隨著氣候變化對自然-社會系統穩定性的威脅日益嚴峻，世界各國在適應和減緩氣候變化合作方面達成了必須以實際行動減少溫室氣體排放的普遍共識。2020年9月，習近平在第七十五屆聯合國大會上作出承諾：中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。2021年3月，習近平總書記在中央財經委員會九次會議上進一步提出，要把碳達峰、碳中和納入生態文明建設總體布局。陸地生態系統碳庫作為地球系統碳庫的重要組成部分，約為大氣碳庫的三倍。陸地生態系統利用方式和生產活動不當，是導致大氣二氧化碳濃度急劇升高的重要因素，而通過改善或恢復原有陸地生態系統的結構和功能，優化區域陸地生態系統的空間布局，有效發揮森林、草原、濕地、土壤、凍土的固碳作用，是實現碳達峰、碳中和目標的重要路徑，也是目前最為經濟、安全、有效的固碳增匯手段，對人類與生態系統健康的影響要小于地質與海洋固碳。

開展生態保護修復對鞏固提升陸地生態系統碳匯能力具有重大貢獻，相關研究表明，生態修復區域的碳匯有56%是由生態修復工程帶來的。以往的生態建設工程中存在不同部門各自為戰的現象，這種單一要素治理方式忽視了生態系統的完整性，對區域范圍由多種類型構成的復雜生態系統保護修復略顯不足，在項目實施及管理過程中對生態系統碳匯狀況的動態監測和系統評估也不夠完善。作為推進生態文明建設的重大舉措，國土空間生態修復已上升為國家戰略，統籌山水林田湖草沙一體化保護修復的目標與生態系統碳增匯需求高度一致，探討以國土空間生態修復鞏固提升陸地生態系統碳匯能力的路徑，對我國及全球碳增匯具有一定的理論和實踐價值。基于此，本文通過綜述陸地生態系統固碳的主要影響因素及增匯原理，以現有的生態保護修復措施為基礎，闡釋相關措施對森林、草原、農田、濕地等生態系統固碳增匯的影響，進而提出以國土空間生態修復促進陸地生態系統增匯的主要技術路徑和政策建議，以期為相關工作開展提供參考。

1.1 陸地生態系統固碳的影響因素

植被和土壤特征、氣溫、降水、二氧化碳、氮沉降是影響生態系統演替過程和碳匯能力的重要自然因素，土地利用和土地覆被類型的結構調整是對陸地生態系統碳匯最具影響的人為因素。

不同植被類型的碳匯能力強弱差異較大，一般木本植物的固碳能力大于草本植物的固碳能力，如干旱地區碳匯能力由大到小的植被類型依次為：針葉林>農田>灌叢>闊葉林>草原>荒漠草原。對于森林生態系統，起源、林齡、樹種是影響其固碳能力的重要因素。與天然更新、人工造林相比，人工天然混交林更新有利于植被碳匯和土壤碳匯能力的提高。一般認為，固碳速度在中齡林生態系統中最大，幼齡林和過熟林年增長量低，成熟林和過熟林碳的吸收與釋放基本平衡。相較于單純的農業或林地系統，農林復合生態系統通過科學配置物種組合和林木密度，可提高固碳潛力。在草地生態系統中，物種數、群落蓋度、物種豐富度指數及多樣性指數等均為固碳功能的影響因素，且與草地生態系統碳儲量呈顯著正相關。

土壤類型、理化性質和微生物狀況都能在一定程度上對生態系統的固碳速率產生影響。不同土壤類型有機碳密度差異較大，土壤類型法也是估算土壤碳儲量的主要方法之一。一般認為，土壤有機碳含量與土壤粉粒、黏粒的含量成正比，黏粒及土壤團聚體的物理保護作用可以穩定土壤有機碳。微生物對土壤有機碳的影響主要通過真菌和細菌，其中真菌主導的微生物群落對土壤有機碳穩定的貢獻值更高。土壤pH值會影響微生物活性、土壤酶活動，從而影響有機碳的分解，土壤pH值過高或過低都會抑制一般的微生物活動，從而使有機碳分解的速率下降。 

在水熱因子組合有利于植物生長的地區，植物生物量大，植被碳密度也較高，如森林生態系統的固碳能力表現為：熱帶＞溫帶＞寒帶。適宜的溫度有利于土壤有機碳的積累，否則對有機碳積累具有負效應。二氧化碳濃度升高在短期內可提高光合作用效率、促進根系生長，但也有觀點認為，在長期作用下二氧化碳濃度增加會減少森林土壤有機碳積累。大多數陸地生態系統的碳平衡受到氮、磷的強烈調節，氮沉降可刺激光合作用和生長，當氮限制生產力時，氮沉降可誘導生物量和土壤中的凈碳固存。

