尕海濕地固碳功能及其抵消能源碳排放評估

摘 要：甘肅省作為中國重要的生態(tài)屏障，省內(nèi)尕海濕地是國際重要濕地之一，研究尕海濕地能源抵消效應(yīng)對甘肅省更好地實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和維護(hù)生態(tài)安全具有重要意義。根據(jù)尕海不同類型濕地的占地面積、土壤的有機(jī)碳密度計算出尕海濕地的碳儲存總量，以及通過部門法計算出甘肅省2021年不同行業(yè)能源消耗的碳排放總量。結(jié)果表明，尕海濕地能源抵消效率呈現(xiàn)出明顯的類型差異，草本泥炭地和高山濕地的抵消效率相近，永久性沼澤濕地的能源抵消能力最低。因此，針對提升尕海濕地能源抵消率提出以下建議：改良濕地相關(guān)的計算方法、完善濕地保護(hù)政策、拓寬融資渠道、保護(hù)濕地資源，提升抵消能力和提升專業(yè)水平，增強(qiáng)環(huán)保意識。

關(guān)鍵詞：環(huán)境；固碳能力；尕海濕地；能源碳排放；抵消效應(yīng)

中圖分類號：X171.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

*基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目“不確定性沖擊下碳排放權(quán)交易效率與調(diào)控機(jī)制構(gòu)建的實驗研究”（71963024）；甘肅省教育廳揭榜掛帥項目“碳達(dá)峰視角下甘肅省碳交易市場建設(shè)及減排路徑研究”（2021jyjbgs-08）。

作者簡介：魏琦（1975-），女，碩士，教授，主要研究方向：應(yīng)用經(jīng)濟(jì)。

△通信作者：施淑玲（1998-），女，碩士在讀，主要研究方向：應(yīng)用經(jīng)濟(jì)。

0 引言

隨著全球氣溫持續(xù)上升，濕地生態(tài)系統(tǒng)的固碳減排能力日益受到世界各國的重視[1-2]。一方面濕地植被通過光合作用固定大量碳，另一方面濕地特殊的生態(tài)環(huán)境和厭氧狀態(tài)導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)分解緩慢，以“高吸收低分解”的碳循環(huán)模式保持著區(qū)域碳平衡[3]。根據(jù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計及調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然濕地只占全球總陸地的1/25，但是濕地系統(tǒng)內(nèi)的天然碳儲量最高能達(dá)到全球碳儲量的1/5[4]。濕地因其較高的固碳效率在陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中占據(jù)重要地位[5]。因此，濕地可以通過建立保護(hù)區(qū)、退田還濕等恢復(fù)保護(hù)措施來提升自己的固碳能力，如吉林省濕地通過生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)后固碳量增加到87.09萬t[6]2354 。

甘肅省是黃河和長江的主要水源涵養(yǎng)區(qū)域，是騰格里、巴丹吉林等地區(qū)的主要水源源區(qū)，是中國水資源和生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。2010年，國家明確指出，甘肅要在西北乃至全國建立起一道天然的生態(tài)屏障。然而，甘肅省建設(shè)西部生態(tài)安全屏障面臨兩大難題。第一，甘肅省作為典型的資源型省份，經(jīng)濟(jì)增長主要通過能源材料等傳統(tǒng)工業(yè)的擴(kuò)張來實現(xiàn)，省內(nèi)已逐漸形成了以機(jī)械、冶金、有色金屬、石油化工等重工業(yè)為主導(dǎo)的現(xiàn)代工業(yè)體系。第二產(chǎn)業(yè)CO 2 的排放量高達(dá)70%，短時間內(nèi)甘肅省現(xiàn)有的高碳型經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)很難發(fā)生質(zhì)變。第二，甘肅省的森林覆蓋率很低，2020年甘肅省森林覆蓋率僅為6.6%，遠(yuǎn)低于吉林省41.49%，黑龍江省43.78%，廣東省53.52%，福建省66.8%，作為一個少林省份難以通過林業(yè)碳匯抵消碳排放。因此，如何利用好省內(nèi)濕地資源抵消碳排放變得相當(dāng)重要。尕海濕地是甘南濕地的重要組成部分，是全省重要生態(tài)屏障和國家重點生態(tài)功能區(qū)[7]，被《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》確定為“兩屏三帶”自然保護(hù)新格局中的重要組成部分[8]。因此，研究尕海濕地的固碳能力和能源抵消效率對于甘肅省實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和維護(hù)生態(tài)安全具有重要意義[9]。

