中国增汇型气候保护政策实施对经济的影响

系统地给出了中国实施增汇型CO2减排政策对宏观经济影响的模拟结果,所采用的模拟系统包括基于Pizer,Demeter,Zwaan工作发展的中国气候保护决策支持系统和中国经济可计算一般均衡(CGE)系统。研究结果表明,增汇型气候保护政策较其他单一的气候保护政策更有利于国家经济安全;虽然增汇型气候保护政策在短期内会对国家GDP产出造成影响,但从长远角度看,增汇型气候保护将带动经济的发展,是一项值得推广的减排政策。同时,发现中国实行每年增加4%的碳汇和实施4%能源替代以减少CO2排放控制率,辅助于0.2%的生产型CO2排放控制率,如果能够促进世界其它地区到2050年减排1990年的10%的CO,是一个合适的方案。     

服务双碳目标的中国人工林生态系统碳增汇途径

中国在相对较低的经济发展水平条件下提出了"碳达峰、碳中和"目标，在全球气候治理中起着关键作用。中国是全球人工林面积最多的国家，中国森林生态系统碳储量增加的主要贡献者是人工林，是中国陆地碳汇的主要来源，具有较高的碳汇增长潜力，加强人工林碳增汇方案研究对中国实现"碳达峰、碳中和"目标具有非常重要的作用。研究梳理了中国人工林生态系统碳汇能力提升的主要因子和环节，分别从增加碳汇强度型增汇、保护修复型增汇、减少碳排放型增汇、技术提高型增汇和市场引领型增汇5个方面提出了12条人工林碳增汇途径，以期为中国实现"碳达峰、碳中和"目标作出更大贡献。     

青藏高原高寒矮嵩草草甸碳增汇潜力估测方法

以广布于青藏高原的高寒矮嵩草草甸为研究对象,研究了草甸碳储存的场所、碳库容量随草甸演替的变化过程及其碳增汇潜力的空间分布格局,同时探讨了高寒草甸碳增汇潜力估测的困惑与解决方法。结果表明,高寒草甸生态系统碳增汇潜力空间分布格局差异极大,主要受到土层厚度和草地演化进程的影响。高寒草甸碳主要贮存于草毡表层,其增汇潜力在于退化草地草毡表层的恢复与重建。保持适宜厚度的草毡表层是协调高寒草甸生产与碳生态服务功能的关键。随着退化高寒草甸的恢复,土壤容重呈现下降趋势,计算其系统碳增汇潜力,需要用根土体积比进行土层深度的校正。高寒草甸具有较大的固碳潜力,但其潜力的发挥受到气候和草地恢复与管理措施的影响,比较漫长。     

滨海盐沼湿地蓝色碳汇功能、形成机制及其增汇潜力

盐沼湿地具有很高的碳捕获与存储能力, 是缓解全球变暖的有效蓝色碳汇(蓝碳)。未来气候变暖和海平面上升可能增加盐沼湿地的固碳能力, 其蓝碳功能越来越受到国际社会的重视。该文重点围绕盐沼湿地蓝碳形成的关键过程、光合碳分配过程及影响机制、碳沉积埋藏特征及其来源解析、盐沼湿地土壤碳库稳定性及其微生物机制、盐沼湿地蓝碳过程动态模拟及其增汇潜力等5个方面进行综述。在此基础上, 针对当前研究的不足, 提出今后的研究中需要进一步探究盐沼湿地植被海陆梯度分布格局对碳吸收能力和碳分配的影响, 土壤有机碳沉积和埋藏速率及其对全球变化的响应, 盐沼湿地土壤碳库的稳定性及其横向碳流动, 气候变化和海平面上升背景下盐沼湿地蓝碳模拟与增汇潜力评估, 以及盐沼湿地蓝碳的增汇技术和途径。以期为深入理解盐沼湿地蓝碳形成过程与机制, 预测全球变化背景下盐沼湿地蓝碳功能的潜在变化趋势和制定蓝碳增汇途径提供理论支持, 助力碳达峰、碳中和目标实现。     