不同土地利用類型的碳循環機制存在較大差異，影響著陸地生態系統碳源、碳匯的動態變化。毀林、開墾、過度放牧、建設用地增加等人類活動導致植被碳庫減少，土壤有機碳大量釋放，相關研究表明，1990—2010年，總體土地利用變化和土地管理使我國碳釋放總量達1.45×1015g。而造林、退耕還林、退耕還草、退耕還濕還湖等措施，調整了土地利用方式，改變了區域生態系統的群落類型和物種組成，促進自然植被恢復再生，增加了生態系統凈初級生產，減少對土壤的干擾，有效降低土壤有機質的分解和流失，增強了生態系統固碳速率，增加了固碳效應的持續時間。

1.2 陸地生態系統碳匯人為干預原理

生態系統碳收支是指某區域在一定時間內植被與大氣碳交換的凈通量，表達的是碳固定輸入與碳排放輸出的平衡關系，當碳固定量大于碳排放量時為碳匯，反之則成為大氣的碳源。從生態系統過程出發，植物光合作用與生產力形成、植物自養呼吸與動物微生物異養呼吸的二氧化碳釋放，植物凋落物分解與有機質腐殖質化，以及生態系統有機質輸入與輸出過程，決定了陸地生態系統碳收支狀況及源匯動態。因此，對陸地生態系統進行人為增匯，可以從提升植被固碳能力、促進非穩定性碳向土壤穩定性碳庫轉移、提高土壤碳儲存能力、降低生態系統碳排放的角度入手。于貴瑞等將區域陸地生態系統固碳增匯技術途徑歸納為“截碳開源與減排節流相結合、增強生態系統碳匯強度，調整結構、優化格局、增強區域碳匯綜合強度，生態保護、減少碳泄漏損失”。

2.1 森林生態系統固碳增匯措施

森林碳匯是《京都議定書》規定的溫室氣體減排途徑之一[24]。20 世紀 70 年代以來，我國陸續實施了天然林資源保護工程、退耕還林工程、“三北”防護林工程、京津風沙源工程等重大生態工程。LUFEI等采用2000—2010年數據研究了六大生態工程實施對碳循環的影響，結果顯示：退耕還林對碳匯的貢獻最大，其次是天然林保護工程。在工程建設中，由于森林面積增加和林木自身生長的雙重作用導致碳密度增加，植被碳儲量隨退耕時間的延長呈現增長趨勢。在退耕初期，由于平整土地等過程干擾及枯落物來源不足，土壤有機碳含量出現下降趨勢，而隨著退耕時間的延長，植物種群結構和土壤微生物組成也逐漸豐富，土壤有機碳含量明顯增加。需要的注意是，造林及配套森林基礎設施建設、新造林與森林管護等措施，以及建材、燃油等物資使用會形成碳排放。研究表明，天然林保護工程一期在工程邊界內外引起的額外溫室氣體排放量抵消了工程固碳效益的9.82%。固碳的有效性要求將隱藏的碳排放和碳泄漏剔除，因此有必要對生態工程項目實施中的碳排放和碳泄漏加以控制，以提升凈固碳量。

2.2 草地生態系統固碳增匯措施

草地生態系統碳匯功能的維持和提升有賴于合理有效的管護。退耕還草、圍欄封育、補播和人工草地建植是提高草地生態系統碳儲量，實現草地生態系統增匯經濟可行的途徑。圍封禁牧通過減少人類活動的干擾和牲畜對土壤的踐踏，有效地改善了退化草地的地上植被群落結構，提高植被生物量、立枯物及凋落物量。適當補播可以通過增加草群中優良牧草種類成分，增強草地生產力、改善土壤質量，利于草地恢復和固碳能力的提升。對于極度退化草地而言，人工草地建植可以控制超載過牧、鼠害成災等問題，建植豆科植物可以有效地促進土壤碳庫的積累。此外，開墾、放牧、刈割、施肥等人為管理措施對草原碳匯的影響較大。

2.3 農田生態系統固碳增匯措施

農田土壤固碳措施主要包括保護性耕作、合理施肥、合理灌溉、輪作等。保護性耕作如秸稈還田、免耕等可以避免對土壤的物理干擾，減少土壤有機碳的礦化，提高土壤耕層有機碳含量。也有部分研究表明，保護性耕作措施對表層土壤具有固碳效應，但對深層土壤有機碳含量影響較小。施用氮、磷、鉀化學肥可以增加作物產量，并通過增加土壤碳輸入達到固碳的效果，化肥與有機肥配施可以顯著提高土壤有機碳含量。灌溉可以提高干旱半干旱區土壤有機碳含量，而對濕潤區基本無影響或影響不大。與林業工程類似，農田土壤固碳措施中的農業機械使用、非二氧化碳溫室氣體排放等構成了農田土壤固碳措施的溫室氣體泄漏，應對此類問題給予關注，并根據凈碳匯的成效評估進行措施調控。

