以生态碳汇助推碳中和的武汉NbS实践路径

欧阳海龙 董实忠 高素娟

摘 要：以长江经济带核心城市武汉为例，分析森林、湿地、土地和生物多样性等自然资源禀赋，在此基础上提出了运用NbS（基于自然的解决方案）的理念和方法，提升森林、土地、湖泊湿地等生态碳汇能力以及统筹生物多样性保护的可行性措施，以期为长江经济带挖掘生态碳汇在碳中和进程中的作用提供借鉴。

关键词：碳中和;基于自然的解决方案;生态碳汇;武汉

中图法分类号：X321                 文献标志码：A                 DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2021.0409

2020年9月，我国宣布2030年前碳排放达峰、2060年前实现碳中和的目标[1];在同年12月的气候雄心峰会上宣布，到2030年，中国单位GDP的CO2排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达25%左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿m2 [2]。2020年12月，中央经济工作会议确定2021年重点任务之一是做好碳达峰、碳中和工作[3]。2021年3月，中央财经委员会第九次会议明确今后5年碳达峰与碳中和的7个方面的重点工作之一，就是提升生态碳汇能力。

我国如期实现碳中和压力不小，必须要统筹好加减法[4]，既要通过节能减排减少碳排放，也要增加碳汇、碳捕获和封存，二者对实现碳中和具有同等重要的作用[5]。受资源、技术和经济性等因素影响，预计到2055年左右，我国还有约14亿t碳排放需要通过自然碳汇、碳捕集等措施予以解决，二者分别能提供约10亿t、4.5亿t的负排放，从而解决碳中和“最后一公里”的问题，助力实现全社会碳中和目标[6]。因此绝不能忽视“基于自然的解决方案”对提升生态碳汇能力的重要作用。

1  基于自然的解决方案（NbS）及其中国化

马克思曾说，“全部社会生活在本质上是实践的。”他在阐述历史唯物主义原理时，指出生产方式和生活方式是一对孪生姊妹，且人类的生产生活必须依靠“自然富源资源”[7]。近年来，NbS（Nature-based Solutions，基于自然的解决方案）受到国际社会的广泛认可与关注，其理念与马克思前述思想一脉相承。俞孔坚（2020）也认为，在生态文明与工业文明之间出现世界观、方法论和技术论层面的对抗时，NbS必将成为解决全球性生态环境问题的有效措施[8]。

1.1  NbS的发展历程

NbS概念最早诞生于2002年。随后，基于环境科学与自然保护，在一些国际组织推动下，NbS被不断应用和完善。世界银行在2008年度报告中正式提到NbS对减缓与适应气候变化的重要性，呼吁更加系统地理解人与自然的关系[9]。次年，IUCN在联合国气候变化框架公约中引入NbS。2010年，IUCN、世界银行和世界自然基金会等联合发布《自然方案报告：保护区促进应对气候变化》，将NbS正式应用于生物多样性保护。IUCN在2012年将NbS作为2013～2016年三大工作计划之一并确立工作框架，在2016年世界保护大会上指出NbS是“一系列能够有效地、适应性地解决社会挑战，同时提供人类福祉和生物多样性收益的保护、可持续管理并恢复自然的或经过改造的生态系统的行动”。2013年欧盟将NbS纳入“地平线2020”计划，认为“NbS是受自然启发和支撑的解决方案，具有成本效益，兼具环境、社会和经济效益，有助于建立韧性的社会生态系统”，更紧密地联系起NbS与经济、政策等[10]。这些定义指向一个共同的目标——把对自然的可持续利用作为人类发展的一项经济策略。

可见NbS是一个具有极强开放包容性、多元性和动态性的伞形概念，其理论基础、实施路径等几乎涵盖现有的生态保护修复概念与方法[11]，利于跨部门、学科、领域的合作和参与，具有独特优势。Eggermont（2016）等人将NbS措施分为3种类型：一是更好地利用自然或受保护生态系统;二是实现人工管理生态系统的可持续性和多功能性;三是设计和管理新的生态系统[12]。IUCN将NbS实施方法分为生态系统恢复方法与保护方法、针对具体问题的生态系统方法、基于生态系统的管理方法等五类[13]。NbS的应用范围已扩展到减缓和适应气候变化、保护生物多样性、绿色发展、自然资源可持续利用、提升经济—社会—生态系统抗灾能力与适应性等重要领域，核心是聚焦有效权衡和提升生态系统提供产品、文化、调节和支持等服务功能，前提是关注物种、生物多样性、栖息地、生态系统等多个要素，实现过程要合理采用生物多样性保护和生态系统相关的各种方法[14-16]。

