天津市重要生态空间生态状况调查及碳汇能力分析

罗彦鹤，闫 佩，李 燃，赵晶磊，谷 峰

（天津环科环境规划科技发展有限公司，天津 300191）

1 生态系统碳汇及其重要意义

碳汇是指大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制。碳汇包括森林、草原、湿地、海洋、土壤、冻土等生态系统碳汇，也包括碳捕获、利用与封存（CCUS）等在内的工程碳汇。碳达峰的重点在于基于技术的解决方案，包括能源科技革命在内的碳减排技术和碳排放交易市场等政策引导。碳中和则是在减碳的同时，更侧重基于自然的解决方案来吸收、中和基于技术的解决方案未能成功减排的二氧化碳。

据预测，即使到2060年我国非化石能源占比从目前的16%左右提高到80%以上，非化石电力占比由目前的33%左右提高到90%以上，仍有大约20亿t温室气体排放难以消减。中科院最新研究表明，2010—2016年，我国陆地生态系统年均吸收约11.1亿t碳，吸收了同时期人为碳排放的45%。到2030年，我国陆地森林、草原、湿地等生态系统的最大技术减排潜力约为每年36亿t CO2（不包含海洋碳汇），足以支撑我国碳中和目标的实现。

同时，自然生态系统碳汇还是最经济且副作用最少的方法。据测算，荒山造林一亩地需要200～300元，折算成能吸收的二氧化碳，每吨碳成本13元；即便是成本较高的退耕还林，按照退耕还林一亩地补贴1800元、补贴15a计算，每吨碳成本130元，远低于工业固碳每吨500元的边际成本。因此，稳定和增加自然生态系统碳汇能力，是未来我国应对气候变化，实现碳达峰、碳中和最有效的途径之一。

2 天津市重要生态空间及其碳汇能力现状

2.1 天津市重要生态空间现状

天津市生态系统类型丰富，“山-水-林-田-湖-海”并存，是京津冀城市群周边生态系统的重要组成部分。近年来，天津市高度重视生态保护与修复，率先划定1 393km2生态保护红线，升级保护875km2湿地自然保护区、建设736km2绿色生态屏障区、修复153km海岸线，基本形成“三区两带中屏障”的生态安全格局。北部山区（蓟北山地丘陵区）位于京津冀北部水源涵养与水土保持重要生态功能区域内，是我国太行山生物多样性保护优先区的一部分。中部七里海、大黄堡湿地片区和南部北大港、团泊湿地片区及海岸带区域，分布有国家重要湿地七里海湿地与北大港湿地，是东亚-澳大利亚候鸟迁徙的重要通道。双城中间绿色生态屏障区启动建设以来，森林、湿地（湖泊、河流、池塘等）、绿地面积分别增加23.5%、9.2%、22.5%，一级管控区内林地面积已达18.73万亩，将南北两大湿地连接起来，同时向北连接北京副中心通州区，向西南连接雄安新区，形成京津冀环首都屏障带，为京津冀协同发展中发挥了作用。

调查显示，目前，天津市实行严格保护的生态保护空间包括四大类：永久性保护生态区域、生态保护红线、自然保护地、中心城区和滨海新区双城绿色生态屏障一级区，扣除重叠后总面积约3 680km2，其中陆域面积约3 460km2，海域面积约220km2。这些生态保护空间的划定，在保护自然生态环境、自然资源和保护生物多样性、维护国家生态安全、促进国民经济持续发展和社会文明进步等方面，发挥了极其重要作用。

2.2 重要生态空间碳汇能力现状

本次调研参考IPCC国家温室气体核算指南中的生态系统类型分类，基于2000年、2010年、2015年、2020年四个时期的多期影像解译获取天津市陆域生态系统内森林、湿地、农田等多种生态系统和其变化数据，通过文献调查、实地测量等方式获取不同生态系统碳密度、固碳速率等参数，分别利用InVEST模型和固碳速率法，对天津市不同时期重要生态空间的碳储量、碳汇量及其变化情况进行了初步核算。

核算结果表明，我市陆域生态系统总碳储量约为2 300万t。总体来看，2000年以来，我市陆域生态系统固碳总量稳步提升，2000年、2010年、2015年、2020年我市森林、草地、湿地、农田四类陆域生态系统的固碳总量分别为92.87万t/a、88.5万t/a、103.66万t/a、111.54万t/a。2020年重要生态空间生态系统总碳汇量约74万t，达到近20a来第二高值，较2015年增长7.6%。其中，林业碳汇贡献约72%，主要分布在北部山区林地，南北湿地生态系统也有较大贡献。

2.3 重点生态建设区域碳汇增量

将现场实地调查与生态遥感大数据相结合，系统评估双城中间绿色生态屏障区生态系统格局、质量和服务功能变化趋势，分析表明，双城中间绿色生态屏障区建成后的生态系统碳汇能力能够达到约20万t/a。屏障区自建设以来，碳汇能力增长了15.4%。近5年全市陆域生态系统碳汇总量增长8%，渤海湾（天津段）蓝色碳汇总量增长9%，双城中间绿色生态屏障区碳汇量增长尤为突出，达到45%（图1）。

图1 不同时期我市陆域生态系统固碳总量

3 存在问题

近年来，尽管天津市高度重视对自然生态系统的保护与修复，但受区域规模、城镇化进程、自然保护地片区分散等影响，生态系统碎片化程度依然较重，生态功能脆弱且不稳定。

3.1 自然生态空间占比较低

天津市现存的自然生态空间面积小且相对分散，主要包括三部分：蓟州北部山区原始次生林生态系统，主要分布在八仙山-梨木台、九龙山和盘山，面积不超过40km2；平原地区的芦苇湿地生态系统，主要分布在北大港、七里海、大黄堡湿地和独流减河，面积约200km2；滨海新区的沿海滩涂、河口湿地，目前面积约150km2。尤其是碳汇能力最强的森林生态系统缺乏，全市森林覆盖率仅为12.07%，低于全国平均值（23.04%）。