重大森林恢复计划下的碳增汇效应——基于石柱县两次森林资源二类清查的分析

利用两次森林资源二类调查数据和林业工程数据,运用换算因子连续函数法,基于林分(小班)尺度测定森林含碳量,估算2002—2012年的10年间样区恢复计划实现的碳增汇贡献。结果表明:(1)近10年样区森林资源碳贮量和碳密度均获得较大程度的增加,碳贮量增加1.00TgC,平均碳密度增加2.13MgC/hm2;(2)森林碳贮量和碳密度的增加因重大森林恢复计划实施的非均衡性在空间上呈现显著差异,尤其方斗-七曜所夹槽谷区和七曜山南部中山区增幅较快;(3)关键林分因子,碳增汇能力最强的是松、杉、柏及针阔混,累计达1.36TgC,且主要集中于中、幼龄林阶段,累计碳增量0.94TgC;(4)近10年样区重大森林恢复计划共实现碳增汇0.97TgC,占同期森林碳增量的97.66%;平均碳密度增量7.64MgC/hm2,明显高于恢复计划未覆盖范围的森林碳密度增加值,尤其是天然林保护工程碳增量最大,占恢复计划实现碳增汇总量的85.57%;(5)更为重要的,因碳增汇主要发生在中、幼龄林阶段,在中、幼龄林向近、成熟林演化过程中,伴随森林碳密度的增加,仍会展现出较大的碳增汇潜力;(6)研究有助于丰富人们对现已开展的重大森林恢复计划成效的理解和认识,为未来应对和减缓气候变化适应性对策的制定提供科学依据。     

内蒙古乌审旗有机碳库变化及其增汇调控途径

干旱区面积占陆地总面的积30%—40%,在全球碳循环过程中占有十分重要的地位。以乌审旗陆地生态系统为研究对象,通过对该区域1977—2012年间半灌木及草本植被、草甸与沼泽、盐生植被等几种主要植被和土壤有机碳密度进行调查,在InVEST碳储与吸收模块支持下,结合5期植被类型图,估算了该旗有机碳储量;并以2012年为基准年,采用8种不同的土地利用情景,对其生态系统碳增汇潜力进行估算,并提出适应该旗地域特点的碳增汇调控途径。结果表明:在1977—2012年35 a中,乌审旗陆地生态系统有机碳储量呈"V"型变化,平均碳库为47.38 TgC,1977—1997年为有机碳库储量减少阶段,减少1.68TgC,1997—2012年为有机碳库储量增加阶段,增加0.80 TgC;通过情景分析表明,乌审旗沙地生态系统存在较大的碳增汇潜力,增加森林植被覆盖度、转变土地利用方式、湿地保育等措施是适宜该地区有效的碳增汇途径。通过该研究,以期为权衡生态环境保护和社会经济发展、为形成适合该地区的碳增汇调控途径和措施提供科学依据。     

碳中和的生态学透视

在简述碳中和概念的基础上, 重点对碳中和的实现途径及生态系统碳汇的重要性进行了评述, 认为碳减排和碳增汇是实现“碳中和”的两个决定因素; 碳减排的核心是节能、调结构、增效和发展清洁能源, 碳增汇的核心是生态保护、建设和管理。由于植被自然生长和生态建设等因素, 中国陆地生态系统发挥了, 并将在未来继续发挥着重要的碳汇作用。为增强生态系统的固碳能力, 作者提出“三优”生态建设和管理原则, 即“最优的生态系统布局、最优的物种配置、最优的生态系统管理”。此外, 文章还对“后碳中和”时代可能出现的问题和挑战进行了展望, 认为碳中和后, 由于气候变化, 特别是大气CO₂浓度增速减缓甚至下降等因素, 可能导致全球性的植被生产力下降, 对此可能带来的新的环境问题需要提前谋划和应对。     

黄河三角洲地区耐盐乡土植物种类及生态价值研究

描述了黄河三角洲地区耐盐乡土植物的种类及生态价值。黄河三角洲地区耐盐乡土植物以草本植物为主,灌木和乔木零星分布。主要耐盐乡土植物有芦苇、盐地碱蓬、柽柳和旱柳等。黄河三角洲地区耐盐乡土植物发挥着重要的生态作用,主要包括:防风固沙,保持水土,调节气候;固碳增汇,补偿碳排放;防治重金属等污染;净化水质;维持生物多样性;改良盐渍土。     