1.2  生态文明建设与NbS

党的十八大以来，我国将生态文明建设纳入“五位一体”总体布局，倡导构建人类命运共同体、建设清洁美丽世界，其核心要义是坚持人与自然和谐共生[17]，强调生态优先、尊重自然、顺应自然、保护自然。碳中和的目标与生态文明建设的愿景完全一致，生态保护与修复也利于碳中和的实现。“绿水青山就是金山银山”“共抓大保护不搞大开发”“构建生态廊道和生物多样性保护网络”“坚持保护优先，自然恢复为主”“统筹山水林田湖草一体化保护和修复”等新思想新方略新理念，与NbS理念异曲同工[18]。我国2016—2018年开展25个山水林田湖草生态保护修复工程、海绵城市试点与气候适应型城市建设试点、國土绿化行动、历史遗留矿山生态修复，2020年印发《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划（2021—2035年）》、实施全域低碳土地综合整治和耕地保护、海洋生态保护修复等行动也与NbS理念高度契合[19-21]。此外，生态文明建设与NbS在最终目标上均致力于绿色可持续发展，在方法上均依靠自然进行前瞻性生态治理与修复，在制度上均被纳入国家发展方略，二者都是全球可持续发展的必然选择。2019年联合国气候行动峰会确定NbS为全球九项重要行动之一[22]，由中国和新西兰共同牵头。峰会发布了近200个优秀的世界NbS提案和案例，我国有关生物多样性保护、生态红线划定和自然保护地建立等内容均被收录其中。

2  碳中和背景下武汉市的生态固碳潜力

世界银行和IUCN的NbS工作组一致认为，通过NbS保护、恢复和可持续利用自然生态系统及其功能，既利于生物多样性保护，也能实现碳减排与增汇，有效减缓和适应气候变化，为《巴黎协定》目标贡献约30%的减排潜力，实现生态环境和社会经济的协同效益[23-25]。国内也逐渐认识到这一点。反之一旦生态系统遭到干扰破坏，封存于生物和土壤中的CO2将释放到空气中，导致碳排放的总量增加[26，27]。研究表明人为碳排放中约四分之一来自农业、林业和其他土地使用，大量排放来自排干的湿地和退化的沿海栖息地[28]。

武汉市是长江经济带核心城市，也是长江中下游的典型大城市，拥有丰富的山水林田湖草等自然生态资源，其生态固碳量可高达663.1万t每年[29]，主要的生态碳汇现状如下。

2.1  森林碳汇有待进一步提升

森林是陆地生态系统的重要组成，也是NbS的重要实现路径，增加面积、保护和管理好林业，可显著减源增汇。根据第九次全国森林资源清查，我国森林植被总碳储量91.86亿t，80%以上来自天然林。林木每生长1m3，平均约吸收1.83tCO2，释放1.62tO2 [30]。大自然保护协会等机构认为，造林再造林的减排潜力巨大。在苏州等地的研究也表明，社区碳汇林建设是区域碳中和的有效途径[31]。根据2018年《武汉市森林生态系统服务价值评估报告》，除中心城区外，武汉市林地面积1 517km2，森林面积1 222km2，覆盖率约15%。全市森林生态系统年固定CO2和释放O2的量达157.52万t和110.48万t，相当于吸收了45万户家庭的年CO2排放量，成为重要碳汇;年调节水量2.74亿m3、固持表层土壤量171.2万t，对水土巨大的调节作用也会间接影响碳汇。但武汉市在湖北省内仍属低碳排放强度—低森林碳汇地区[32]，森林生物量总量456.8万t，单位面积森林生物量39.7t/hm2，平均碳密度19.65tC/hm2，低于全省平均值23.74tC/hm2[33]。武汉市森林平均储碳密度相对较低，不同行政区差异也较大，森林碳汇还有很大提升空间。

2.2  湖泊与湿地碳汇潜力得天独厚

水体中有生物量庞大的藻类等自养微生物和各种水生动物，通过光合作用和生物链富集的固碳量可观[34]，湖泊和湿地成为重要的碳“源”和“汇”。仅占全球陆地面积5%～8%的湿地，却储存有约525Gt的碳，约占全球陆地碳库的35%，对响应和适应气候变化十分重要。湖泊和湿地固定的碳还迁移到水底有机质沉积中被“封存”，成为重要碳库，如长江中下游浅水湖群埋藏碳的效率可达同流域土壤的3.4倍[35]。武汉长江汉江交汇，全境水域面积2 217.6km2，占比超过1/4，全市166个湖泊全部列入保护名录，水域蓝线控制面积867.07km2，构成武汉“两江百湖”独一无二的水域生态环境。湿地面积计达3 358km2，占全市面积四成，其中近半为天然湿地，含5个湿地自然保护区和10个湿地公园（国家级6个、省级4个）[36]。美国《国家地理》杂志称武汉湿地资源位居全球内陆城市前三。据估算，武汉东湖湿地生态系统中仅水生高等植物每年固碳量高达49.95t[37]。全市不同生态系统中，河湖湿地对自然碳汇的贡献仅次于森林[38]。

