鐵錚 陳勝偉


實現雙碳目標,科教是基礎,人才是關鍵。推進雙碳領域的科學研究和人才培養,是實現碳達峰碳中和目標的重要保障。
2022年5月,教育部發布了《加強碳達峰碳中和高等教育人才培養體系建設工作方案的通知》,對高校有序開展雙碳相關學科建設和人才培養提出了明確的指導和要求。
自“雙碳”目標提出以來,我國高校和科研院所積極響應,紛紛建立了碳中和研究機構,加大人才培養力度和科研步伐。據不完全統計,全國至少已成立百余家雙碳方面的研究機構。其中有兩家林草領域新誕生的研究和教育機構。
林草固碳增匯教育部工程研究中心應運而生
在我國實現“雙碳”目標的進程中,林草發揮著重要作用。林草固碳增匯是國家需求。
習近平總書記指出,森林是水庫、錢庫、糧庫,現在應該再加上一個“碳庫”。有數據表明,林草生態系統是陸地生態系統固碳主體,貢獻超過80%固碳量。
我國人工林面積世界第一且中幼齡林超過60%,我國草地面積占國土41.7%,林草固碳增匯有很大增長空間。
同時應該看到,林草固碳增匯面臨著許多技術難關亟待攻克。比如精準計量、高碳匯林草高效培育、重大災害防災防排、碳封存技術薄弱、林草碳交易等。
因此,新成立的林草固碳增匯教育部工程研究中心,肩負了十分重要的使命。
中心主任、北京林業大學教授賈黎明說,中心建設是為了滿足三個根本要求:助推國家“雙碳”目標戰略實現的根本要求,推進林草固碳增匯科技創新的根本要求,落實鄉村振興戰略的根本要求。
我國林草固碳增匯技術存在一系列“卡脖子”問題,制約著其促進國家“雙碳”目標實現重要作用的發揮。需要研究的問題很多。
如何統籌山水林田湖草沙系統治理,在整個國土空間上實現各生態系統協調、系統、有序、高效、全面固碳增匯?
我國持續70年國土綠化成就斐然,目前剩下的都是極其困難的立地等待綠化增碳,急需創新形成“尊重自然、人工修復與自然恢復相結合”“充分考慮水資源承載能力,宜喬則喬、宜灌則灌、宜草則草,構建健康穩定的生態系統”的自然和諧、水碳相宜的綠化固碳技術體系。
我國的森林碳匯能力,特別是人工林固碳增匯能力還較低,如何在符合“森林質量精準提升”根本要求的基礎上,通過森林培育和經營技術創新促進森林植被、森林土壤固碳增匯能力提升,同時減少森林作業碳排放?
“森林火災、病蟲猛于虎”。我國林草火災、病蟲等生物災害是林草碳排放的“頑疾”。開展林草火災和病蟲等災害監控、預測、預警和防治,特別是針對當前松材線蟲、重點區域林草火險,需要科技不斷創新。
林草是可再生資源,其有著完整的生命過程,如何在林草死亡及利用過程中最大限度實現碳封存需要重大的科技創新。
基于人工智能和3S技術,創新林草碳儲量精準監測和精準計量技術是林草固碳增匯的基礎。但還存在監測和計量不精準、不同的方法學結果大相徑庭的問題。
林草生物質能源類型多樣,如何從“良種良法”層面解決主要能源林高效培育技術創新,如何高效多聯產可持續開發林業生物質能源新產品及其高值化衍生產品,解決這一系列問題至關重要。
國際碳交易和碳貿易同樣存在技術壁壘。我國林草固碳增匯如何實現產業化運作,創新既具有中國特色又符合和影響國際規范的碳交易和碳貿易方法學,以促進我國林草固碳增匯實現產業化,并具國際競爭力,的確任重道遠,還有許多工作要做。
賈黎明教授稱,中心聚焦的研究重點有四個。