屋顶绿化低碳景观潜力探究

屋顶绿化作为一类城市人工生态系统,在其生命周期内展现出碳源/汇特征。然而,屋顶绿化碳作用机制复杂,目前缺少针对性的综合碳绩效量化方法和考核指标,阻碍了屋顶绿化城市脱碳的推广应用。着眼于屋顶绿化低碳景观潜力量化,本文分析了屋顶绿化系统内部碳循环机制,探究了生物碳汇、隐含碳、运行碳以及生物能源供给4条减碳增汇路径(P₁～P₄);基于碳排放归一化值和碳回收期双重绩效指标,总结了各减碳增汇路径归一化值测度方法;通过提取文献数据,量化了各减碳增汇路径的绩效潜力和特点。结果表明：路径P₁～P₄潜力量化值分别为9.54、-2.26、2.96、0.35 kg CO₂·m^-2·a^-1,各路径潜力受植物类型、气候等因素影响很大;此外,基础数据库不完善、评估情景异质对测度准确性产生了影响。对粗放型绿色屋顶综合低碳景观潜力进行分情景讨论,其生命周期(40年)综合减碳量在92.24～433.42 kg CO₂·m^-2...     

CO2排放控制的动态宏观经济模拟分析

以 Nordhaus- Pizer模型和 L eimbach模型为基础 ,在新经济增长理论框架下 ,发展了一个气候保护分析的宏观经济动态模型 ,模拟分析了不同削减水平下我国温室气体排放的对我国 GDP增长和社会福利的影响 ,数值模拟发现 :如果不推动减排 ,我国经济增长到 2 0 2 5年左右将失去优势。如果中国适当参加减排 ,采用每年控制少排放 0 .2 %的水平 ,到 2 0 5 0年相对不控制将少排放 1 0 % ,对中国经济发展最为有利 ,对全球气候保护也是一个贡献     

区域尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程研究进展

地球系统的碳库和碳循环过程变化是影响气候系统的重要因素,而陆地生态系统的碳收支及其循环过程机制研究一直是全球气候变化成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策分析领域的科学研究热点。回顾了过去几十年区域尺度陆地生态系统碳循环和碳收支研究领域的国际前沿及其关键科学问题,并分析了我国在该研究领域的科技需求和发展方向。当前国际科学研究的热点和前沿领域主要包括:生态系统和区域碳储量和碳收支的清查、综合计量与碳汇认证,陆地生态系统碳通量的联网观测及其循环过程机制,陆地生态系统碳循环过程对气候变化响应野外控制试验,陆地生态系统水、碳、氮循环及其耦合关系机制和模拟模型研究等,同时指出在这些研究领域依然存在且急需解决的关键科学问题。我国近期的科技工作重点工作应该是努力构建天-地-空一体化的碳储量和碳收支动态监测体系、开展生态系统碳-氮-水耦合循环及其区域调控管理的前瞻性研究,定量评价中国生态系统的碳收支状况和增汇潜力,评估各种典型生态系统增汇技术的经济效益,为国家尺度的温室气体管理和碳交易机制与政策体系的建立提供可报告、可度量和可核查的科学数据和技术支持。     

中国陆地生态系统碳源/汇整合分析

国家尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程的研究对于提升地球系统科学与全球变化科学的科技创新能力、提高我国参与应对全球气候变化国际行动和维护国家利益的话语权、保障国家生态安全和改进生态系统管理都具有重要意义。近年来,我国已经在气候变化与陆地生态系统碳循环领域开展了大量的研究工作,主要包括国家清查、生态系统模型模拟、大气反演等手段。然而,由于大尺度陆地生态系统碳源/汇的估算存在很大的不确定性,目前尚未形成国家尺度的陆地生态系统碳源/汇的整合分析。通过搜集已发表的关于中国陆地生态系统及其组分碳源/汇的59篇文献,整合国家清查、生态系统模型模拟、大气反演3种研究手段,分析中国陆地生态系统碳源/汇大小以及时间尺度上的动态变化。结果表明,在1960s-2010s期间中国陆地生态系统碳汇整体呈上升趋势,平均为（0.213±0.030）Pg C/a,其中森林、草地、农田和灌木生态系统碳汇分别为（0.101±0.023）Pg C/a、（0.032±0.007）Pg C/a、（0.043±0.010）Pg C/a和（0.028±0.010）Pg C/a。森林生态系统中的植被碳汇远大于土壤碳汇,然而这种格局在草地和农田生态系统却相反,而且1960s-2010s期间中国主要植被类型的生态系统碳汇总体上随时间呈增加趋势。融合多源数据（地面观测、激光雷达、卫星遥感等）、多尺度数据（样地尺度、站点尺度、区域尺度）以及多手段数据（联网观测、森林清查、模型模拟）,有助于全面准确地评估中国陆地生态系统碳源/汇及其对气候变化的响应。     