1 研究背景

隨著全球溫度的急劇升高，陳吉龍等[10]提出陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯增加有益于應(yīng)對CO 2 濃度的升高。周云凱等[11]、原一荃等[12]認(rèn)為濕地具有較強(qiáng)的固碳能力，在全球碳循環(huán)中有重要作用。馬瓊芳等[6]2358認(rèn)為濕地保護(hù)和恢復(fù)措施在西部地區(qū)濕地的貢獻(xiàn)率中占有重要地位。抵消機(jī)制可以利用濕地的固碳優(yōu)勢很好地緩解溫室效應(yīng)。自碳抵消的概念被提出以后，國內(nèi)學(xué)者對其進(jìn)行了大量研究，主要集中在碳抵消的相關(guān)定義、碳抵消機(jī)制的分類和碳抵消項目須滿足的標(biāo)準(zhǔn)等方面。李峰等[13]認(rèn)為，所謂“碳抵消”是指用溫室氣體排放的減少或碳儲存的增加來補(bǔ)償其他地方發(fā)生的排放。劉侃[14]則指出碳抵消是通過購買“額度”來補(bǔ)償個人在生產(chǎn)過程中對環(huán)境所產(chǎn)生的影響，其允許個人或組織通過購買其他地區(qū)/項目的碳減排量，用于補(bǔ)償其無法減少的溫室氣體。王能軍等[15]、陳偉達(dá)和陳政屹[16]在研究中指出，按照國家核證自愿減排量（Chinese Certi?fied Emission Reduction）可使用量計算方法的不同將碳抵消機(jī)制分為2類：基于配額的碳抵消機(jī)制和基于排放量的抵消機(jī)制。針對碳抵消項目須滿足的標(biāo)準(zhǔn)，嵇欣[17]研究將其總結(jié)為：額外性、真實性和永久性。印桁熠[18]、盧峰等[19]認(rèn)為碳抵消交易成本低、操作便捷，在發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家都有很好的發(fā)展前景。但陸地生態(tài)循環(huán)中的碳源主要來源于森林，且由于森林碳匯具有明顯的成本優(yōu)勢而被很多學(xué)者重點研究[20]。程小云等[21]、華偉平等[22]、姜霞和黃祖輝[23]眾多學(xué)者從多個方面對森林的抵消能力進(jìn)行評估。

綜合來看，學(xué)術(shù)界對于碳抵消和固碳能力等進(jìn)行了大量研究。但由于很多國家森林資源豐富，并且現(xiàn)在國際上林業(yè)碳匯相對成熟，所以現(xiàn)在對于濕地碳抵消率的研究較少，且缺乏甘肅省能源抵消率的相關(guān)研究。因此，文章結(jié)合甘肅省森林覆蓋率較低，濕地資源較為豐富的實際情況，選取了有重要地位的尕海濕地，通過對典型濕地能源抵消能力的評估，為提升甘肅省濕地能源抵消率的研究打下基礎(chǔ)。

2 研究地區(qū)概況

尕海濕地位于甘肅省甘南藏族自治州碌曲縣尕海鄉(xiāng)，海拔在3500m以上，地理坐標(biāo)為東經(jīng)102°05′～102°29′，北緯33°58'～34°30′，濕地總面積為578.46 km 2 。尕海濕地于 2000 年 11 月被列入中國重要濕地名錄，于2011年9月成功申報國際重要濕地，成為全球第1 975塊、中國第41塊，甘肅省首塊國際重要濕地[24]。尕海濕地位于高寒地帶，有機(jī)物質(zhì)豐富，對維持黃河生物多樣性、涵養(yǎng)水源、區(qū)域碳平衡和碳循環(huán)起著重要作用[25]。尕海濕地的具體情況見表1。

3 研究方法

3.1 尕海濕地固定CO 2 評估

3.1.1 測算方法

根據(jù)馬維偉等[26]的研究，選取了較為典型的草本泥炭地、永久性沼澤濕地和高山濕地類型。測算方法如下：

式中：SOCR為不同濕地類型土壤有機(jī)碳儲量（10 7 kg）；T為不同濕地類型的有機(jī)碳儲量（kg/m 2）；S為不同濕地類型的面積（m 2）；C i 為不同濕地類型的有機(jī)碳密度（kg/m 3）；T i 為濕地不同深度的土壤有機(jī)碳儲量（kg/m 2）（以土壤不同深度進(jìn)行分層）；D i 為土壤深度（10-2 m）；n為土壤層數(shù)，n=4。

3.1.2 測算結(jié)果

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，尕海不同濕地類型土壤剖面有機(jī)碳密度有很大的差異，草本泥炭地有機(jī)碳在0～40 cm的土壤層中分布較為均勻，永久性沼澤濕地有機(jī)碳分布在較淺的土壤層中，0～10 cm的土壤層有機(jī)碳密度是10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土壤層中有機(jī)碳密度的2倍左右，高山濕地有機(jī)碳密度主要集中在0～40 cm的土壤層中，具體見表2。

