碳中和背景下我國發展濱海藍色碳匯的優勢、挑戰及對策

程浩,邢慶會,陳虹,毛竹,韓建波

(國家海洋環境監測中心 大連 116021)

0 引言

隨著全球氣候變化的加劇,藍色碳匯作為基于自然的氣候變化解決方案,是實現碳中和目標最為經濟有效的方式之一。2009年《藍碳:健康海洋固碳作用的評估報告》確定濱海藍碳在全球氣候變化和碳循環中的重要作用[1]。狹義上,濱海藍碳指紅樹林、鹽沼濕地和海草床生態系統土壤、地上活生物質、地下活生物質和非活體生物質中的碳[2]。繼該報告之后,濱海藍碳研究引起國內外廣泛關注。2011年《京都議定書》將紅樹林的修復和恢復納入清潔發展機制(CDM)[3];《2006 年IPCC 國家溫室氣體清單指南的2013年補充版:濕地》確定將紅樹林、濱海鹽沼、海草床納入指南范疇[4],濱海藍碳正式進入全球氣候體系,并成為履約的重要手段[5];《IPCC 2006年國家溫室氣體清單指南2019 修訂版》將典型的濱海藍碳在定義、核算方法等方面予以補充[6],進一步區分自然狀態和人為干擾下產生的碳匯[7];2019 年聯合國政府間氣候變化委員會(IPCC)發布《氣候變化中的海洋與冰凍圈特別報告》(SROCC)[8],增補大型海藻為典型濱海藍碳,并進一步強調濱海藍碳的碳匯能力在減緩氣候變化中的重要作用[9]。我國擁有豐富的海岸線資源,濱海藍碳發展空間廣闊。本研究從多個角度對濱海藍碳服務碳中和的優勢及挑戰進行科學分析,并提出政策措施和科學研究展望,以期為實現碳中和目標和達成國際履約提供參考。

1 發展濱海藍碳的優勢

1.1 濱海藍碳生態系統碳匯能力突出

濱海藍碳生態系統具有碳儲量大、固碳速率高、固碳持久穩定的特點。濱海濕地位于陸海交界處,生物量占陸地生物量的0.05%,但其儲存和轉移的碳量為全球吸收固定碳總量的近55%[10-11]。單位面積紅樹林和鹽沼濕地的碳儲量是熱帶森林的3～5倍[12],海草床儲存的有機碳量達到海洋埋藏總量的11%[13],全球海草沉積物中儲存的有機碳量約為全球紅樹林和鹽沼濕地沉積物碳儲量之和[14]。單位面積紅樹林和鹽沼濕地從大氣中固碳的速度是熱帶森林的10倍[15],隨著氣候變暖和海平面上升,鹽沼濕地的固碳能力可能會進一步提升[16]。沉積物是濱海濕地碳庫的重要組成部分,濱海濕地海水潮汐往復的特殊水文狀況使其沉積物長期處于厭氧環境,極大地減緩有機碳的分解速率[17],部分區域的沉積物可儲存數千年[18],如加勒比海伯利茲的紅樹林[19]、新英格蘭北部的潮汐鹽沼[20]和西班牙利加特港海灣的大洋波喜蕩海草床[21]產生的沉積物都已儲存至千年尺度。同時,濱海濕地存在大量的SO2-4,可以有效抑制CH4的產生[22-23],進一步減緩有機碳的分解。

我國典型濱海濕地生境總面積約為3 461.34 km2(圖1,其中缺少香港、澳門的數據),總碳儲量為1.39億～3.49億t CO2[24]。

圖1 我國典型濱海藍碳生態系統分布概況Fig.1 Distribution of typical coastal blue carbon ecosystems in China

我國紅樹林總面積約為343.41 km2[24-25],主要分布在廣東、廣西和海南,總碳儲量為0.23 億～0.27億t CO2[26],約有82%的碳儲存于表層1 m 的土壤中[27]。據初步估算,我國紅樹林的年均碳埋藏速率為686～973 g/m2,年均碳匯量為27.16萬t[15],年均凈固碳量大于200 g/m2,高于174 g/m2的全球平均水平[28]。

