談?wù)劇疤肌?/h1>
2022-07-30 02:47:06張文英
內(nèi)蒙古林業(yè) 2022年7期
張文英
內(nèi)蒙古包頭市林業(yè)和草原工作站
全球氣候變化主要原因是溫室氣體過度排放導(dǎo)致全球溫室效應(yīng)加劇，從而引發(fā)一系列的生態(tài)后果，如冰川融化、海平面上升、森林分布變化、沙漠化面積增大、極端氣候?yàn)?zāi)害頻發(fā)等。為了保護(hù)人類生存的地球環(huán)境，國際社會(huì)進(jìn)行了不懈努力，1979年在瑞士召開了第一次世界氣候大會(huì)，并成立了聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）；1992年通過了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》；1995年通過了《柏林授權(quán)書》；1997年通過了《京都議定書》；2007年形成了《巴厘路線圖》；2009年達(dá)成《哥本哈根協(xié)議》；2010年達(dá)成《坎昆協(xié)議》；2015年達(dá)成《巴黎氣候協(xié)議》；2021年通過了《格拉斯哥氣候協(xié)議》……這些都是針對(duì)碳排放與溫室效應(yīng)的。
人類過度排放以碳為主的溫室氣體，從而導(dǎo)致全球變暖，地球環(huán)境發(fā)生了明顯的變化。因此“碳”成了熱點(diǎn)與焦點(diǎn)，出現(xiàn)各種與“碳”有關(guān)的詞語。如何認(rèn)識(shí)“碳”，我們從以下幾個(gè)方面談?wù)劇?/p>
一、碳是生命體的重要元素和生命過程的基本要素
1.碳是物質(zhì)組成的一種元素
碳（Carbon）是一種非金屬元素，化學(xué)符號(hào)為C，分子量為12，碳以純凈物、無機(jī)分子和有機(jī)分子的方式出現(xiàn)，廣泛存在于大氣、地球表面、巖石和生命體中，如石墨、金剛石、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、酒精、糖類、石灰?guī)r、生物有機(jī)體、石油、煤等。
2.碳是地球生命體的基本組成要素
碳是地球生命體的重要組成成分和主體部分。以碳基為基礎(chǔ)，可以衍生成糖分、纖維、脂肪、蛋白質(zhì)和核酸等生命物質(zhì)。
3.碳是地球生命體和生態(tài)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換的主要載體
植物通過光合作用把太陽能貯存在碳水化合物中，并通過葉、莖、根等器官進(jìn)行物質(zhì)和能量的再分配。生態(tài)系統(tǒng)中，由綠色植物固定的太陽能通過消費(fèi)者取食，使能量借助碳基物質(zhì)在生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者間傳遞，并通過各級(jí)生物的呼吸作用把獲取的能量進(jìn)行釋放，保證生命活動(dòng)所需能量，維系生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定（圖1）。
圖1 碳對(duì)生命體與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量傳遞示意圖
4.碳是維持地球氣候穩(wěn)定的重要調(diào)節(jié)器
綠色植物的光合作用和生物的呼吸作用促進(jìn)了CO2在大氣、水體、土壤中的循環(huán)，維系著地球生態(tài)系統(tǒng)與大氣的碳氧平衡。同時(shí)，光合作用與呼吸作用中又有水分的參與，從而使碳循環(huán)對(duì)穩(wěn)定全球溫度變化起到重要的調(diào)節(jié)作用（圖2）。
圖2 碳源、碳匯示意圖
二、關(guān)于碳的熱點(diǎn)認(rèn)識(shí)
通過初步查證和中國知網(wǎng)檢索，涉及碳的名詞包括碳源、碳匯、碳庫、碳票、低碳、零碳、碳稅、碳排放、碳捕捉、碳達(dá)峰、碳中和、碳足跡、碳購買、碳預(yù)警、碳補(bǔ)償、碳獎(jiǎng)勵(lì)、碳交易、碳市場(chǎng)、碳配額、碳政治、碳金融、碳關(guān)稅、碳封存、碳貯量、碳通量、碳循環(huán)、碳密度、碳含量等。
這些關(guān)于碳的說法，總結(jié)其內(nèi)涵，共分為三類，即固碳、排碳及固碳與排碳的轉(zhuǎn)換過程。上述有關(guān)固碳的詞語有碳匯、碳庫、碳票、低碳、零碳、碳稅、碳捕捉、碳中和、碳封存、碳貯量、碳密度、碳含量等，有關(guān)排碳的詞語有碳源、碳排放、碳達(dá)峰、碳足跡、碳預(yù)警、碳配額等，有關(guān)固碳和排碳轉(zhuǎn)換過程的詞語有碳購買、碳補(bǔ)償、碳獎(jiǎng)勵(lì)、碳交易、碳市場(chǎng)、碳通量、碳循環(huán)等。
1.碳源與碳匯