2.3  土地碳汇能力较不明朗

土壤碳库在碳循环中的作用不可忽视。美国本土48个州土壤和森林碳库共储存有约九百亿t碳，超过美国近50年燃烧化石燃料排放的CO2总量。虽然土壤碳库总趋于动态平衡，但土地作为经济社会和城市发展的载体，更合理有效的土地利用能够减排增汇，反之则引起碳排放改变，成为不可忽视的碳排放源[39]。据《武汉市第三次全国农业普查主要数据公报》，武汉耕地、实际经营的林地和牧草地等面积合计3 509.5km2，占全市总面积约40%。随经济快速发展，全市建设用地规模不断扩大，而耕地面积曾一度下降，土地可持续发展压力渐增。对土地在碳汇中作用的研究虽较少，但武汉生态控制区内林地、耕地的碳汇能力均较强[40]，而城镇村及工矿用地是土地碳输出的最大来源，占到年土壤碳输出总量的87.2%和碳足迹总量的88.32%;交通用地在土地碳输出量中增长最快，占碳足迹总量的 10.74%[41]。

2.4  生物多样性异常丰富

生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，对碳中和的作用得到普遍认可。武汉市域内有森林、草地、河流、湖泊、湿地、农田等多种生态系统，生物多样性丰富。据《武汉年鉴》（2019），全市植物区系属于中亚热带常绿阔叶林向北亚热带落叶阔叶林过渡地带，蕨类和种子植物至少有106科、607属、1 066种，兼具南方和北方植物区系成分。动物资源因水而兴，鱼类资源有1l目、22科、88种，水禽有8目、14科、54种。但生物多样性研究与保护起步晚，2021年2月在府河濕地完成全市首个生物多样性调查，共有动物256种、植物253种，水体中浮游植物有104种（属），浮游动物共有78种（属），底栖动物3类22种（属），鱼类资源56种，共计260种。

3  NbS促进武汉提升生态碳汇能力的路径选择

大自然保护协会认为中国实施NbS的潜在路径包括但不限于造林再造林与森林经营、保护天然林并减少毁林、湿地和泥炭地的保护与恢复、更完善的农/牧/草系统管理等。湖北省和武汉市“十四五”规划纲要将武汉定位为“长江经济带核心城市”，在实现碳中和的过程中，在习近平生态文明思想的指导下，以NbS的理念和途径充分发挥森林、湿地和土壤等生态系统的碳汇功能，从而提高整个城市的生态碳汇能力是必然选择。

3.1  激发和扩大森林碳汇的潜力

武汉市产业结构较为合理，碳排放强度相对较低，但森林面积相对较少，森林碳汇在省内属较低水平，需要以NbS理念指导和加强林业建设和管理，提高森林生态系统碳储量。一是在林业碳汇政策支持和市场机制的作用下，加强造林再造林及经营管理，以实现间接减排。建立森林生态系统碳通量长期动态监测，进行碳循环模拟，健全碳循环报告和核算体系。二是探索开发木质产品和可再生能源。森林是潜力巨大的可再生资源，在经济转型、发展绿色经济、促进绿色增长的过程中，林木生物质能源可部分替代化石能源，有效减少碳排放;发展木本粮油经济产业则能同时增加碳汇和维护国家粮油安全。三是进一步完善碳汇交易市场。湖北省是全国碳交易试点，在整合碳市场低碳资源方面具有先发优势和潜力。现有森林碳汇虽一时难以计量，新增森林一开始就应进入碳汇造林体系。既通过绿化造林增加全市森林面积和蓄积量，深度挖掘碳汇潜力，为抵消工业等碳排放提供碳汇，也积极探索林业碳汇交易机制，通过试点逐步扩大森林碳汇产业，更好发挥其减排作用。

3.2  保护湿地的完整性以维持和增加碳汇

保护修复湿地是践行生态文明建设和NbS理念的最重要途径之一，也能为城市社会经济的可持续发展构筑更坚实的生态屏障。政府应进一步重视湿地应对气候变化的工作，把增加湿地碳汇纳入生态文明建设，并借鉴发达国家经验，建立湿地碳汇监测网络，开展湿地碳汇研究、评价与调查。针对城市化进程中的湿地破碎化问题，采取多种NbS措施，如：深入推进和优化江—湖、湖—湖连通工程，形成规模化、整体化、系统化的生态水网，治污、修复、生态功能发挥同步进行。尽快开展湿地资源全面调查，厘清其类型、面积、分布尤其是生态状况等数据，以建立更加严格的管控机制。完善湿地生态补偿机制，对湿地生态功能受益者建立意愿支付机制，补偿保护湿地贡献者和利益受损者。加强湿地保护和规划，划定湿地保护红线，城市规划建设尽量避免侵占和干扰影响湿地。组织对各类湿地的生态保护与修复，最大限度保持湿地的景观格局、生态系统完整性和生态服务功能发挥。

