基于坡度视角的黄土高原退耕还林(草)工程碳汇效应分析

【目的】探究退耕还林(草)背景下黄土高原不同坡度退耕地的固碳效应及存在的差异,根据不同坡度碳储量的变化优化新一轮退耕还林工程。【方法】基于2000—2020年黄土高原固碳数据和2000—2015年土地利用数据,运用GIS空间分析法,分析了近20年黄土高原固碳量的时空变化,以及不同坡度退耕地的碳汇效应。【结果】2000—2020年黄土高原固碳量前期增幅较大,后期增幅较平缓,固碳量变化与森林覆盖面的走向基本一致,呈现南高北低的现象;2000—2015年黄土高原土地利用结构发生明显改变,耕地显著减少,林、草地覆盖率增长至56.42%,且各土地利用类型单位面积固碳量呈增加态势,林地单位面积上固碳量最多;此外,坡度15°～25°林地单位面积上固碳量最大,约716.93 g/m²,8°～15°草地的单位面积固碳量最大,约748.65 g/m²。【结论】黄土高原退耕还林还草工程带来了巨大的碳汇效应,不同坡度林、草地的固碳能力存在明显差异,缓坡度地带草地固碳能力最强,中高坡度地带林地固碳能力最强。     

林业碳汇提升的主要原理和途径

降低大气CO₂含量、缓解气候变暖,已成为当今科学界和国际社会广泛关注的前沿热点问题。林业碳汇作为基于自然解决方案实现“碳达峰、碳中和”的一个重要途径,在应对全球气候变化方面发挥着基础性、战略性、独特的作用。林业碳汇不仅是森林碳汇,林产品碳汇也起着不可忽视的重要作用。林业碳汇潜力提升是一个森林生态系统净碳收支平衡和全产业链林产品碳汇的调控过程,主要包括无机碳的植物固定(光合过程、净生产力等)、土壤有机碳的周转与固定(动植物和微生物残体分解与黏土固定)、林产品碳的固持(林产品产量、木材转换效率、种类和使用寿命等)等3方面的调控原理。笔者从森林碳汇和林产品碳汇两个维度阐述了提升林业碳汇的主要原理、方法或途径。提升林业碳汇潜力的主要途径包括:①通过适地适树、适钙适树人工造林,以增加森林面积;②以完善森林经营措施来增加森林净生产力;③利用矿质黏土对有机碳的保护来增加森林土壤碳汇;④提升林产品产量和改进林产品用途以增加其寿命。在全球尺度上,增加森林面积或提高森林净生产力3.4%,或用可再生能源替换薪炭木材,再将薪炭木材用于制造锯材和人造板,都可以连续30 a每年增加1 Pg的碳汇量。减少全球森林火灾面积1/4或增加森林土壤有机碳含量0.23%,也可以增加碳汇1 Pg。此外,林业固碳还有巨大潜力可以挖掘。     

广西岩溶碳汇对气候变化和石漠化治理措施的响应

为探讨气候变化和石漠化治理工程背景下岩溶碳汇的变化趋势和响应机制,基于广西岩性地质数据和气象数据,利用模型估算2005—2020年间广西岩溶碳汇的时空格局,并分析气候变化和石漠化治理对岩溶碳汇的影响。结果表明,广西2005—2020年岩溶碳汇时空差异显著,呈现波动上升的趋势,年均增加8.1%;降水对岩溶碳汇变化的影响最显著,温度和蒸散发量的影响较小;岩溶碳汇对不同石漠化治理措施的响应有所不同,封山管护这种最普遍的石漠化治理措施对固碳增汇的促进作用最显著,年均增长贡献率约为28%。     

