全球森林碳汇功能评估研究进展

“森林是碳库”生动释意了森林在国家生态安全和人类经济社会可持续发展中的战略地位。森林作为陆地生态系统的主体，其固碳是实现我国“双碳”愿景的重要路径。我国经过多年生态文明建设，森林碳储量逐年增加、森林碳汇功能得到较大提升，对全球森林碳汇功能的总体升高起到了积极的作用。然而，我国国土面积大、生境类型复杂，且长久以来秉持传统的森林经营管理理念与实践，在碳排放导致的全球气候急剧变化背景下如何进一步高效提升我国森林碳汇功能，以助力实现2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”目标，仍旧存在巨大挑战。本文以全球森林五大碳库的现状及其生物与非生物驱动因素为切入点，系统阐述森林野外调查和模型模拟等现代碳汇评估方法，着重梳理提升森林碳汇的潜在途径，以期为“双碳”目标下我国森林碳汇功能稳固持续提升提供理论参考。未来森林碳汇研究首先应着力于构建多尺度、全方位生态系统监测网络和综合评估体系；其次应构建森林全组分碳库综合分析框架，贯穿于森林碳汇的监测、评估和提升途径等各个环节，最大限度地消除全球森林碳汇强度和动态估算过程中的不确定性；最后建立可持续的林业碳金融市场，通过政策引导、建设复合型人才队伍和强化国际相关领域合作，为林业碳金融体系提质增效。      

我国水产养殖与捕捞业“双碳”目标及实现路径

在碳达峰、碳中和大背景下,设定和践行具有行业特色的“双碳”目标,对推动我国渔业绿色高质量发展和助力国家“双碳”战略具有现实意义。渔业以水产养殖与捕捞业为主要产业形式,具有碳源碳汇双重属性。基于已有碳排放和碳汇核算方法,探索中国水产养殖与捕捞业“双碳”目标及实现路径,分析发现：①2011—2020年,受产业规模扩大和“减船转产”政策双重影响,水产养殖与捕捞业的碳排放量先增后降,当前饲料投喂碳排放为水产养殖与捕捞业的首要碳源;②受养殖业快速发展的影响,水产养殖与捕捞业总碳汇波动上升,养殖碳汇超过捕捞碳汇;③水产养殖与捕捞业更偏碳源属性,超3 000万t碳未实现中和。综合中长期水产品需求压力和产业绿色高质量发展形势,设定了符合水产养殖与捕捞行业特色的 “双碳”目标,并提出重点环节减排、扩大渔业增汇的技术路径以及探索渔业碳汇交易机制、强化政策支持引导的社会管理路径。期望助力我国水产养殖与捕捞业实现碳达峰、碳中和目标,推动水产养殖与捕捞业由粗放、低效、高耗能向集约、高效、绿色产业转型,从而为促进产业发展和民众富裕提供有益参考。     

潍坊市农业“双碳”目标实现路径研究

潍坊市是农业大市,摸清全市农业碳排放情况,挖掘农业碳汇潜力,对潍坊市推进农业“双碳”目标实现具有重要意义。本文通过对潍坊市农业生产资料、畜禽养殖、土壤呼吸等农业领域碳排放量及农业碳吸收量进行计算,分析探究影响潍坊市农业碳排放和碳吸收的主要因素,进而提出了推广减少碳排放技术及措施、推广增加农业碳汇技术及措施、建立农业减排增汇保障机制等三方面推进措施,确保潍坊市农业“双碳”目标如期实现,以期对全市农业低碳发展发挥理论先行和引导作用。     