一是林草碳計量和碳監測技術創新及產業應用研究。如林草碳計量參數反演本土化模型及軟件研發、林草固碳增匯過程多源多尺度監測技術、林草固碳增匯能力和動態變化監測技術研究等。
二是高碳匯林草高效培育技術創新及產業化應用,包括高碳匯林草種質資源創制、高碳匯林草高效培育技術、高碳匯林草防災減排技術。
三是高碳匯林草利用及碳封存技術創新及產業化應用,其中有林草土壤碳庫增容減排技術、零凈碳排放生物質能源綠色循環技術、現代林草加工及木結構民居碳封存技術等。
四是林草固碳增匯碳定價及交易技術創新及應用,包括林草碳匯確認方法及關鍵技術、林草碳匯定價技術研究與應用、林草碳匯交易機制和技術創新路徑研究。
鄉村是我國最基層的管理單元,是實現“雙碳目標”的“最后一公里”。我國農村地區遼闊,人口數量大,鄉村利用生物質能源開展的能源結構調整將對我國“碳達峰”形成重要貢獻。鄉村森林建設不僅可以提升村容村貌,還是很大的固碳增匯“碳池”。
歐洲國家鄉村生態宜居建設實踐中,依托林草生物質能源實現“分布式熱氣電聯產”,用生物質能源替代化石能源,使鄉村生活低碳運行成為現實。在瑞典,已基本實現了“化石能源零依托”。
賈黎明教授說,我國鄉村林草生物質能源替代化石能源的計劃應走中國特色的發展道路,應在高能效林草生物質能源物種選擇和資源培育、高效生物質能源轉化、分布式潔凈生物質能源利用等方面開展技術創新和應用。
高固碳增匯鄉村林草植被建設中,存在著耦合景觀和生產功能的高碳儲鄉土林草物種的選擇、景觀優美型高固碳增匯鄉村林草植被營造、鄉村林草植被碳封存等技術需要突破。
針對林草固碳增匯面臨的“卡脖子”和技術瓶頸問題,中心負責人表示,通過5年建設,創新和突破林草碳計量和碳監測、高碳匯林草高效培育、林草高效綠色利用及碳封存、林草固碳增匯碳定價及交易等關鍵技術,選育一批林草固碳增匯新品種、新產品,研究出一批技術模式,推廣建設大批林草碳匯項目,以便為實現60億立方米森林蓄積增量目標提供有力支撐。
據了解,中心以北京林業大學為依托,聯合5個林草行業碳匯優勢社會團體和企業,集成4個校級林草碳匯研發平臺,充分發揮9個林業和草原國家創新聯盟產業化推廣應用優勢,形成較強服務國家“碳中和”能力。通過10年建設,建成國際一流的工程研究中心,有力支撐林草行業服務“碳中和”。
中心的另一個主攻方向是高水平工程化人才培養。中心依托的北京林業大學是林草領域最大的研究生培養基地。中心將借助這一優勢,創新林業碩士和林業博士專業學位指標分配和招生制度,構建專門的課程體系和培養制度,培養一批林草固碳增匯高水平工程化人才。
浙江農林大學碳中和學院掛牌成立
浙江農林大學碳中和學院掛牌成立,是我國林草高等教育的另一件大事。
據了解,碳中和學院主要由5個本科專業和1個微專業組成,分別是正在申請的碳匯科學與技術專業,“雙碳”理念升級改造后的農業資源與環境專業、地理信息科學專業、環境科學與工程專業、測繪工程專業,以及已開設的碳中和與農林固碳減排微專業。
我國碳匯人才的儲備,遠遠無法滿足碳達峰碳中和相關專業人才培養的迫切需要。為進一步擦亮底色、做強特色,浙江農林大學開始謀劃成立碳中和學院。
這是高校主動對接落實國家“雙碳”戰略目標,也為學校發展提供了新的機遇。
