碳固存技术的现状与发展

本文在世界碳固存技术最新进展的基础上，就固存的原理和分类，成本以及成本变化预测进行了讨论，并总结了中国在这方面的初步实践。最后提出了中国参与碳固存技术研究和项目合作的对策及政策建议。     

生态系统固碳特征及其研究进展

生态系统固碳是人类应对气候变化以及全球系统变化过程的研究热点。论文结合生态系统固碳和碳汇概念,探讨生态系统自然固碳、人为工程固碳措施对生态系统功能的影响并分析生态系统固碳特征及风险。研究得出如下结论:陆地生态系统对CO₂的自然吸收与封存是相对安全有效的固碳措施,对人类与生态系统健康的影响要小于地质层与海洋层固碳。海洋生态系统固碳容易导致海水酸化以及生态系统不可逆的损害;由于地壳运动很难预测,所以地质层固碳可能面临不可预知的风险。因此,利用生态系统自然固碳能力、发展绿色固碳技术是降低人为工程固碳生态风险和减少CO₂排放到大气中的最佳选择。     

农业生物质炭固碳潜力及经济效益分析——以山西省为例

随着温室气体减排和低碳发展的要求,生物质炭作为农业固碳的新型技术引起人们的关注。固碳潜力评价和经济效益分析是生物质炭规模化开发利用的基础。论文利用"生物质资源—固碳潜力—经济效益"集成评估方法,以山西省为研究区域,估算了农业生物质的固碳潜力和经济效益。结果显示:山西省3种生物质资源(农作物秸秆、禽畜粪便和作物加工副产品)的固碳总潜力为1 228.10×10~4t CO_2当量,约占2014年山西省全年碳排放总量的2.5%。在2014年碳均价和碳高价情形下,农作物秸秆和作物加工副产品实现了正效益,每t原料综合效益分别为8.09和21.79元。全年3种生物质炭固碳综合效益为0.44×10~8~2.80×10~8元,证实了山西省生物质固碳技术的经济可行性。     

农业生物质炭固碳潜力及经济效益分析——以山西省为例

随着温室气体减排和低碳发展的要求,生物质炭作为农业固碳的新型技术引起人们的关注。固碳潜力评价和经济效益分析是生物质炭规模化开发利用的基础。论文利用“生物质资源—固碳潜力—经济效益”集成评估方法,以山西省为研究区域,估算了农业生物质的固碳潜力和经济效益。结果显示：山西省3种生物质资源（农作物秸秆、禽畜粪便和作物加工副产品）的固碳总潜力为1 228.10×10⁴ t CO₂当量,约占2014年山西省全年碳排放总量的2.5%。在2014年碳均价和碳高价情形下,农作物秸秆和作物加工副产品实现了正效益,每t原料综合效益分别为8.09和21.79元。全年3种生物质炭固碳综合效益为0.44×10⁸~2.80×10⁸元,证实了山西省生物质固碳技术的经济可行性。     

以碳市场引导能源行业转型：欧盟经验与借鉴

碳市场机制是实现碳达峰、碳中和目标的一项重要政策工具,实现了碳排放外部成本的内部化。欧盟碳市场是全球最早的碳市场,其实践经验表明,碳市场的定价机制反映了减排目标下的边际减排成本,对能源行业低碳转型具有积极作用。全国碳市场的启动和逐步完善将推动中国能源行业转型升级。建议未来加大力度研究能源行业边际减排成本曲线、提升政策协同能力、建立碳市场科创板、开展内部碳定价、加强数字化技术应用,建立规范、透明、高效的碳市场,引导能源行业高质量发展。     

中国四大林区固碳效率:测算、驱动因素及收敛性

论文将林业碳汇纳入到林业经济核算体系之中,构建含有正外部性产出的DEAMalmquist效率分析模型,在系统测算林业固碳量的基础上,对1988—2013年中国四大林区的林业固碳效率变动及驱动因素进行了分析,并进一步对其效率收敛性进行了检验。研究结果表明:1)全国四大林区间的固碳量及固碳价值差异较大,固碳总价值从高到低依次为西南(1 870.69×108元)、东北(1 335.41×108元)、南方(842.73×108元)、北方林区(407.35×108元)。2)1988—2013年不含碳汇产出的林业生产Malmquist指数较低,为0.958;而把碳汇纳入林业产出进行考量,全国林业Malmquist指数整体有所提升,主要源于技术效率推动,年均增长速度为0.6%;其中南方、东北林区固碳效率处于提升状态,而西南林区和北方林区呈下降趋势。3)西南和南方林区固碳效率随时间变动呈现倒"U"型态势;四大林区中南方林区效率均值最高,为1.036,其次是东北林区,为1.020。4)我国四大林区地区间固碳Malmquist指数没有出现σ收敛,相反,还存在绝对β发散现象,即四大林区地区内的林业固碳效率绝对值和增长率差异并没有随着时间而缩减。     