“双碳”目标下的农业碳问题研究进展及未来展望

减少农业碳排放,提高农业碳汇能力,是我国实现“双碳”目标的重要举措,也是潜力所在,故厘清农业碳问题的研究现状及其特征具有重要意义。为助力我国“双碳”目标早日实现,本文基于农业碳排放、农业碳汇以及农业低碳发展驱动因素3个维度对已有相关研究进行全面梳理：首先,明确了农业碳排放的基本概念并介绍了常见的测算方法,同时基于时序演变、空间分布、效率特征、减排路径等视角对其研究现状进行了回顾;其次,界定农业碳汇的基本概念,进而引申出森林碳汇、土壤碳汇和海洋碳汇并介绍各自的测算方法,而后则围绕农业净碳汇与碳汇市场化展开重点阐述;最后,从宏观和微观2个层面探讨影响农业低碳发展的主要因素,其中前者着眼于政策、经济、社会等方面,而后者则侧重于户主的内在因素和农户面临的外部环境。针对未来农业碳问题的研究方向,本文认为可重点围绕以下4个方面,即农业碳达峰的科学预测与差异化减排路径设计、农业减碳固碳潜力的科学评估与实现路径探讨、农业碳市场的构建与碳汇价值变现的思路探索以及农户低碳生产技术供需匹配探究与其制度优化。     

我国土地利用与碳排放的关系研究

采用碳排放系数法对全国林地、草地、农作物用地及建设用地的碳排放量进行了计算,并分析了2003～2009年碳排放总量、碳源、碳汇、建设用地碳排放、碳源碳汇比、人均碳排放量、每平方公里碳排放量等7项碳排放指标的变化趋势及区域性差异。结果表明,7年间碳排放量不断增加,但增加速度有所减缓;碳排放量较大的地区集中在环渤海地区、长江三角洲和珠江三角洲的周围省份。并提出建立生态碳汇补偿机制、将碳排放量纳入政绩考核体系、优化土地管理,促进减少碳排放量的相关对策与建议。     

基于嵌入式的竹林碳汇数据监测系统

基于微气象学和涡度相关法,结合碳通量持续动态的感知信息需求,设计了一套基于嵌入式的竹林远程实时碳汇数据监测系统,该系统硬件平台采用基于S5PV210核心控制模块,软件平台以嵌入式Linux操作系统和QT为主要技术。结果表明,该系统结合碳汇监测系统模型,可为竹林区域碳汇监测提供一套有效的信息化监测手段,系统具有良好的灵活性和实时性。实现对竹林生态系统进行碳通量的远程实时监测,为搭建竹林碳排放及碳汇定量监测平台、实时发布区域碳收支信息奠定基础。     

湖北省区域碳中和能力评价研究

为从区域尺度研究净碳排放变化特征及碳中和能力并从区域尺度上实现“碳中和”目标,借鉴《IPCC温室气体排放》《省级温室气体清单编制指南》给定的方法、碳密度法等方法,对湖北省碳排放量、碳汇量及净碳排放量（CO_2-e）进行了评价,并针对净碳排放量的变化趋势分析湖北省区域碳中和能力。结果显示：2000-2020年,湖北省区域碳汇总量为264 178万t,历年碳汇量呈现较为明显的上升趋势,增长幅度约135.21%,年均增长约6.76%;湖北省2000-2020年区域碳排放总量为910 331万t。历年碳排放总量的变化趋势可分为2个阶段,2000-2010年为第一阶段,湖北省碳排放总量呈现显著增加的趋势;2011-2020年为第二阶段,湖北省碳排放总量呈现波动下降的趋势;第一阶段湖北省净碳排放量呈上升趋势,Z_M-K统计量通过了显著性检验,具有统计学意义;第二阶段湖北省净碳排放量呈现下降趋势,但Z_M-K统计量未能通过显著性检验,即湖北省净碳排放量在第二阶段有下降趋势,但这种趋势并不具有统计学意义。研究结果表明,当前湖北省的生态系统碳汇量与碳排放量仍有巨大差距,净碳排放量的变化仍存在一定的不确定性,应当持续深入进行碳减排,优化生态系统碳汇功能,并大力发展碳捕获技术与相关产业。     

农业休闲园区碳估算与低碳发展途径——以顺义国际鲜花港为例

【目的】探究农业休闲园区碳循环问题,为其他类似园区提供碳循环评估方法框架以及低碳管理示范。【方法】以文献分析结合农业休闲园区能源消耗类型归纳切实可行的碳源及碳汇评估框架。【结果】顺义国际鲜花港年碳排放约488 t,碳汇232 t,净碳排放为256 t。【结论】碳源与碳汇评估框架能够满足农业休闲园区的碳估算需求。顺义国际鲜花港年碳汇约为碳排放量的一半,为提高降碳固碳效率,园区应提高自身固碳能力,控制内部各环节碳排放,从规划、能源、交通以及管理等角度固碳降碳。     