碳税政策对农业土地利用变化及其碳排放的影响

农业生态系统具有碳源和碳汇的双重特征,其在减缓气候变化中的重要性已得到国际社会的广泛认可。相较于技术手段的创新,碳税、补贴等经济手段被认为是较为简单、可行、易出台的碳排放减缓政策。采用气候变化综合评估模型-GOPer-GC模型,构建国际碳税情景,模拟分析了2008年至2050年碳税政策的实施对全球各区域农业土地覆被及土地利用变化碳排放的影响。模拟结果表明,情景2和情景3中全球农业土地利用变化累计碳排放分别达到49.6 GtC和23.1 GtC,明显低于基准情景的累计排放量51.9 GtC。这说明,实施碳税政策后,相较于将碳税收入用作一般性财政收入,将碳税收入补贴至农业部门在一定程度上减缓农业碳排放。此外,林业部门获取更多的碳税补贴时,多数区域农业土地利用变化碳排放规模大幅减少,主因是耕地变为林地、草地变为林地面积的增加。情景3中,中国的碳汇量较其他情景显著增加,主要来自耕地变为林地、草地变为林地,累计碳汇量分别达到1.7和3.7 GtC。因此,对于中国、美国、印度等大部分区域来说,碳税收入更多地补贴至林业部门有利于在整体上减缓农业碳排放,而欧盟、日本、东亚、马来西亚、印度尼西亚、俄罗斯、东欧地区,碳税收入平均补贴至种植业、畜牧业和林业反而具有相对更好的减排效果。     

中美减排二氧化碳的GDP溢出模拟

基于气候保护模型(State-contingent模型与Demeter模型)和GDP溢出模型(Mundell-Fleming模型),对中美两国在实施控制性气候保护措施之后所导致的GDP溢出影响的变化进行了模拟分析。结果表明,美国实行控制性减排政策对于中国的GDP溢出影响与不实施任何减排的情况相比,两者的差别并不明显,但是这种影响经历一个从负向到正向逐步上升的发展趋势,虽然中国实行控制性减排政策对于美国GDP溢出的影响,相比美国对于中国的影响,所导致的GDP溢出影响更小,但是也同样表现出了一个从负溢出到正溢出的过程。这一结果表明一国的控制性气候保护政策从长远来看会对另一国的经济发展产生正向的溢出。同时,针对两种情况,即不考虑他国GDP溢出影响和考虑他国GDP溢出影响,分别模拟计算了中美两国的GDP,进而对两种情况下的差额结果进行对比,分析了中美相互之间GDP溢出量的大小。结果发现,美国对中国GDP溢出影响要大于中国对美国的GDP溢出。     

Carbon export is facilitated by sea urchins transforming kelp detritus

Oecologia - With the increasing imperative for societies to act to curb climate change by increasing carbon stores and sinks, it has become critical to understand how organic carbon is produced,...     