碳源與碳匯是碳流通的兩種方式，其合稱為碳通量，二者在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換，如森林一般情況下是碳匯，但隨著森林被干擾或林齡老化，可能就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚矗▓D2）。
不同生態(tài)系統(tǒng)對(duì)碳匯的能力和作用方式不同。森林是以碎屑食物鏈為主的生態(tài)系統(tǒng)類型，而草原、濕地、水域及農(nóng)田是以捕食食物鏈為主的生態(tài)系統(tǒng)，因此其碳循環(huán)過程中的輸入與輸出途徑也不同。
森林的初級(jí)生產(chǎn)者主要是木本植物，這些木本植物通過光合作用固定下來的碳基主要貯存在木材中，只要不燃燒，其就是永久固碳的形式，而其他器官的碳進(jìn)入地表進(jìn)行分解，一方面形成土壤碳匯，另一方面歸還到森林，重新進(jìn)行固碳，總體碳被封存在森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)。所以森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最主要也是最長(zhǎng)久的碳匯系統(tǒng)。而草原、濕地、水域等生態(tài)系統(tǒng)所固定的碳大部分流向了消費(fèi)者，并通過食物鏈進(jìn)行分解而形成了碳排放，如動(dòng)物通過呼吸、糞便排遺及反芻發(fā)酵等排出CO2、CH4等溫室氣體（圖3）。
圖3 不同生態(tài)系統(tǒng)關(guān)于碳匯過程的模式
研究表明，2016年中國陸地生態(tài)系統(tǒng)年均吸收11.1 億噸碳，為同期碳排放的45%，其中森林吸收39%，約為4.34 億噸；草原吸收30%，約為3.33 億噸；濕地吸收20%，約為2.22 億噸。
2.碳達(dá)峰與碳中和
2020年9月，中國在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)上提出2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)，簡(jiǎn)稱“雙碳”目標(biāo)。碳達(dá)峰是指化石燃料使用導(dǎo)致CO2排放量達(dá)到峰值，而碳中和是指化石燃料使用及土地利用變化導(dǎo)致的碳排放量，與陸海生態(tài)系統(tǒng)吸收及其他技術(shù)方式固存的碳量之間達(dá)到平衡，即凈排放量為零。
從碳達(dá)峰和碳中和的關(guān)系可以看出，碳達(dá)峰是控制碳排放的最高閾值，通過減排、節(jié)能、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、利用效率提高等途徑實(shí)現(xiàn)，而碳中和則通過增加生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力提高對(duì)碳排放的吸收。
實(shí)現(xiàn)碳中和的主要途徑是保護(hù)森林的規(guī)模。2021年4月24日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》指出：到2025年全國森林覆蓋率達(dá)到24.1%，森林蓄積量達(dá)到180 億立方米；到2030年森林覆蓋率達(dá)到25.0%左右，森林蓄積量達(dá)到190億立方米。
“雙碳”目標(biāo)對(duì)促進(jìn)我國清潔能源開發(fā)、節(jié)能降耗等具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)意義。借此，可推動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與恢復(fù)，人人保護(hù)生態(tài)環(huán)境，有助于踐行生態(tài)文明理念。對(duì)我們個(gè)人而言，要盡可能消除或降低我們的碳足跡，厲行節(jié)約、低碳出行，全民植樹造林，保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)。
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人類過度排放以碳為主的溫室氣體，從而導(dǎo)致全球變暖，地球環(huán)境發(fā)生了明顯的變化。因此“碳”成了熱點(diǎn)與焦點(diǎn)，出現(xiàn)各種與“碳”有關(guān)的詞語。如何認(rèn)識(shí)“碳”，我們從以下幾個(gè)方面談?wù)劇?/p>
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1.碳是物質(zhì)組成的一種元素
碳（Carbon）是一種非金屬元素，化學(xué)符號(hào)為C，分子量為12，碳以純凈物、無機(jī)分子和有機(jī)分子的方式出現(xiàn)，廣泛存在于大氣、地球表面、巖石和生命體中，如石墨、金剛石、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、酒精、糖類、石灰?guī)r、生物有機(jī)體、石油、煤等。