碳添加对土壤固碳细菌群落结构及多样性的影响——以松嫩平原盐碱耕地为例

采用高通量测序技术,研究秸秆、生物炭和纳米碳3种碳源添加对盐碱耕地土壤固碳细菌群落结构及多样性的影响,并分析土壤化学性质与固碳细菌群落多样性的关系.结果表明：3种碳源添加均降低土壤固碳细菌群落多样性,其中生物炭和纳米碳添加的土壤固碳细菌的Chao1指数、物种多样性、Shannon指数及系统多样性值均高于秸秆添加的.3种碳源添加均降低土壤固碳细菌群落的物种丰度,其中纳米碳添加的物种丰度大于秸秆和生物炭添加的.在群落组成方面及相对丰度上,3种碳源添加后的优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）,优势菌纲为γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）,均在纳米碳添加后相对丰度最高,分别为90.38%、57.79%.群落组间差异分析结果显示,秸秆和纳米碳添加后土壤固碳细菌群落结构差异显著.冗余分析结果表明,土壤固碳细菌群落结构受土壤pH值、有机碳、全氮、全磷、碱解氮及有效磷的综合影响,其中土壤pH值和有效磷含量是影响土壤固碳细菌群落结构的主要化学性质.综合来看,在盐碱耕地中添加秸秆、生物炭或纳米碳,都抑制了土壤固碳细菌群落的多样性和物种丰度,但纳米碳能够增加土壤固碳细菌群落结构差异.     

植被恢复对旱区表土颗粒中有机碳和氮分布的影响

采用物理分离的方法,获得植被恢复过程中不同土壤粒径的组分,并进行了各组分中有机碳和全氮含量的测定.结果表明,黏粉粒(<0.05mm)含量的增加和沙粒(0.25～0.1mm)含量的减少,共同导致表层土壤质地细粒化.土壤质地的细粒化伴随着有机碳和氮的固存效应,该效应在固沙20年以后效果显著(P<0.05).沙粒(>0.1mm)含量与有机碳和氮含量呈显著负相关(P<0.001),而极细沙(0.1～0.05mm)和黏粉粒(<0.05mm)含量与有机碳和氮含量均呈显著正相关(P<0.001).产生上述结果的原因是,表层土壤颗粒组成中各粒径结合的有机碳和氮含量均增加相关,其贡献程度为黏粉粒>极细沙>沙粒.植被恢复过程中,表层土壤中黏粉粒含量的增加对维持有机碳和氮固存起着主要的作用,土壤的物理稳定也因为土壤中有机质和黏粉粒含量的增加而增大.     

碳添加对土壤固碳细菌群落结构及多样性的影响——以松嫩平原盐碱耕地为例

采用高通量测序技术,研究秸秆、生物炭和纳米碳3种碳源添加对盐碱耕地土壤固碳细菌群落结构及多样性的影响,并分析土壤化学性质与固碳细菌群落多样性的关系.结果表明：3种碳源添加均降低土壤固碳细菌群落多样性,其中生物炭和纳米碳添加的土壤固碳细菌的Chao1指数、物种多样性、Shannon指数及系统多样性值均高于秸秆添加的.3种碳源添加均降低土壤固碳细菌群落的物种丰度,其中纳米碳添加的物种丰度大于秸秆和生物炭添加的.在群落组成方面及相对丰度上,3种碳源添加后的优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）,优势菌纲为γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）,均在纳米碳添加后相对丰度最高,分别为90.38%、57.79%.群落组间差异分析结果显示,秸秆和纳米碳添加后土壤固碳细菌群落结构差异显著.冗余分析结果表明,土壤固碳细菌群落结构受土壤pH值、有机碳、全氮、全磷、碱解氮及有效磷的综合影响,其中土壤pH值和有效磷含量是影响土壤固碳细菌群落结构的主要化学性质.综合来看,在盐碱耕地中添加秸秆、生物炭或纳米碳,都抑制了土壤固碳细菌群落的多样性和物种丰度,但纳米碳能够增加土壤固碳细菌群落结构差异.     

人类活动对国家公园生态系统服务的影响——以祁连山国家公园为例

国家公园是最重要的自然保护地,在保护生态环境、促进经济和社会发展方面具有独特优势。定量分析人类活动对关键生态系统服务的影响,有助于国家公园规范保护和利用行为、提升可持续发展能力。运用InVEST模型、广义相加模型等方法,探究了祁连山国家公园人类活动与水源涵养、土壤保持、碳固存、生境质量等关键生态系统服务的时空格局,并分析了人类活动对生态系统服务的影响。研究发现：（1）2000—2019年祁连山国家公园人类活动强度逐渐减弱,整体呈西高东低的空间分布特征。（2）土壤保持量、碳固存量、生境质量均呈增加趋势,大致呈西低东高的分布格局,但水源涵养量呈先增后减趋势,并存在较明显的空间异质性,在整个研究期间变化显著。（3）人类活动与生境质量、碳固存、土壤保持存在负相关关系,表明人类活动强度的增加会直接影响国家公园生态系统服务的提供。建议未来国家公园的管理以及相关生态保护政策的制定应充分考虑人类活动的影响,并根据人类活动强度,精准实施分区管控、提高保护的有效性。