2.4 濕地生態系統固碳增匯措施

濕地生態系統中植被二氧化碳凈同化與生態系統二氧化碳、甲烷凈釋放間的平衡決定了濕地生態系統是大氣的碳源或碳匯。濕地生態系統固碳可分為非操縱性措施和操縱性措施。其中，非操縱性措施主要是指增加濕地的空間范圍，如我國通過濕地保育、退田還湖、退耕還濕等措施恢復水文機制，改善濕地水體對碳元素的吸收與轉化，以實現濕地生態系統碳循環過程的正向發展。操縱性措施主要是指改變影響濕地固碳的組成成分，如管理濕地水位，通過人工干預達到最佳水位，促進植物光合固碳、降低土壤呼吸及濕地厭氧帶甲烷排放，進而達到固碳增匯。選用具有高固碳能力的濕地植被是提升濕地碳匯能力的主要措施，氮儲量會對濕地植被碳儲量以及固碳能力帶來影響，調控外源營養輸入可在一定程度上提升固碳能力。

綜合分析當前采用的增匯措施，多以單個生態系統為對象，缺乏系統和整體性，修復后的生態系統穩定性存在風險，增匯可持續性有待提升。國土空間生態修復遵循山水林田湖草沙生命共同體理念，從根本上解決了生態修復缺乏系統性的問題，在提升生態系統質量和穩定性的同時實現固碳增匯。

3.1 合理規劃優化生態系統的空間布局

根據《關于開展省級國土空間生態修復規劃編制工作的通知》及《省級國土空間生態修復規劃編制規程（試行）》，各地正在積極推進省級生態修復規劃編制工作，部分地區已開展市縣級規劃的探索。科學編制與實施規劃可綜合采用結構調整型和增強碳匯強度型路徑，實現陸地生態系統碳匯能力提升。

在規劃理念上，要以提升碳匯能力為導向，從末端治理轉向源頭調控，依托新時代生態修復推動國土空間保護利用方式轉型，構建綠色低碳的資源利用方式；要堅持因地制宜，從生態系統演替規律和內在機理出發，基于自然地理格局，關注陸地生態系統碳循環過程、固碳速率及潛力，綜合考慮植被、土壤、環境條件和土地利用變化等影響因素及因素間的關聯，統籌推進山水林田湖草沙整體保護、系統修復、綜合治理。在目標指標上，通過生態退耕面積等指標實現區域土地利用和生態系統空間布局的調整優化，在考慮森林覆蓋率、草原綜合植被蓋度、營造和修復紅樹林面積等數量目標的同時，重視相應生態系統碳儲量及其增量等質量目標的設置，實現生態系統凈初級生產力提升。在重點任務部署上，在考慮到生態系統固碳釋氧與水源涵養、水土保持等其他生態系統功能，以及社會效益與經濟效益之間的協同關系，要堅持多要素關聯、多過程耦合、多空間協同開展生態修復工作。在時序上，根據輕重緩急統籌安排生態修復任務，綜合衡量實施路徑和投資需求，力爭修復后的整體效益最大化。在空間上，銜接國土空間規劃，從“自然-社會”二元碳循環特征角度出發，對一般生態空間、農業空間、城鎮空間生態修復均做出部署，將提升農業和城市的生態碳匯納入統一安排。在重點區域布局上，嚴格規范生態、農業、城鎮三類空間用途轉用，將生態保護紅線、整合優化后的自然保護地及識別的生態功能極重要區域作為自然恢復優先區，通過保護碳匯型途徑夯實陸地生態系統碳匯的基礎。基于不同情景下生態系統碳匯空間格局的預測，因地制宜設計固碳增匯的修復措施，加強對碳匯潛力較高的區域空間的保護修復及碳收支監測。銜接全國重要生態系統保護和修復重大工程總體布局，摒棄以往局地修復的方式，轉向“點-線-面-網”結合的系統性修復，助力碳匯能力穩中有升。

3.2 科學實施山水林田湖草沙保護修復工程

隨著全國重要生態系統保護修復重大工程及山水林田湖草沙生態保護修復工程的實施，可顯著增強碳匯能力并加強碳匯保護，并通過有效抑制工程實施過程的碳泄漏，實現陸地生態系統碳匯能力提升。