3.2 生态系统质量和稳定性有待提升

生态系统总体而言仍然脆弱。陆域湿地覆盖率由20世纪50年代的50%降至目前的17%左右，其中生态价值高的天然芦苇湿地面积仅剩约200km2；滩涂湿地由2000年的356km2降至目前的150km2。生物多样性受到损害，内陆水生动物种类减少40%以上，水生植物种类减少20%以上，水生生物数量、种类下降趋势明显。调查结果表明，在渤海湾共监测到鱼类39种，比历史上水生动物种类最多时期减少26%以上。

3.3 生态用地“重划轻建轻管”

目前天津市有永久性保护生态区域、生态保护红线、自然保护地等各类生态用地保护空间，各类生态空间内尚有大量的人类居住、工农业生态、旅游开发及其他与保护方向不一致的各类活动。自2014年划定永久性保护生态区域以来，郊野公园、中心城区周边楔形绿地等类型永久性保护生态区域尚未进行规划建设，并不具备相应的生态功能。各类生态空间管理机构管理水平低，对涉及自然保护地建设项目实施后的生态恢复监管不力。

4 相关建议

4.1 强化国土空间规划和用途管控，稳定陆地生态系统碳汇存量

强化国土空间规划和用途管控，严守生态保护红线、永久基本农田和城镇开发边界三条控制线，保护重要生态空间，构建“三区两带中屏障”的生态空间格局，严防碳汇向碳源逆向转化。建立以国家公园为主体的自然保护地体系，整合优化各类自然保护地，科学划定自然保护地类型范围及分区，到2025年，自然保护地占陆域国土面积9%以上。持续开展蓟州北部山区废弃矿山生态修复，加强山林保护和造林绿化，重建山体自然生态，提升北部山区生态涵养功能。

4.2 加快推进重点生态工程建设，全面提升陆地生态系统碳汇能力

稳定和优化森林碳汇。科学开展造林绿化，北部山区重点做好重点公益林管护和封山育林，平原地区重点开展森林抚育和林分更新，继续推进京津风沙源治理、三北及沿海防护林、双城中间绿色生态屏障区等重点工程，扩大森林面积，提高森林蓄积量。优化种植结构，优选树木品种，科学层次搭配，提升单位森林面积碳汇能力。持续推进森林防火工作，深入加强同北京、河北等地森林防火工作联系，构建森林防灭火一体化体系，加强森林火灾预防和应急处置，最大限度降低火灾碳损失。

修复和增强湿地碳汇。全面加强七里海、大黄堡等875km2湿地自然保护区保护和修复，完善湿地管护体系，开展生态补水、水系连通、湿地修复等工程，维护湿地生态系统安全，增强湿地碳汇储备能力。提高生物质资源化利用水平，阻断植物全生命周期中向环境排放温室气体的过程，提高湿地植物全生命周期固碳能力。

提升土壤碳汇能力。提高耕地保护水平，鼓励保护性耕作、秸秆还田、有机肥施用，控制土壤中的氮含量在合理区间。调整种养结构，推广旱作农业和保护性耕作技术，实施高补碳固碳作物替代，研发生物质炭土壤固碳技术，推进农业废弃物和畜禽粪便资源化利用，鼓励发展种养循环农业，提升生态农业碳汇。

增强海洋蓝色碳汇能力。合理调整海洋开发力度与范围，严控用海项目准入门槛。实施“蓝色海湾”整治修复工程和海岸带保护，加强岸线岸滩修复、滨海湿地修复和生态扩容工程。积极发展碳汇渔业，筛选高效良种，构建增汇模式。

4.3 建立完善碳汇计量监测体系，为推动实现区域碳中和奠定基础

综合利用高分遥感卫星、无人机、地面调查等手段以及人工智能等模型，探索开展全市生态系统碳汇能力及时空变化特征调研和生态系统碳汇能力测算及跟踪评估研究，建立完善生态系统碳汇计量监测体系，定期开展碳汇核算，为2060年实现碳中和奠定基础。

近期，在比选研究各类生态系统碳汇核算方法的基础上，开展基于遥感影像与土地利用数据的碳汇能力调查核算与年度跟踪评估；中远期，开展不同类型生态系统的固碳能力系统观测与定量分析，研究建立适用于我市碳汇能力核算方法体系，并开展碳汇能力年度核算与跟踪评估，为推动实现区域碳中和目标提供数据与技术支撑。

4.4 探索实践基于自然的解决方案，实现经济社会环境效益共赢

基于自然的解决方案，是通过对森林、农田系统、草地、海岸线等生态系统的保护、恢复和可持续管理，提升其碳汇能力，从而减缓气候变化，是一种减缓和适应气候变化的综合手段。在2019年联合国气候行动峰会上，该方案被列入加快全球气候行动的九大领域之一。

建议天津市积极探索实践基于自然的解决方案，秉持尊重自然、顺应自然、保护自然的理念，协同推进山水林田湖海一体化保护和修复，注重综合治理、系统治理、源头治理，通过资源高效利用、因地制宜和系统性干预手段，利用自然或人工生态系统增强气候韧性，提升生态系统质量和稳定性，实现经济、社会和环境效益共赢。