由表3可以發(fā)現(xiàn)，泥炭地的有機(jī)碳埋得較深，主要儲存在20～40 cm的土壤層；對于沼澤濕地來說，除了10～20 cm的土壤層，其他土壤層的碳含量都比較多；對于高山濕地來說，有機(jī)碳主要儲存在20～40 cm的土壤層中。可見，對于濕地來說，有機(jī)碳大部分儲存于比較淺的土壤層中，過深的土壤層有機(jī)碳含量并不高。因此，可以得出結(jié)論，尕海濕地的有機(jī)碳主要儲存在0～40 cm的濕地土壤中。根據(jù)圖1所示，泥炭地的總碳儲量為38.51萬t，占濕地的總碳儲存量的44.09%；沼澤濕地的總碳儲量為7.74萬t，占濕地的總碳儲存量的8.86%；高山濕地的總碳儲量為 41.4 萬 t，占濕地的總碳儲存量的47.05%。由此得出，碳儲存量的多少和濕地的類型緊密相關(guān)，甘肅省尕海濕地的碳儲存主要集中在泥炭地和高山濕地中。

3.2 甘肅省能源CO 2 排放估算

3.2.1 測算方法

碳排放量的計算主要是依據(jù)國家及地區(qū)統(tǒng)計年鑒等資料[27]。根據(jù)《甘肅發(fā)展年鑒（2022）》中各個行業(yè)的能源消耗，主要用部門法來計算甘肅省2021年的碳排放總量。各種能源的碳排放系數(shù)和各行業(yè)各種能源的排放情況見表4、表5，碳排放量的計算公式為：

E=AD?EF （3）

公式來源于《IPCC 2006年國家溫室氣體清單指南》[28]，式中：E為碳排放總量（萬t）；AD為化石燃料的消耗量、原材料的使用量及購入或輸出的電量；EF為碳排放系數(shù)。

由表5可知，在甘肅省各個行業(yè)中，工業(yè)能源消耗量最多，使用了全行業(yè)95.14%的煤炭資源，100%的焦炭、原油和燃料油資源，且在甘肅省所有行業(yè)中，對煤炭、焦炭、原油和電力的需求量比較高，分別為7 683.8、595.2、1 487.6萬t和1 099.5億kW·h。

3.2.2 測算結(jié)果

根據(jù)圖2可知，甘肅省2021年的碳排放總量為17 801.18萬t，碳排放量從大到小的能源是煤炭、原油、焦炭、電力、柴油、汽油、天然氣、液化石油氣、煤油和燃油，分別為 15 346.77、4 492.67、1 702.48、868.42、770.20、668.49、81.06、52.26、22.72和5.29萬t。

其中，農(nóng)林牧漁業(yè)碳排放量為212.63萬t；工業(yè)碳排放量為21 517.8萬t；建筑業(yè)碳排放量為117.49萬t；交通運輸業(yè)碳排放量為798.30萬t；零售、餐飲業(yè)碳排放量為133.84萬t；其他行業(yè)碳排放量為294.78萬t；生活性服務(wù)業(yè)消耗碳排放量為935.52萬t。以工業(yè)為主的第二產(chǎn)業(yè)碳排放量占甘肅省能源消耗碳排放總量的4/5，而其他行業(yè)總共只占到甘肅省能源消耗碳排放的1/5。因此，圖2中工業(yè)的碳排放量呈現(xiàn)出“金雞獨立”之勢，且工業(yè)作為甘肅省經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要通過工業(yè)來實現(xiàn)。

3.3 結(jié)果分析

根據(jù)張彪等[29]的研究方法，用尕海濕地CO 2 的固定量與甘肅省能源消耗的碳排放量之比來計算尕海濕地能源抵消效應(yīng)，公式為：

C=SOCR÷E （4）

根據(jù)表6、表7可知，尕海濕地2021年的能源抵消效應(yīng)為0.49%，濕地能源抵消效率呈現(xiàn)出明顯的類型差異，草本泥炭地和高山濕地的抵消效率相近，永久性沼澤濕地的能源抵消能力最低，僅為0.043%。總體來說，尕海濕地的能源抵消效率高于上海市虹口區(qū)0.31%、黃浦區(qū)0.28%和楊浦區(qū)0.2%的林業(yè)碳抵消；也優(yōu)于整個西部林業(yè)平均碳匯0.38%[30]。因此，尕海濕地的抵消效應(yīng)相當(dāng)具有優(yōu)勢，甘肅省應(yīng)利用好尕海濕地的抵消能力，積極將其利用起來。

4 提升尕海濕地能源抵消率的對策建議

4.1 改良濕地碳儲量的計算方法

目前，對于濕地碳儲量的計算大多需要去濕地設(shè)置實驗區(qū)域，獲得野外實測數(shù)據(jù)才能進(jìn)行應(yīng)用，且實際操作起來仍有一定困難。因此，一方面可由甘肅省相關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行碳儲量計算方式的研制創(chuàng)新工作，也可以聯(lián)合省內(nèi)高校，解決計算難點等專業(yè)性問題；另一方面可在尕海濕地公園先期開展相關(guān)試驗，為專家學(xué)者及其隊伍在克服認(rèn)識論和方法論的難題上提供依據(jù)，從而有效提高計算方法的真實性和有效性。