在工程規劃和設計階段，收集調查區域（流域）陸地生態系統碳匯本底狀況并分析變化趨勢，在問題識別與診斷中要考慮人類干擾對自然系統的脅迫和碳匯影響，探索將固碳效益納入工程保護修復目標和標準體系。要充分認識基于自然的解決方案（Nature-based Solution, NbS）在生態系統碳匯、固碳和適應氣候變化方面的潛力，針對不同退化類型和不同退化程度的生態系統，合理選擇保護保育、自然恢復、輔助再生或生態重建等修復模式，實現人類社會、經濟與自然復合生態關系的可持續發展。對重度退化的生態系統，首先通過人工措施盡快重建原有先鋒植物群落，再通過其他輔助途徑提高生產力；對中度和輕度退化的生態系統，要設法減少干擾、消除脅迫因子，采取合理措施促進生態系統恢復，逐步提升生態系統固碳增匯能力。

在工程實施階段，在植被重建或引入物種時，充分考慮植被類型、森林起源、林齡、物種數、物種豐富度等因素對固碳能力的影響，選擇適宜當地的優勢植物種類，優化喬、灌、草相結合的植物群落的物種組成或空間結構，充分利用生態位分化和生態補償效應，提高生態系統穩定性和凈初級生產力。適當改善制約工程區域生態系統碳匯的土壤條件、水分、氮等營養限制因子，實現生態系統生產力提高與增匯。考慮到工程導致的溫室氣體排放和項目邊界外碳泄漏，應合理控制清理平整土地工程量、輔助設施建設等，減少化石燃料消耗量、使用清潔型燃料等措施，實現生態保護修復工程的凈碳匯效應。

在工程管理維護中，建立實施督促機制和監測評估體系，對工程區域各類型生態系統開展“空-天-地”調查監測，除工程實施規模、投入資金、目標完成度外，監測內容應涵蓋氣象、水文、土壤、生物等要素，通過碳通量、溫室氣體、植被碳儲量、土壤有機碳等指標掌握工程區碳收支情況。將碳匯量或碳固定指數納入工程成效評估指標體系，以揭示修復工程前中后期固碳速率的時空變異特征。厘定氣候變化、環境因素、生態保護修復工程三者對區域碳匯量變化的貢獻，采用適應性管理措施并適時修正和改進，實現生態保護修復工程的優化調控。

3.3 加強國土空間生態修復碳匯支撐體系建設

在技術支撐方面，針對國土空間生態修復提升固碳能力的觀測網絡及監測能力建設不足現狀，圍繞國土空間生態修復各項工作，采用統一的技術標準對生態系統碳庫開展系統調查、動態監測，完善數據和信息共享機制，為碳儲量評估和增匯潛力分析提供數據保障。為解決生態修復碳匯成效估算的不確定性等技術難題，加大科研投入力度，針對生態修復中固碳增匯的過程、機理、影響因素等開展研究，圍繞山水林田湖草沙系統保護修復、國土綜合整治等措施的增匯技術加強攻關與研發，綜合衡量整治修復措施的增匯潛力、技術可行性和經濟可行性，并對實踐中成效顯著的固碳增匯技術開展集成、試驗示范與應用推廣。

在標準規范方面，梳理跟蹤國際生態系統碳匯監測、計量、核算等相關標準，基于我國生態系統碳匯標準現狀，在碳匯造林項目方法學、森林經營碳匯項目方法學、可持續草地管理溫室氣體減排計量與監測方法學基礎上，完善生態保護修復碳匯項目的計量與認證，提出項目邊界確定方法，以及基線碳匯量、項目碳匯量、項目潛在泄漏量和項目減排量計算方法，制定各項目的監測計劃、監測程序等，規范各類生態保護修復項目碳匯計量與監測等工作，爭取早日將中國典型的生態保護修復措施納入到IPCC碳匯認證體系，實現生態系統碳匯可測量、可報告、可核查。

在政策支撐方面，探索碳匯生態產品價值實現機制與路徑，推進國土空間生態修復碳匯交易。跟蹤國內外碳匯生態產品價值實現典型模式與案例，從碳交易視角加強國土空間生態修復碳匯潛力的核算研究，評估其固碳減排效應的經濟價值，健全碳匯生態產品價值實現機制政策制度體系。將生態修復碳匯項目納入全國碳排放權交易市場，探索建立國土空間生態修復碳匯減排交易平臺，鼓勵各類社會資本參與生態修復活動以提升生態系統碳匯，通過完善激勵性經濟政策提高多元化主體參與生態修復的積極性。探索國土空間生態修復碳匯交易與生態補償機制的融合路徑，開展生態補償試點與示范。

本文轉載：“中國國土資源經濟”公眾號