安徽省土地利用/覆被变化的碳排放效应分析

在前人研究成果的基础上,运用碳排放估算模型,计算安徽省在21世纪前10年里土地利用/覆被变化的碳排放效应.结果表明,研究区陆地生态系统整体上表现出碳汇效应,2000、2005、2010年净碳汇总量分别为13 116万、15 138万、11 559万t;林地为最大碳汇,建设用地为主要碳源;植树造林背景下区域碳汇功能显著提升并维持稳定,表现为能源消费碳排放形式的建设用地碳排放量与日俱增.     

浙江省竹林碳汇测算研究

采用生物量法测算浙江省竹林固碳量,运用能源活动二氧化碳排放测算法估算浙江省碳排放量,将二者进行对比分析竹林碳汇贡献。结果表明：1973—2021年浙江竹林固碳量从1 820.64万t增长到3 570.88万t,净增长量为1 750.24万t,增长率高达96.13%,总体呈现增加的趋势,其中毛竹林为主要固碳林种;浙江省碳排放量呈现出稳定增长的趋势,增长率在2004—2021年有所下降;竹林固碳量与碳排放量呈现趋同的增长趋势,但竹林固碳量对于整体的碳排放量而言占比较小,固碳贡献小。为有效助力浙江省碳达峰、碳中和目标进程,提出应注重稳定竹林碳汇增量、切实巩固竹林碳汇发展,规范引导碳汇经营方案、合理提高竹林碳汇潜力,有效结合企业碳汇主体、科学管控企业排放数量,以此有效发挥竹林碳汇价值。     

中国省域种植业碳汇量、碳排放量的时空分异及公平性研究

2020年9月,中国在联合国大会上向世界宣布力争在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标,因此测算种植业碳排放量、碳汇量对政策的制定有重要意义。本文基于2013—2020年中国国家统计局的主要农作物、主要农用物资消耗量的年度数据测算中国31个省份种植业碳排放量、碳汇量,运用灰色预测法GM(1,1)预测中国31个省份未来5年的碳排放量,深入分析其时空分异特征,并采用基尼系数研究中国省域种植业碳汇量、碳排放量的公平性。研究结果表明:(1)山东碳排放总量最高,广西碳汇总量、净碳汇总量最高。(2)从时间序列看,中国种植业碳排放高峰已经过去,并且种植业未来碳排放量有明显下降趋势。不管是到达碳排放高峰的时间点、碳排放总量还是未来碳排放量下降趋势都出现明显的"马太效应",即东部地区优于中部地区,中部地区优于西部地区。另外,新疆、黑龙江和河南部分主要农用物资(农用塑料薄膜、农用化肥和灌溉)碳排放量存在逐年上升的趋势。(3)从空间分布看,河南、山东、安徽以及吉林属于高-高型地区,四川和新疆属于高-低型地区。东部沿海地区、南部沿海地区和东北地区种植业碳排放基尼系数明显高于其他地区,基尼系数大小与地理位置和经济发展水平呈正相关关系,高值基尼系数在地理分布上,明显呈现沿海性的特征。西北地区和西南地区的种植业碳汇量基尼系数显著高于其他地区,基尼系数的大小与其地理位置和经济发展水平有负相关关系。     

河西走廊2000—2020年农业碳排放时空特征及其影响因素

农业是一个较为复杂的温室气体源/汇系统，不同区域、不同种养情况导致农业系统呈现碳源或碳汇两种情况。分析农业系统中碳排放特征及其影响因素，对实现农业绿色发展具有重要的意义，也为推动实现“碳达峰”“碳中和”目标提供数据依据。本研究以河西走廊为例，测算了2000—2020年河西走廊地区20个县市的农业碳排放量，并分析了农业碳排放时空特征及其影响因素。结果显示：2000—2020年河西走廊地区农业碳排放呈现缓慢上升状态。农业碳排放量最大的区域为凉州区和甘州区，占河西走廊地区农业碳排放总量的31.74%。从种植业与养殖业来看，河西走廊地区种植业为碳汇，碳吸收量达1.41×10⁸ t，养殖业为碳源，碳排放量达4.17×10⁷ t。2000—2020年河西走廊地区农业净碳排放量呈现起伏变化，但总体呈下降趋势，农业系统向碳汇转变。在种植业中对农业碳排放影响最大的因子为种植规模，在规模稳定发展区域影响最大的因素为机械化程度，在规模较小的区域主要影响因素为农村用电量；在养殖业中对规模较大区域和养殖业占比较高区域影响最大的因素为养殖规模，关联度在0.90以上。2000—2020年河西走廊地区农业碳排放强度表现为从随机分布到显著聚集的过程，农业碳排放重心缓慢向东南方向转移，但仅在张掖市内迁移。     