2.碳是地球生命體的基本組成要素
碳是地球生命體的重要組成成分和主體部分。以碳基為基礎(chǔ)，可以衍生成糖分、纖維、脂肪、蛋白質(zhì)和核酸等生命物質(zhì)。
3.碳是地球生命體和生態(tài)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換的主要載體
植物通過光合作用把太陽能貯存在碳水化合物中，并通過葉、莖、根等器官進(jìn)行物質(zhì)和能量的再分配。生態(tài)系統(tǒng)中，由綠色植物固定的太陽能通過消費(fèi)者取食，使能量借助碳基物質(zhì)在生產(chǎn)者和各級(jí)消費(fèi)者間傳遞，并通過各級(jí)生物的呼吸作用把獲取的能量進(jìn)行釋放，保證生命活動(dòng)所需能量，維系生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定（圖1）。
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圖2 碳源、碳匯示意圖
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這些關(guān)于碳的說法，總結(jié)其內(nèi)涵，共分為三類，即固碳、排碳及固碳與排碳的轉(zhuǎn)換過程。上述有關(guān)固碳的詞語有碳匯、碳庫、碳票、低碳、零碳、碳稅、碳捕捉、碳中和、碳封存、碳貯量、碳密度、碳含量等，有關(guān)排碳的詞語有碳源、碳排放、碳達(dá)峰、碳足跡、碳預(yù)警、碳配額等，有關(guān)固碳和排碳轉(zhuǎn)換過程的詞語有碳購買、碳補(bǔ)償、碳獎(jiǎng)勵(lì)、碳交易、碳市場(chǎng)、碳通量、碳循環(huán)等。
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森林的初級(jí)生產(chǎn)者主要是木本植物，這些木本植物通過光合作用固定下來的碳基主要貯存在木材中，只要不燃燒，其就是永久固碳的形式，而其他器官的碳進(jìn)入地表進(jìn)行分解，一方面形成土壤碳匯，另一方面歸還到森林，重新進(jìn)行固碳，總體碳被封存在森林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)。所以森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最主要也是最長(zhǎng)久的碳匯系統(tǒng)。而草原、濕地、水域等生態(tài)系統(tǒng)所固定的碳大部分流向了消費(fèi)者，并通過食物鏈進(jìn)行分解而形成了碳排放，如動(dòng)物通過呼吸、糞便排遺及反芻發(fā)酵等排出CO2、CH4等溫室氣體（圖3）。
圖3 不同生態(tài)系統(tǒng)關(guān)于碳匯過程的模式
研究表明，2016年中國陸地生態(tài)系統(tǒng)年均吸收11.1 億噸碳，為同期碳排放的45%，其中森林吸收39%，約為4.34 億噸；草原吸收30%，約為3.33 億噸；濕地吸收20%，約為2.22 億噸。
2.碳達(dá)峰與碳中和
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從碳達(dá)峰和碳中和的關(guān)系可以看出，碳達(dá)峰是控制碳排放的最高閾值，通過減排、節(jié)能、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、利用效率提高等途徑實(shí)現(xiàn)，而碳中和則通過增加生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力提高對(duì)碳排放的吸收。
實(shí)現(xiàn)碳中和的主要途徑是保護(hù)森林的規(guī)模。2021年4月24日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》指出：到2025年全國森林覆蓋率達(dá)到24.1%，森林蓄積量達(dá)到180 億立方米；到2030年森林覆蓋率達(dá)到25.0%左右，森林蓄積量達(dá)到190億立方米。
“雙碳”目標(biāo)對(duì)促進(jìn)我國清潔能源開發(fā)、節(jié)能降耗等具有重要的戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)意義。借此，可推動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)與恢復(fù)，人人保護(hù)生態(tài)環(huán)境，有助于踐行生態(tài)文明理念。對(duì)我們個(gè)人而言，要盡可能消除或降低我們的碳足跡，厲行節(jié)約、低碳出行，全民植樹造林，保護(hù)和恢復(fù)生態(tài)。
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