該校校長沈希教授表示,作為我國最早開展碳中和領域科學研究和人才培養的高校之一,學校在碳中和研究領域起步早、成果豐,建有國家林草局竹林碳匯工程研究中心、浙江省森林生態系統碳循環與固碳減排重點實驗室等一批高水平科研機構,在林業碳匯、碳交易、減污降碳、廢棄物資源化利用、生物質等領域的科學研究和人才培養成效顯著。碳中和學院成立后,學校將優化碳中和相關的學科、專業布局,積極推進碳中和領域的研究生和本科生培養,為實現“雙碳”目標提供人才支撐和智力支持。
據介紹,在具體的人才培養模式上,碳中和學院將在本科教育中全面融入碳達峰碳中和理念與實踐,著力培養學生具有碳中和與農林固碳減排的綜合科學素養,具備跨學科視野與跨領域減排增匯能力,能在碳核查、碳計量、碳監測、碳管理、碳交易、碳減排、碳增匯、碳轉化、碳利用等崗位上發揮雙碳專業技能的高素質應用型人才。
碳中和學院成立,得益于全國黃大年式教師團隊——浙江農林大學“林業碳匯”教師團隊的重要支撐力量。團隊帶頭人、浙江省特級專家周國模教授表示,團隊深耕林業碳匯領域20年,系統解決了竹林“如何固碳”“如何測碳”“如何增碳”和“如何售碳”等科學問題與技術難題,系統澄清了竹林是碳源還是碳匯的國際爭議,創建了竹林碳匯精準監測和經營增匯關鍵技術。
這個團隊開發了《我是吸碳王》等由科普讀物、科普童話、兒童漫畫、動漫視頻、科普短片等組成的碳匯知識科普作品,成為科普碳匯的知識的“網紅”。如今,該團隊已經形成了完整的竹林碳匯理論與技術體系,多次獲國家科技進步獎、省部級科技獎,團隊在竹林碳匯領域論文發表量及影響力指數排在全球首位。
碳中和學院院長姜培坤教授說,學院重點將在生態系統增匯與減排、林業碳匯計量與監測、農業環境保護與氣候變化應對、減污減碳協同增效等領域,以多學科交叉融合發展為牽引,以國家級和省部級科研平臺、創新團隊為支撐,創新人才培養和學科交叉融合,主動服務國家和地方戰略需要,助力實現“雙碳”目標,為浙江乃至全國碳中和事業發展培養具有基礎扎實、產業認知、多學科交叉、國際視野的高水平碳中和應用研究型人才和管理人才,建成具有國際影響力、國內一流水平的碳中和學院。
同時,碳中和學院將聚焦農林固碳減排技術領域,以農林碳匯為特色,圍繞減污降碳協同、農業減排增效、林業碳匯計量與監測、生態系統增匯、綠色金融支持等碳中和領域開展研究,以關鍵技術突破和應用為重點,以社會服務為抓手,聚焦提升碳中和領域研究能力。
為實現這一目標,碳中和學院將以課程建設和教材建設為抓手,將綠色低碳理念納入本碩博課程體系,升級改造和新建一批碳中和相關的新課程,探索建設“雙碳”課程群,建設一批影響力大的線上課程,引領碳中和領域課程和教材建設。優先建設一批量大面廣的本科生公選課和研究生選修課,在本科生通識選修模塊中增加“雙碳”類課程。本科生公選課建設《“雙碳”與生活》《氣候變化與林業碳匯》《綠色低碳生活》《全球“雙碳”行動》《“雙碳”行動的國際合作問題》《碳達峰碳中和與可持續發展》等課程,研究生選修課建設《“雙碳”研究專題》等課程。
在此基礎上,碳中和學院將加快碳達峰碳中和領域國際化人才培養。以專業人才為基礎,重點提升國際視野,強化國際交流能力,推動相關專業學生積極參與相關國際組織實習。積極吸引海外生態系統碳匯監測、碳氮循環、農業低碳技術、減污降碳技術、二氧化碳捕集利用與封存、儲能與氫能、碳經濟與政策研究、綠色金融與碳金融等優秀人才,匯聚海外高層次人才參與碳中和學科建設和科學研究。開展碳中和人才國際聯合培養項目。與世界一流大學開展碳中和領域本科生、碩士生和博士生聯合培養,培養積極投身全球氣候治理和全球碳市場運行的專門人才。