植被空间类型对城市绿地碳中和绩效的影响

【目的】通过构建城市绿地植被碳中和绩效评估体系,分析植被空间类型对绿地碳中和绩效的影响,为“双碳”目标下的城市绿地建设提供理论参考。【方法】基于生命周期评估视角,以安徽省青阳县三角洲公园为例,将绿地营建分为材料生产与运输、场地施工与种植、绿地运营与维护3个阶段,并结合开敞型、半开敞型、覆盖型和遮蔽型4种植被空间类型,进行碳排放与碳汇的模拟计算,进而分析碳中和绩效。【结果】植被空间由开敞转向遮蔽时,总碳排放量快速增长且趋势加快,3个阶段碳排放量占比依次表现为下降、持平和上升;总碳汇量及净碳中和量表现为趋势放缓的逐步增长,而碳中和所需年限对应表现为趋势放缓的逐步减少,由开敞型的43.9 a减少到遮蔽型的24.6 a,两者放缓的趋势都意味着植被空间的遮蔽程度对于碳中和绩效的提高是有限度的。【结论】城市绿地植被空间类型对碳中和绩效存在影响,针对其“开敞—遮蔽”特征总结了碳排放与碳汇两方面对策：碳排放方面,提倡减少机械使用、选择环保材料、控制施工破坏及提高能源利用效率等策略;碳汇方面,提倡选取当地碳汇优势树种、调节植被群落结构和结合生命周期进行绿地调控管理等策略,以因地制宜地改善绿地碳中和绩效。     

碳中和视角下广东省主体功能区特征与优化策略研究

为了解主体功能区规划的实施效果和效益,在碳中和视角下对广东省121个主体功能区县进行碳平衡测算及时空分布特征分析,并结合主体功能区规划和国土空间规划对各类主体功能区提出空间低碳优化策略。碳平衡测算结果表明:自2012年的《广东省主体功能区规划》实施以来,各类主体功能区的碳中和工作成效总体初步显现,但仍有一部分主体功能区县的实际发展与规划定位存在差异。具体表现为:2017年,有14个优化开发区县的净碳排放量呈增加趋势;重点开发区中除了赤坎区、霞山区和城区等8个县(市、区)的发展方式相对较好外,其他31个县(市、区)在加快进行工业化、城镇化开发的同时对生态环境产生的影响相对突出;有12个农产品主产区县和6个重点生态功能区县的净碳排放量呈现上升趋势,有13个农产品主产区县的耕地碳吸收量呈现减少趋势;121个主体功能区县中,仅连平县的单位GDP碳排放量呈增加趋势。     

低碳导向下滇西北石漠化山区国土空间综合分区

在中国碳中和战略背景下，探索低碳生态发展框架下的国土空间分区是国土空间优化的核心所在。文章以石漠化山区玉龙县为研究区，在土地利用变化分析基础上，核算2010、2020年玉龙县的碳源、碳汇，分析其时空变化特征；在分析区域碳源/汇效益及生境质量基础上，以低碳发展与生态保护为目标来划分国土空间综合分区，并提出了协同减排的差异性对策建议。结果表明：(1)2010—2020年，玉龙县土地利用结构以乔木林地、灌木林地、草地和旱地等为主，城镇建设用地增加的速度最快。(2)2010—2020年，玉龙县碳源增长剧烈，碳排放量涨幅高达74.96%,碳排放增长量远超碳吸收增长量。(3)2010—2020年，玉龙县碳源/汇效益有较大的提升，但仍有大范围低效益区域；玉龙县以高等级生境质量区域为主。(4)以碳源/汇效益和生境质量为划分依据，可将玉龙县划分为6个分区：碳汇功能保持区、低碳限制发展区、减碳优先发展区、增汇生态修复区、高碳生产优化区和高碳总量控制区。     

河北省海岸带碳汇现状评估

本文尝试从自然生态系统方面基于相关统计数据、遥感数据、核算参数数据对河北省海岸带碳汇现状进行核算,阐述其空间分布格局,并对成因及对策进行分析,同时对河北省区域尺度的沿海碳汇研究数据进行了补充和完善。本文采用遥感观测和现场采样相结合的方法,对河北省海岸带碳汇的面积、碳储量、固碳量和固碳价值进行了调查。结论如下:河北省现有的沿海碳汇主要分布在唐山和沧州地区。总的碳储量约在2.23×10⁶ t～49.63×10⁶ t之间,其中盐沼碳储量超过50%;从行政区划角度分析,唐山市碳储量最大,其次为沧州和秦皇岛。海岸带碳汇碳封存量均值为6.38×10⁴ t/a,盐沼湿地碳封存量达到4.12×10⁴ t/a,占比64.58%。海岸带碳汇年固碳价值为0.121×10⁸ USD/a,其中盐沼湿地固碳价值最高。通过比较分析,三种碳汇生境固碳能力规律如下:盐沼>海草床>河口。土地利用变化、蓝碳生态系统与海水养殖的不协调发展、生物入侵、富营养化是影响河北省海岸带碳汇的重要因素。最后就河北省海...     

