試點,探索水土保持碳匯價值實現機制,打造水土保持碳匯交易示范,有效支撐水土保持多渠道投入,助推全省水土保持碳匯建設取得新進展,為新時代河南省水土保持高質量發展提供科技支撐。
通過開展河南省水土保持碳匯能力建設,將更加科學的掌握我省水土保持措施對碳匯的貢獻,有助于發現和推廣碳匯效率高的水土保持措施,優化資源配置,提升碳匯效益,提高土地利用效率,降低農業生產成本,為制定針對性的水土保持策略提供依據。同時通過碳交易等市場機制,還能夠擴展水土保持治理經費來源,推動形成綠色低碳的生產生活方式,促進社會可持續發展,有助于提升河南省碳匯能力,助力國家碳中和目標實現。