安徽省池州市土地利用碳排放演变及其影响因素

碳排放和土地利用密切相关。依据土地利用碳排放测算方法,测算池州市2000—2010年主要土地利用类型耕地、林地、牧草地和建设用地碳排放量,同时对碳源、碳汇和净碳排放进行了测算,分析土地利用碳排放演变情况,计算地均碳排放强度和建设用地碳排放强度,并基于STIRPAT模型分析土地利用碳排放的影响因素。结果表明:1)2000—2010年池州市碳排放总量呈逐年递增的趋势,碳排放总量由2000年的35.835 4kt增加到2010年的1 774.016 3kt,碳排放总量递增主要以建设用地的碳排放递增为主,建设用地的碳排放量与碳排放总量具有趋同的变化趋势。2)2000—2010年池州市碳汇能力基本稳定,碳源与碳汇的比例整体呈增加趋势,由2000年的1.135 5增加到2010年的6.657 2。3)2000—2010年池州市土地利用碳排放变化划分为缓慢增长、快速增长和平稳增长3个阶段。4)地均碳排放强度呈现缓慢增长趋势,而建设用地地均碳排放强度则呈现波动上升的趋势,地均碳排放强度、地均建设用地碳排放强度的增长与工业经济发展水平呈正相关关系。5)碳排放量和人口总量、人均GDP之间的线性相关关系十分显著,且人均GDP对碳排放量的解释程度要大于人口总量对碳排放量的解释程度。     

河南省农田生态系统碳源/汇研究

采用1992-2007年河南省各地市主要农作物产量、耕地面积及农业投入等数据,对农田生态系统碳源/汇进行了测算,分析了碳源/汇及碳汇强度的时空变化特征,并提出了相应的碳增汇对策和建议。结果表明:1992-2007年,河南省农田生态系统碳吸收、碳排放及其强度均呈明显增加的趋势,碳吸收明显大于碳排放,河南省农田生态系统碳汇功能不断增强;化肥施用带来的间接碳排放成为主要的碳排放源;1992年以来,农田生态系统碳汇量呈明显增加的趋势,区域单位面积产量越大,碳汇强度也越高;河南省农田生态系统碳汇强度自东北到西南逐渐降低,平原地区明显大于山区。     

庐山风景区碳源、碳汇的测度及均衡

旅游目的地系统碳源、碳汇的计算与分析,不仅是旅游业节能减排政策制定的重要依据,也是旅游与环境相互关系研究的一个新的科学命题。以庐山风景区为例,计算并分析了2010年的碳源及碳汇。结果表明:(1)2010年庐山风景区包括本地居民和旅游者的总碳排放为108 697 t。其中,本地居民占碳排放总量的19.52%,旅游者占碳排放总量的80.48%。在旅游者碳排放中,旅游交通碳排放占50.24%,旅游住宿碳排放占38.04%,旅游食物消费碳排放占10.65%,旅游活动碳排放仅占1.07%;(2)2010年庐山风景区内陆地生态系统碳吸收为9 447 t;(3)从碳源、碳汇均衡角度看,庐山陆地生态系统的固碳量吸收了区内碳排放的23.47%。但由于旅游者的区际流动和旅游业的产业关联性强,陆地生态系统的碳吸收仅占区内和区外碳排放总量的8.69%,旅游业使庐山成为一个显著的碳源。     