碳汇产品价值实现机制与路径

 碳汇产品价值实现是生态产品价值实现的重要组成部分，是实现“两山”转化的重要途径，也是实现碳中和目标的重要内容。分析了碳汇产品价值实现面临的关键问题，提出积极推动碳汇产品纳入碳市场、开展碳汇产品价值实现的市场机制创新、完善碳汇产品方法体系、健全碳汇调查监测技术方法、加强碳汇发展保障能力建设，是推动碳汇产品价值实现的重点方向。     

基于GIS的土地利用及碳汇量时空动态研究——以奇台县为例

为探讨奇台县土地利用、碳汇量及碳汇价值动态特征,利用遥感影像解译得到1980年-2007年土地利用矢量图,选择类型和景观水平景观指数进行景观格局动态分析,引入碳汇量与碳汇价值模型,对奇台县27年来碳汇量及碳汇价值进行测评.结果表明：27年期间该区土地利用和景观格局发生显著变化.其中建设用地逐年增加,耕地、林地、草地先增加后减少,水域和未利用地先减少后增加.该区生态系统的碳汇量和碳汇价值,分别由1980年的84 483 071 t和8 870 722.46万元上升为2007年的84585 294t和8 881 455.87万元.说明土地利用动态变化使生态系统碳汇量和碳汇价值增加,合理的土地利用方式能够改善生态环境,促进资源环境与经济可持续发展.     

三峡水库消落带湿地碳排放生态调控的科学思考 (三峡地区资源环境生态研究)

消落带是流域景观内生物地球化学过程最为活跃的区域,是碳排放研究和控制的热点区域。三峡水库消落带在夏季出露期间正是植物生长旺季,植物通过光合作用吸收CO2发挥碳汇功能,同时湿地本身的生物地球化学过程要排放CH4。更重要的是,在冬季蓄水淹没期间,其生长季节积累下来的有机物质在水下厌氧分解,将排放CH4、CO2和N2O。消落带湿地碳动态的最明显特征就是随着水位的季节性变动,碳吸收和碳排放表现出明显的节律性变化,其碳排放具有明显的多源性。大面积消落带植被所蓄积的碳及营养物质是非常宝贵的资源,如果能加以妥善利用,就可化害为利。消落带湿地碳排放生态调控必须遵循控源、增汇和可持续综合利用原则,探索多尺度、多角度和多源定量分析碳源、碳汇的评价指标体系,碳排放的控源-减源-增汇关键技术集成模式及生态友好型利用综合模式,具有重要科学价值和应用前景。     

The spatial distribution of forest carbon sinks and sources in China

Forest ecosystems play an important role in the global carbon cycle.The implementation of the United Nations Framework Convention on Climate Change(UNFCCC) and the Kyoto Protocol has made the study of forest ecosystem carbon cycling a hot topic of scientific research globally.This paper utilized Chinese national forest inventory data sets(for the periods 1984-1988 and 1999-2003),the vegetation map of China(1:1000000),and the spatially explicit net primary productivity(NPP) data sets derived with the remote sensing-based light use efficiency model(CASA model).We quantitatively estimated the spatial distribution of carbon sinks and sources of forest vegetation(with a resolution of 1 km) using the spatial downscaling technique.During the period 1984 to 2003 the forest vegetation in China represented a carbon sink.The total storage of carbon increased by 0.77 PgC,with a mean of 51.0TgCa 1.The total carbon sink was 0.88PgC and carbon source was 0.11 PgC during the study period.The carbon sink and carbon source of forest vegetation in China showed a clear spatial distribution pattern.Carbon sinks were mainly located in subtropical and temperate regions,with the highest values in Hainan Province,Hengduan mountain ranges,Changbai mountain ranges in Jilin,and south and northwest of the Da Hinggan Mountains;carbon sources were mainly distributed from the northeast to southwestern areas in China,with the highest values mainly concentrated in southern Yunnan Province,central Sichuan Basin,and northern Da Hinggan Mountains.Increase in NPP was strongly correlated with carbon sink strength.The regression model showed that more than 80% of the variation in the modeled carbon sinks in Northeast,Northern,Northwest and Southern China were explained by the variation in NPP increase.There was a strong relationship between carbon sink strength and forest stand age.     