我國鹽沼濕地總面積約為2 979.37 km2[25],集中分布于北方地區,杭州灣以北面積約占全國總面積的95%,鹽沼濕地植被根冠比為1.4～5.0[26],地下碳庫儲量大,總碳儲量為1.12億～3.18億t CO2[29]。鹽沼濕地的碳埋藏速率比陸地森林生態系統高40余倍[15],我國鹽沼濕地的年均碳埋藏速率為865 g/m2[30],年均碳匯量為96.52萬～274.88萬t[31]。

現有文獻表明,我國海草床總面積約為138.56 km2[24,32-37](該數據小于自然資源部最新調查獲取數據即海草床總面積為230.6 km2[38],其原因可能是調查基線不一致和部分區域的海草床科學研究不足),總碳儲量約為0.04億t CO2[29]。海草床的固碳能力主要體現在其自身和附生群落較強的初級生產力[39-40],我國海草床的年均碳埋藏速率為367～646 g/m2[41],年均碳匯量為3.2萬～5.7萬t[24]。

1.2 國際上清單編制和碳匯交易已有實踐

碳中和是我國為應對全球氣候變化做出的重大戰略決策,也是《聯合國氣候變化框架公約》(UNFCCC)和《巴黎協定》提出的重要履約機制,而編制國家溫室氣體清單是實現碳中和國際履約的必然途徑。在海洋生態系統中,IPCC 僅認可紅樹林、鹽沼濕地和海草床為適合參與清單編制、達成國際履約的藍色碳匯生態系統[42]。澳大利亞和美國分別在2015年和2016年開展濱海濕地溫室氣體清單的編制工作?；趪H實踐進展,我國也已開展藍碳生態系統溫室氣體清單編制的方法研究[24,43]。

在碳匯交易層面,CDM 開發的《退化紅樹林生境的造林和再造林》(AR-AM0014)和《在濕地上開展的小規模造林和再造林項目活動》(ARAMS0003)等方法為紅樹林生態系統修復提供碳匯計量的依據。據不完全統計,應用AR-AM0014方法經CDM、核證減排標準(VCS)和維沃計劃(PVS)認證通過的國際碳匯項目達7項[44],其中包括我國廣東湛江紅樹林造林項目。在自愿市場機制中,VCS開發的《潮汐濕地和海草恢復方法學》(VM0033)和《構建濱海濕地方法學》(VM0024)等為鹽沼濕地和海草床提供碳匯交易的核算基礎,但其在國際認證的碳匯交易項目中應用較少;肯尼亞Vanga項目應用VM0033方法阻止紅樹林退化,修復紅樹林4.6 km2,預計年均減排量達5.027 Gg[45]。我國積極探索研究的首個藍碳交易方法學即《紅樹林碳匯造林項目方法學》推動地方紅樹林碳匯交易項目首次達成。

1.3 各國積極將發展濱海藍碳納入國家戰略

濱海藍碳作為碳匯領域的重要組成部分,近年來其潛力和價值已在國際社會上得到重視。自2009年確立濱海濕地在減緩氣候變化中的重要作用后,2010年保護國際基金會(CI)等國際組織共同發起“藍碳倡議”(BCI),從科研、政策和項目實施等方面給予支持和保障。在眾多沿海國家中,澳大利亞發展濱海藍碳表現活躍,牽頭發起“國際藍碳伙伴”和“太平洋藍碳”等倡議,并提出《海洋保護計劃》,宣布提供約1.6億澳元用于保護藍碳資源及開發碳補償計劃;2015年美國國家海洋與大氣管理局(NOAA)的藍碳工作組從國家行動、市場建設和科學發展等方面提出國家海洋碳匯工作建議;日本在2021年公布125個港口的調研計劃,包含濱海濕地生態系統CO2固定量的測量和交易;印度尼西亞提出的“藍色森林項目”計劃修復2萬km2退化的泥炭地和紅樹林生態系統。