Forest biomass energy: assessing atmospheric carbon impacts by discounting future carbon flows

Although forest biomass energy was long assumed to be carbon neutral, many studies show delays between forest biomass carbon emissions and sequestration, with biomass carbon causing climate change damage in the interim. While some models suggest that these primary biomass carbon effects may be mitigated by induced market effects, for example, from landowner decisions to increase afforestation due to higher biomass prices, the delayed carbon sequestration of biomass energy systems still creates considerable scientific debate (i.e., how to assess effects) and policy debate (i.e., how to act given these effects). Forests can be carbon sinks, but their carbon absorption capacity is finite. Filling the sink with fossil fuel carbon thus has a cost, and conversely, harvesting a forest for biomass energy – which depletes the carbon sink – creates potential benefits from carbon sequestration. These values of forest carbon sinks have not generally been considered. Using data from the 2010 Manomet Center for Conservation Sciences ‘Biomass sustainability and carbon policy study’ and a model of forest biomass carbon system dynamics, we investigate how discounting future carbon flows affects the comparison of biomass energy to fossil fuels in Massachusetts, USA. Drawing from established financial valuation metrics, we calculate internal rates of return (IRR) as explicit estimates of the temporal values of forest biomass carbon emissions. Comparing these IRR to typical private discount rates, we find forest biomass energy to be preferred to fossil fuel energy in some applications. We discuss possible rationales for zero and near‐zero social discount rates with respect to carbon emissions, showing that social discount rates depend in part on expectations about how climate change affects future economic growth. With near‐zero discount rates, forest biomass energy is preferred to fossil fuels in all applications studied. Higher IRR biomass energy uses (e.g., thermal applications) are preferred to lower IRR uses (e.g., electricity generation without heat recovery).     

Terrestrial carbon sinks in China and around the world and their contribution to carbon neutrality

Enhancing the terrestrial ecosystem carbon sink (referred to as terrestrial C sink) is an important way to slow down the continuous increase in atmospheric carbon dioxide (CO₂) concentration and to achieve carbon neutrality target. To better understand the characteristics of terrestrial C sinks and their contribution to carbon neutrality, this review summarizes major progress in terrestrial C budget researches during the past decades, clarifies spatial patterns and drivers of terrestrial C sources and sinks in China and around the world, and examines the role of terrestrial C sinks in achieving carbon neutrality target. According to recent studies, the global terrestrial C sink has been increasing from a source of (?0.2±0.9) Pg C yr^?1 (1 Pg=10¹⁵ g) in the 1960s to a sink of (1.9±1.1) Pg C yr^?1 in the 2010s. By synthesizing the published data, we estimate terrestrial C sink of 0.20–0.25 Pg C yr^?1 in China during the past decades, and predict it to be 0.15–0.52 Pg C yr^?1 by 2060. The terrestrial C sinks are mainly located in the mid- and high latitudes of the Northern Hemisphere, while tropical regions act as a weak C sink or source. The C balance differs much among ecosystem types: forest is the major C sink; shrubland, wetland and farmland soil act as C sinks; and whether the grassland functions as C sink or source remains unclear. Desert might be a C sink, but the magnitude and the associated mechanisms are still controversial. Elevated atmospheric CO₂ concentration, nitrogen deposition, climate change, and land cover change are the main drivers of terrestrial C sinks, while other factors such as fires and aerosols would also affect ecosystem C balance. The driving factors of terrestrial C sink differ among regions. Elevated CO₂ concentration and climate change are major drivers of the C sinks in North America and Europe, while afforestation and ecological restoration are additionally important forcing factors of terrestrial C sinks in China. For future studies, we recommend the necessity for intensive and long term ecosystem C monitoring over broad geographic scale to improve terrestrial biosphere models for accurately evaluating terrestrial C budget and its dynamics under various climate change and policy scenarios.

     

区域碳源碳汇的时空格局——以长三角地区为例

长三角地区是世界第六大也是我国综合实力最强的城市群地区,其快速而大规模的城市化也产生了一系列的生态环境问题.本文核算了1995-2010年长三角地区的碳源碳汇并分析了其时空格局演变特征.结果表明： 研究期间,长三角地区的碳汇增长943×10⁴ t,其中,浙江省森林净生态系统生产量的增加是主要贡献,这主要得益于国家2003年起实施的“退耕还林”政策.该地区的碳排放增加3.27×10⁸ t,其中,能源消费和工业过程排放所占比重在2010年达96%.江苏省的排放量与增长速度都位居长三角第一,其以重工业和制造业等高能耗和高碳排的产业结构是造成其碳排放居高不下的主要原因.由于建设用地的净碳排放量增速大于建设用地扩张速度,导致该地区单位面积建设用地的净碳排放强度明显增大,江苏省的建设用地净碳排放强度增速最快.