中国农田生态系统碳增汇/减排技术研究进展

从影响农田生态系统碳循环的主要因素出发，概括总结了我国有关的农田碳增汇／减排技术，提出了对农田碳增汇／减排技术进行效益评价的方法，指出了当前在该领域研究中存在的问题和不足，以及未来的发展趋势．     

双碳目标背景下湖泊湿地的生态修复技术

湖泊湿地是我国湿地的重要组成部分,对于实现碳减排和缓解全球气候变暖具有重要作用,当前全球气候变化和人类活动干扰导致的湖泊湿地退化等限制了其碳汇功能的发挥。笔者梳理了我国湖泊湿地的退化现状与成因,分析了土地利用方式改变、生物多样性降低和环境污染对湖泊湿地碳汇功能的影响,总结了湖泊湿地的生态修复技术及增汇途径:①通过水环境修复技术去除内源和外源污染物、提升湖泊湿地水质、减缓温室气体排放等途径提高湿地植物和土壤碳储量;②生物修复可直接提高植物碳储量,进而通过植源碳的输入和微生物作用等过程提高土壤/沉积物碳储量。水文修复和生境修复技术可为生物修复营造有利的水位和生境条件。未来应强化湖泊湿地生物多样性与其碳库的协同关系及机理、水质特征对湖泊湿地碳演化规律的影响、湖泊湿地生态系统的碳汇饱和度和碳汇计量核准系统的研究等,为实现我国“双碳”目标提供科学依据。     

陕北黄土高原生态系统的生产功能

视生态系统的生物量产出为其重要的功能，应用系统组分—功能分析法，建立了生态系统生物量产出功能的基本估算模型；用此模型对陕北黄土高原以植被群丛组为主体划分的２２个基本生态单元的生物量产出进行了估算；在少匕基础上运用聚类分析法将其分为３个生态区，１３个生态亚区；依照生态系统的组分与功能特点，提出了各区生态系统向良性转化的对策与措施。     

Impacts of climate change on ecosystem in Priority Areas of Biodiversity Conservation in China

Priority Areas of Biodiversity Conservation （PABCs） are the key areas for future biodiversity conservation in China. In this study, we used 5 dynamic global vegetation models （DGVMs） to simulate the ecosystem function changes under future climate change scenario in the 32 terrestrial PABCs. We selected vegetation coverage, vegetation productivity, and ecosystem carbon balance as the indicators to describe the ecosystem function changes. The results indicate that woody vegetation coverage will greatly increase in the Loess Plateau Region, the North China Plain, and the Lower Hilly Region of South China. The future climate change will have great impact on the original vegetation in alpine meadow and arid and semiarid regions. The vegetation productivity of most PABCs will enhance in the coming 100 years. The largest increment will take place in the southwestern regions with high elevation. The PABCs in the Desert Region of Inner Mongolia-Xinjiang Plateau are with fastest productivity climbing, and these areas are also with more carbon sink accumulation in the future. DGVM will be a new efficient tool for evaluating ecosystem function changes in future in large scale. This study is expected to provide technical support for the future ecosystem management and biodiversity conservation under climate change.     