我國充分認識到濱海藍碳服務碳中和的潛在優勢,已開始從國家戰略、政策層面部署藍碳工作,呈現中央總體規劃、地方示范先行的格局。2015年中共中央、國務院《關于加快推進生態文明建設的意見》提出海洋碳匯是有效控制溫室氣體排放的手段;2017年生態環境部《中國氣候變化第一次兩年更新報告》首次從應對氣候變化的角度對藍碳工作進行介紹;2017年國家發改委聯合國家海洋局發起“21世紀海上絲綢之路”的“藍碳計劃”倡議,推動藍碳國際合作;2019年《國家生態文明實驗區(海南)實施方案》提出建設海洋生態系統碳匯試點,并開展藍碳標準體系和交易機制研究;2021 年國務院《2030前碳達峰行動方案》要求提升紅樹林、海草床、鹽沼等的固碳能力,同年生態環境部和自然資源部分別印發《碳監測評估試點工作方案》和《藍碳生態系統調查評估試點工作方案》,開展濱海濕地碳匯試點工作。各沿海地區從藍碳資源保護修復、標準規范和市場交易等層面持續示范推進,如廣東、廣西、浙江、山東等地在濱海濕地修復、圍填海管控等方面發布系列方案和措施,深圳編制全國首個《海洋碳匯核算指南》,威海發布全國首個藍碳經濟發展行動方案即《威海市藍碳經濟發展行動方案(2021—2025)》,湛江開發全國首個藍碳交易項目即廣東湛江紅樹林造林項目,海南于2022年獲批成立“海南國際碳排放權交易中心”。可以說,國內外針對濱海藍碳的諸多戰略部署,充分體現其潛在能力和價值。

2 濱海藍碳建設面臨的挑戰

2.1 制度保障措施有待強化健全

制度的建立健全是保障濱海藍碳有效服務碳中和的核心和關鍵。與近年來我國不斷完善的林業碳匯制度相比,我國濱海藍碳服務碳中和的制度保障措施有待強化健全。例如:2021年發布實施的《碳排放權交易管理辦法(試行)》和《林業碳匯項目審定和核證指南》明確將林業碳匯納入國家碳排放權交易機制,為林業碳匯市場交易提供制度性保障和依據指南,然而目前濱海藍碳交易暫無系統保障措施;《中華人民共和國海洋環境保護法》等法律對破壞濱海藍碳資源的行為做出補救和罰款的規定,但受破壞生境的碳匯能力卻難以恢復到原有狀態。由于濱海濕地碳匯交易及資源保護的制度措施仍不完善,投資潛力挖掘困難,保護修復和碳匯能力提升主要依靠公共財政,不利于資本推動濱海藍碳服務碳中和。

2.2 統籌發展機制有待補充完善

陸海協同治理和生態保護與經濟發展之間的矛盾,是濱海藍碳服務碳中和面臨的挑戰之一。濱海濕地生態系統位于陸海交界地帶,區域空間復雜、人口密集且經濟發展快速,其保護修復應依賴陸海統籌協調開展,否則難以獲得較好的效果。例如:近年來山東開展大量沿海污染治理工作,但陸地養殖、工業、生活等造成的陸源污染仍比較普遍,導致藍碳資源保護效果未完全達到預期[46]。此外,沿海地區濱海濕地保護修復與民生、生態與經濟協調發展等問題仍未形成有效的解決方案[47],為保護修復濱海藍碳資源而開展的退養還濕、植被重建等工程因生態補償機制不完善,對當地經濟發展產生一定的制約,因此部分區域仍然存在濱海濕地退化損失的現象。濱海濕地退化或消失導致固存在土壤中的CO2被釋放,由“碳匯”轉變為“碳源”[5]。據估算,我國黃海及渤海地區過去50余年濕地面積的減少已導致CO2排放增加29 Tg[48]。有學者提出如大規模保護修復藍碳資源,至2030年可額外減少CO2排放達841 Tg,約占全球年均溫室氣體排放量的3%[49]。

2.3 碳匯計量方法亟須探究制定

IPCC 編制的一系列溫室氣體指南是世界各國核算溫室氣體排放和減排履約的重要技術方法。指南規定的碳匯計量方法分為3級,其中一級方法是應用默認系數計算,不包含屬地性質;二級和三級方法可依靠本地監測數據進行核算和系數調整,使不同區域的碳匯計量結果更加精確。運用一級方法計算碳匯量時,地上碳庫和土壤碳庫的誤差分別達到±50%和±90%,計算結果存在很大的不確定性,不利于清單編制工作。我國對于IPCC 指南核算方法的本地化工作仍處于研究探索階段,李捷等[24]結合IPCC指南和CDM 的方法測算我國可預期的濱海藍碳增匯量,王濤等[43]構建我國濱海藍碳生態系統排放/吸收溫室氣體的核算方法并設計溫室氣體清單表格。與林業碳匯方法學相比,我國亟須加強濱海藍碳的碳匯計量方法研究。截至2021年,國際上基于CDM、VCS開發的林業碳匯方法達到26項,我國編制《碳匯造林項目方法學》等4項方法用于支撐林業碳匯交易;然而CDM、VCS機制中與濱海藍碳相關的方法僅有9項[43],我國支撐藍碳交易的僅有《紅樹林碳匯造林項目方法學》,且其在國際層面尚未成功應用。此外,我國開展濱海濕地保護修復等的部分分類方式(如微地形改造、潮溝修復)暫未包含在國際碳匯方法學的人為活動參與下的分類(如管理、排干)中,在開展保護修復工程的碳匯計量應用的過程中存在一定局限性。