4.2 完善濕地保護(hù)政策

尕海濕地能源抵消效率的提升，需要完善的政策體系支撐。首先，可以在尕海開展生態(tài)保護(hù)補(bǔ)償試點工作，明確生態(tài)補(bǔ)償主客體、目標(biāo)、方式，建立生態(tài)補(bǔ)償激勵機(jī)制；其次，在立法上明確濕地相關(guān)交易的利益歸屬問題，增加各部門在項目交易各階段中的知情權(quán)和表達(dá)權(quán)，使其充分享受濕地碳匯經(jīng)濟(jì)效應(yīng)；再次，完善包括生產(chǎn)、交易、監(jiān)測等各階段的相關(guān)立法，各部門之間形成聯(lián)動機(jī)制，積極推進(jìn)濕地項目健康持續(xù)發(fā)展。

4.3 拓寬融資渠道

甘肅省由于地方財政收入有限，能用于濕地保護(hù)的資金較少，應(yīng)拓寬濕地保護(hù)融資渠道。首先，甘肅省應(yīng)該積極爭取中央財政補(bǔ)貼，由國家直接撥款，將專項資金下發(fā)給地方政府，來解決甘肅省濕地資金短缺的問題；其次，甘肅省可以就尕海濕地項目公開募集資金，通過對濕地項目的宣講和組織相關(guān)會議來吸引企業(yè)和事業(yè)單位的投資，或設(shè)立濕地項目開發(fā)專項基金，號召社會群體進(jìn)行公益性捐款。

4.4 保護(hù)濕地資源，提升抵消能力

植被作為濕地碳循環(huán)的重要一部分[31]，泥炭地是單位面積碳固定量最高的生態(tài)系統(tǒng)[32]。因此，針對尕海濕地植被，政府應(yīng)該對會被忽略的野生濕地植物做到及時補(bǔ)充，協(xié)調(diào)好濕地開發(fā)和植物資源保護(hù)的關(guān)系。對于泥炭地而言，可通過在自然河渠上構(gòu)筑堤壩抬升水位和流域調(diào)水等措施來應(yīng)對草本泥炭地的水位降低，將成片連接的泥炭地化成濕地公園，設(shè)立警示標(biāo)語，防止無序的破壞和開發(fā)。

4.5 提升專業(yè)水平，增強(qiáng)環(huán)保意識

甘肅省濕地資源豐富，在抵消能源排放方面具有先天優(yōu)勢，但是相關(guān)項目進(jìn)行需要工作人員具備濕地相關(guān)的專業(yè)知識，如熟知濕地植被的養(yǎng)護(hù)工作、對能源抵消的規(guī)則有系統(tǒng)性了解及熟練掌握碳匯的計算方法。因此，首先要增強(qiáng)濕地保護(hù)管理人員的業(yè)務(wù)水平和素質(zhì)，加強(qiáng)濕地相關(guān)知識的培訓(xùn)，以此為尕海濕地能源抵消的提升奠定基礎(chǔ)；其次，應(yīng)該加大濕地項目的宣傳力度，如在濕地周邊舉行公開宣講活動或舉辦環(huán)保知識有獎問答等，使得附近的農(nóng)民增強(qiáng)環(huán)保意識，從而為濕地提供更好的保障。

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Assessment of Carbon Sequestration Function and Offset Energy Carbon Emission in Gahai Wetland

WEI Qi， SHI Shuling

（School of Economics and Management， Lanzhou University of Technology，Lanzhou Gansu 730050，China）

Abstract：Gansu Province is an important ecological barrier in China， the Gahai wetland in the province is one of the important wetlands in the world， the study of the energy offset effect of Gahai wetland is of great significance to better achieve the dual carbon goal and maintain ecological security in Gansu Province. The article calculates the total carbon storage of Gahai wetland based on the area of different types of wetlands and the organic carbon den?sity of the soil， and the total carbon emissions from energy consumption of different industries in Gansu Province in2021 were calculated through the sectoral method. The results showed that there were obvious types of energy offset?ting efficiency in Gahai wetland， with similar offsetting efficiency between herbaceous peatland and alpine wetland，and the lowest energy offsetting capacity in permanent swamp wetland. Therefore， the following suggestions are put forward to improve the energy offset rate of Gahai wetland：improve the calculation method related to wetlands， im?prove wetland protection policies， broaden financing channels， protect wetland resources， improve offset capacity and professional level， and enhance environmental awareness.

Key words：environment; carbon sequestration ability; Gahai wetland; energy carbon emissions; offset effect