林业碳汇产品价值实现路径综述

通过分析林业碳汇产品价值实现路径,促进林业碳汇生态效益、经济效益、社会效益的融合共赢。采用文献综述、案例归纳分析等概述林业碳汇产品相关概念,归纳梳理林业碳汇产品价值实现路径,并探究其发展的不足之处,最后结合中国学术研究与实践发展现状,对今后的理论研究与机制设计提出相关建议。笔者界定了林业碳汇金融的概念,认为林业碳汇产品价值实现路径可概括为政府生态补偿路径、林业碳汇金融路径和林业碳汇产业化路径,这3种路径有助于实现林业碳汇产品的价值。但是当前各国政府生态补偿缺乏可持续性、林业碳汇交易规则亟须完善、金融机构参与林业碳汇金融意愿薄弱,以及林业碳汇产业化进程缓慢等问题制约着林业碳汇产品价值的实现。建议从完善林业碳汇生态补偿制度、推进林业碳汇产品纳入国家统一的碳市场交易、强化林业碳汇金融路径理论与实践研究、健全林业碳汇产业为核心的产业扶持政策、加强林业碳汇产品价值实现的保障机制建设等方面,推动中国林业碳汇价值的实现。     

硅酸盐岩风化碳汇与我国热带季风区花岗岩流域碳循环*

为探讨岩石风化碳汇在环境变化过程中的作用,阐明硅酸盐岩风化作为地质时间尺度净碳汇在全球碳循环过程中的重要意义。综述了岩石化学风化与环境变化之间的关系,总结了岩石风化领域的研究进展,重点论述了有关玄武岩和花岗岩地区碳汇速率的研究成果。结果表明,学者对玄武岩流域的研究开展较早,涉及玄武岩台地、火山岛屿及大陆边缘火山带等代表区域,但由于其在陆壳硅酸盐岩面积比例较低,当综合评价全球硅酸盐岩的碳汇能力时,花岗岩地区更具代表性。有关花岗岩地区的研究集中在北美洲和欧洲地区,学者对亚洲季风区,尤其是热带季风地区关注较少。事实上,热带地区花岗岩风化速率为10.05~44.3 t·km~(-2)·y~(-1),平均碳汇能力达5.25×10~5mol·km~(-2)·y~(-1),与国内外已有成果相比,中国热带季风区花岗岩正经历快速风化和较高的CO_2吸收通量,加上区域内特殊的河流碳输送规律,该区域在全球碳循环研究中意义重大。然而,目前中国花岗岩流域碳循环研究主要在温带及亚热带地区展开,无疑,对于中国热带季风区花岗岩流域碳循环的研究应是学者未来关注的重点。     

中国滨海蓝碳及其人为活动影响

滨海蓝碳是指红树林、盐沼和海草床等滨海湿地生态系统植被固定的二氧化碳（CO₂）。发展滨海蓝碳是缓解气候变暖的全球战略之一,在海岸带保护、管理和恢复中具有潜在意义。我国滨海湿地面临的人为干扰,如海堤的挤迫、富营养化和城市化等,改变了生态系统的结构和功能,限制了生态系统固碳功能。由于我国滨海湿地的碳储量和碳汇研究缺乏系统观测,现有估算还有很大数据缺口。因此,本文对滨海蓝碳的定义和应用、我国滨海湿地的分布现状及其储碳、固碳特征进行系统梳理,并从滨海湿地保护和修复的国家需求、碳中和（Carbon Neutrality）的国家战略出发,提出研究我国滨海湿地储碳和碳汇能力及其时空演变规律的重要意义。     

基于VAR模型的碳汇价值对我国木材价格的影响

【目的】通过碳汇相关政策调节木材价格,提高林木经营者的收入水平,激发林农营林的积极性,促进木材市场有序发展。【方法】利用1994—2016年我国的碳汇价值和木材价格数据建立VAR模型,并运用脉冲响应函数与方差分解验证碳汇价值对木材价格的影响。【结果】碳汇价值冲击对木材价格是一种正向响应; 在滞后期为第2期时碳汇价值冲击引起木材价格出现最大的正响应,此时木材价格受到碳汇价值影响最大,实现了综合收益的最大化; 碳汇价值对木材价格波动的贡献度达15%。【结论】森林的固碳能力在森林的生长中发挥着越来越重要的作用,应该在森林经营的过程中给予适当的考虑。碳汇价值对木材价格表现正向影响,实现了木材经济价值与森林生态价值的双增长,也实现了碳汇收益和木材收益的总和最大化。应该将森林的碳汇价值纳入木材价格管理体系之中,提高林木经营者的积极性。