3 對策建議

3.1 完善政策措施,推進統籌機制

逐步完善濱海藍碳保護修復、碳匯交易的法律法規和管理條例建設,推進陸海統籌、生態補償的機制建設。例如:將濱海藍碳納入《中華人民共和國應對氣候變化法》的編制,明確保護修復和碳匯交易的相關規定;參考林業碳匯的模式體系,制定保護修復和碳匯交易相關的規章制度和管理條例。在堅持陸海統籌的原則下,系統考量濱海藍碳生態系統受陸海交互影響的特點,開展陸域徑流、濱海濕地和近海海域聯動協同的生態環境保護、修復與治理;依托濱海藍碳服務碳中和的碳匯能力與保護生物多樣性的環境能力,研究制定濱海藍碳保護修復生態補償機制,逐步達成環境效益和經濟效益的最優配置,進而實現濕地生態環境和區域經濟的協同發展。

3.2 納入國家清單,推動國際合作

鑒于我國較大的碳排放壓力,結合UNFCCC對各履約國編制溫室氣體清單的機制要求,汲取美國、澳大利亞等編制濱海藍碳清單的經驗,推進我國濱海藍碳溫室氣體清單的編制工作。充分發揮我國“藍碳計劃”、海南國際碳排放權交易中心、全國海洋碳匯聯盟(COCA)等的作用,提升我國藍碳工作的引導力。積極申請加入藍碳伙伴、藍碳倡議工作組等現有國際藍碳組織機構,提高我國濱海藍碳應對氣候變化工作的影響力。與澳大利亞等發達國家及薩摩亞等小島嶼國家開展濱海藍碳保護修復和碳匯計量等方面的技術交流合作,組建利益共同體,推動藍碳應對氣候變化的合作共贏。

3.3 設立評估試點,完善計量方法

設立濱海藍碳監測計量評估試點,推進濱海藍碳監測能力建設,開展碳源匯核算計量方法應用示范,逐步完善我國濱海藍碳計量方法體系。依托我國現有的濱海濕地保護修復專項工程(如重點海域綜合治理攻堅戰),設立不同空間緯度、植被種類等分區類型的濱海濕地碳匯監測評估試點。系統培養政策、理論、實踐復合型藍碳人才,加大對濱海濕地碳通量與碳儲量監測方法以及碳匯評估計量等方面研究的資金投入,提高濱海藍碳監測能力。以清單編制為目標,細化空間、植被等生態系統分區,補充完善IPCC指南框架下的二級和三級碳核算方法系數;以支撐我國碳匯交易為目標,參考國際方法學的人為活動分類類別,將我國實施的濱海濕地保護修復活動(如微地形改造、潮溝修復)納入國際核算方法?；谔紖R試點的先進經驗及成果,開展碳匯交易探索,為構建我國濱海藍碳碳匯交易體系提供示范。

3.4 加強科學研究,突破技術瓶頸

濱海藍碳服務碳中和仍須進一步加強相關技術研究,具體可考慮3個方面。①橫向碳運移監測計量。加強對濱海濕地橫向碳交換機制和計量評估等方面的研究,如陸地河流帶來的可溶性碳或不可溶性碳、潮汐反復運動等造成的橫向碳交換,進而提高濱海濕地碳匯計量的準確度。②修復過程中的CH4和N2O 釋放。在開展濱海濕地植被重建、退養還濕等保護修復工程項目期間,為避免CH4和N2O 釋放量過大而造成溫室氣體不減反增,應加強對修復過程中CH4和N2O 釋放機制和通量計量的研究。③信息智能化融合。開展現場調查、遙感監測、物聯網傳輸、模型模擬、人工智能處理的多學科交叉研究,實現信息化、智能化高度融合,構建全國在線監測平臺,提高監測能力與監測效率,為科學管理提供支撐依據。