基于无线传感网的毛竹林净初级生产力估算

碳通量监测结果是评价森林生态系统碳收支的重要数据基础。涡度相关法作为目前最可靠的通量观测技术,在精度上具有优势,但观测范围局限于通量贡献区,无法实现大区域的森林生态系统净初级生产力(net primary productivity,NPP)监测。为了研究无线传感网络在生态监测中的应用,探寻一种大尺度净初级生产力估算的方法 ,在安吉毛竹Phyllostachys edulis林通量观测塔附近部署无线传感网,采集2015年1月至9月的太阳辐射、气温和湿度等气象数据。在对光能利用率(light use efficiency,LUE)模型的参数计算方法进行简化的基础上,将无线传感网数据作为光能利用率模型的驱动变量,实现基于无线传感网数据的毛竹林净初级生产力估算,得到以下结果:1利用无线传感网采集的气象数据与通量塔观测数据具有较高的一致性,两者光辐射的决定系数为0.77,相关性较高。2基于无线传感网数据估算的毛竹林NPP与实测值相比,在月尺度上两者的相对误差为10.1%,具有较高的精度以及一致的季节变化趋势。3随着数据合成时间尺度的增加,估算值与实测值之间的误差降低,其中以10 d尺度数据合成精度最高。无线传感网作为一种新型的监测手段,能很好地实现对毛竹林生态系统的监测。     

基于承载关系的合肥市土地利用碳排放效应分析

在碳排放核算的基础上,构建了土地利用类型与碳排放核算项目之间的承载关系,并以合肥市为例,从强度、贡献率和碳汇增减3个方面分析土地利用碳排放效应,以揭示土地利用变化对碳排放的深刻影响。研究结果表明:(1)1995-2012年,合肥市净碳排放量由275.54万t增加到1537.33万t,能源消费是第一大碳源,且只有能源消费的碳排放占比逐年增长;(2)陆地生态系统中的各用地类型碳吸收强度基本稳定,城镇工矿用地的碳排放强度远高于其他建设用地类型;(3)对合肥市碳排放贡献明显的是耕地(为负)、城镇工矿用地(为正)和农村居民点(为正);(4)在土地利用变化过程中,耕地转为城镇工矿用地是碳汇损失最重要的原因。因此,在碳源控制上,以能源消费为抓手是抑制碳排放的有效途径;在土地管理上,严格控制城镇工矿用地扩展,尤其是占用耕地,是增加碳汇、减少碳排放的关键。     

大成农药二氯菊酰氯项目被列入国家科技支撑计划重大项目

近日，国家科技部组织专家对“十一五”国家科技支撑计划重大项目进行审查。大成农药申报的《二氯菊酰氯连续化生产新工艺的产业化开发》项目顺利通过答辩，被正式列为“十一五”国家科技支撑计划重大项目“农药创制工程”课题。     

南京农田生态系统净碳汇变化及对能源碳源的补偿作用

区域农田生态系统发挥碳库的功能对城市的低碳发展具有一定的促进作用。通过对2006~2015年南京农田生态系统的碳排放、碳吸收、碳汇和碳足迹的变化进行研究及特征分析,结果表明:(1)南京农田生态系统碳汇呈缓慢增加趋势;(2)南京能源消费碳排放呈快速增长;(3)南京农田碳汇的增加趋势远小于能源碳源的增加趋势,农田碳汇对能源碳源的补偿能力在减弱。研究为南京低碳城市的建设与发展提供科学依据。     

基于碳转移矩阵的土地利用碳排放效应研究——以广西北部湾经济区为例

研究土地利用类型转变所引起的碳排放效应,为调整土地利用结构,实现区域土地低碳利用提供决策基础。运用Arc GIS软件对北部湾经济区1990、2000及2010年3个时期的遥感影像进行处理分析,得出土地利用转移矩阵,进而核算土地利用类型转变的碳排放转移矩阵。结果表明,在整个研究期内,因地类转移造成总净减少的碳排放量达987 550.37 t,经研究发现碳汇地类及未利用地向碳源地类转变、碳源地类间由低排放向高排放地类的转变会导致区域碳排放量明显增加。碳源地类向碳汇地类的转变而减少的碳排放量为631 690.25 t,碳减缓能力与转向地类的碳汇/碳排放能力有一定关系。针对新兴发展区域的土地利用趋势,从低碳经济的发展角度提出了相应的优化措施。