3.3  更合理利用土地实现减排增汇

按《国务院关于武汉市城市总体规划的批复》严格利用土地，将城市建设用地控制在450km2以内。优化各产业间和第三产业内部用地结构，保证一定数量碳汇。未来产业用地应优先供应第一产业用地，以防碳汇用地变为碳源用地。合理利用置换土地，推动中心城区产业功能升级，提升单位土地利用效率。在碳汇中作用更大的农业系统存在一些共性、综合性的难题，如耕地质量退化和生态脆弱等。以NbS指导城市用地和农业管理，可增汇减排，提高农业生态系统的韧性。应把NbS理念和准则应用到农业规划编制中，不断改善农业管理制度，重点关注可持续农业、再生农业、适应气候变化的气候智慧农业等新型农业的规划与设计，使其更加顺应自然规律。推进农业用地和建设用地整理、乡镇与农村生态保护修复，推动保护性的耕作实践和土地节约集约利用，不断优化生产、生活、生态空间格局。基于农业系统的物质转换、能量流动和信息交流规律，探索耕地土壤碳储存、碳减排技术，科学提升土壤有机碳含量和植被的固碳能力，实现保障国家粮食安全与保护生态环境的双赢。

3.4  加强统筹碳中和与生物多样性保护

2021年1月生态环境部发布的《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关工作的指导意见》，指出要协同推动适应气候变化与生态保护修复。因此应当充分认识生物多样性对碳中和的重要作用，以NbS理念加强对生态系统和生物多样性的保护。统筹规划碳中和行动方案与生物多样性保护工作，建立二者协同推进的资金机制、部门协调机制、产业发展政策和考核激励制度等。强化科技支撑，加强碳中和与保护生物多样性统筹、风险及对策的研究，既评價保护生态系统和生物多样性对碳中和的效益，也要基于全生命周期的理念评估碳中和措施对生态系统生物多样性的影响，以确定利于保护生态系统和生物多样性的碳中和技术。此外，还应加大对碳中和措施可能影响生态系统和生物多样性的监管力度，如监管光伏发电等碳减排工程对国家主体生态功能区、自然保护区和生态保护红线等的影响。

4  结语

自然生态资源对碳中和的贡献无法忽视，如何更好地发挥和提高其生态碳汇功能显然需要更多研究。同时，需要辩证看待NbS，因为长远来看，许多自然生态系统可能会趋于碳中性，储存的碳可能因干旱、火灾、病虫害等自然原因或不可持续的管理等人为原因而发生逆转，需要更加严格地管理和保护。还要警惕大规模实施和应用NbS时对土地利用、水体、生物质能源等可能产生的潜在负面影响。在对土地进行规划、恢复和管理时，必须统筹考虑碳汇的收益持久性和生态系统的其他功能与服务。只有做好这些工作，才能更好地利用NbS理念与方法，更充分地发挥生态碳汇对碳中和的推动作用。

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Mechanism，Modality and Solutions：NbS Practice of Promoting Carbon Neutral by Ecological Carbon Sink in a Typical City of the Yangtze River Economic Belt

Ouyang Hailong1    Dong Shizhong1   Gao Sujuan2

（1.Wuhan Academy of Social Sciences，Wuhan 430019，China;

2.Institute of Hydrobiology，Chinese Academy of Sciences，Wuhan 430072，China）

Abstract：In order to achieve China's carbon peak by 2030 and carbon neutral by 2060，necessary measures in the fields of energy，industry and market must be taken. Meanwhile，it is also crucial to increase carbon sink. Chinese government has also made it clear that the ability of ecological carbon sink is one of the key tasks of carbon peak and carbon neutral. In recent years，"Nature-based Solutions" （NbS），which has been recognized and paid more and more attention，has provided new ideas and methods for increasing ecological carbon sequestration capacity. Taking Wuhan，the core city of the Yangtze River Economic Belt，as an example，this paper analyzes its natural resource endowments such as forests，wetlands，land and biodiversity. Based on this，this paper proposes feasible measures with the concept and methods of NbS to improve the ecological carbon sequestration capacity of forests，land，lakes and wetlands，as well as coordinating biodiversity conservation. It is expected to provide reference for the role of ecological carbon sink in the process of carbon neutralization in the Yangtze River Economic Belt.

Keywords：carbon neutral;nature-based solutions;ecological carbon sink;Wuhan practice

收稿日期：2021-05-07

基金項目：2021年度武汉市委市政府重点课题“武汉市生态资源在碳中和中的功能挖掘研究”（项目编号：ZD2021015-02）

作者简介：欧阳海龙，男，主要从事可持续生态学及相关政策研究。E-mail：oyhl_whsky@163.com