自然多样性、碳汇潜力提升与生物多样性补偿制度

郎 昱 欧阳鑫 范振林

一、引言

“碳达峰、碳中和”是一项关乎“人类命运共同体”的国家战略，其本质在于让地圈产生的碳通过返回地圈封存或碳汇抵消来达到碳平衡。这就对自然资源的有效保护与合理利用提出了更高的目标，而这离不开对自然界的多样性规律的探索与尊重。多样性（Diversity） 的概念最早源于14 世纪的欧洲，其本身是一种注重区域差异的空间表达，提倡建立综合的空间立体式思维范式①。在众多的多样性概念中，传播时间最早、范围最广的是生物多样性 （Biodiversity，1968 年首次提出）②；1988 年，政府间气候变化专门委员会（IPCC） 成立，开始对气候变化的科技与社会经济认知情况、原因、潜在影响和应对策略作出综合评估，气候变化多样性（Climate Change） 也逐渐引起了社会各界的重视③；1993 年，地质多样性（Geodiversity） 的概念也被提出，属于生物多样性的“非生物对应词”④。以上看似相互独立的多样性概念，实际上有着密不可分的内在联系：都是自然多样性（Natural Diversity）⑤的表现形式。根据自然多样性理论，自然资源管理中涉及的地质多样性、生物多样性与气候变化多样性等，都在自然生态系统的稳定、恢复与提升中发挥着重要作用，共同反映了地球表层的自然特征、空间结构以及人类和自然环境之间的交互耦合关系，是自然多样性的主要组成部分。

现有文献虽然对地质多样性、生物多样性与气候变化多样性各有研究，但对其相互关系还没有进行过系统的学理分析；而且国内现有研究尚未引入自然多样性的科学内涵与理论架构，也没有对自然多样性与“碳循环”的内在联系展开充分讨论。本文基于既有研究，尝试引入自然多样性理论体系框架，系统分析地质多样性、生物多样性、气候变化多样性与自然资源碳汇潜力提升之间的关系，并借鉴生物多样性补偿制度，为助力我国“双碳”目标的实现提供新的思路。

二、自然多样性理论与“碳循环”

“Natural Diversity” （自然界的多样性） 一词最早出现于美国杜克大学教授John Terborgh 在1974年发表的代表作《The Preservation of Natural Diversity: The Problem of Extinction-Prone Species》中，书中第一次提出了保持自然多样性是保护濒危物种的处方⑥。后来美国犹他大学教授Carlos Santana 在其代表作《Natural Diversity: How Taking the Bioout of Biodiversity Aligns with Conservation Priorities》中系统阐释了其含义。虽然自然多样性的理念在国际上远没有生物多样性传播广泛，但学术界普遍认同自然多样性的范畴远大于生物多样性：生物及其所处的自然环境的多样性都是自然多样性的应有之意。自然多样性决定了自然界生态的稳定性和可持续性，这种稳定性和可持续性也同样制约着自然多样性。

（一） 地质多样性、生物多样性与气候变化多样性

一是地质多样性，指各种岩石、地形、地貌、矿物和土壤这些要素及其规律和作用范围的集合，包含了这些要素的多样性和与其相关的非生物多样性，由此决定了地球的陆上景观和自然生态环境。《英国地质多样性的社会和经济价值》认为地质多样性具有观赏、知识、产品、生态系统等四种价值，能够给经济、社会和文化带来福祉，并提出了重视自然的开发利用方案。

二是生物多样性，包括自然界各种来源的生物体，这些来源包括陆地、海洋和其他水生生态系统及其所构成的生态综合体⑦。国际通用标准将生物多样性分为物种内部、物种之间和生态系统之间三种主要类型。生物多样性可以直接和间接地为人类提供健康的社会关系、良好的生活原材料以及自由的行动选择。

三是气候变化多样性，指气候均值背景下的全球气候时空多样性特征，在时间维度的千年、百年、十年尺度上，气候呈现出不同的波动变化；从空间维度的全球空间、区域空间和局部空间尺度上看，气候变化由于地球公转、自转和太阳辐射量等因素而具有绝对意义的多样性。气候是生态系统功能的重要组成部分，气候条件作用于陆地和海洋生态系统的结果可以直接和间接地影响生物健康和生物活动。

（二） 宏观层面：生态系统

自然多样性理论所包含的地质多样性、生物多样性与气候变化多样性相互影响、互相依赖、密不可分。三者为生态系统正常运转作出重要贡献，并产生经济、环境和社会效益。

地质多样性是生物多样性和气候变化多样性赖以形成的物质和能量基础。地质多样性支持生物多样性的演化和延续，影响地球上的生命结构和人类环境的发展。在全球气候变化条件下，高生物多样性可以从高地质多样性得到支持；同时，地质多样性更支持气候变化多样性的形成，调节气候并制约其变化的速度。

生物多样性不仅能通过不同种群的生物活动来改变地形地貌从而影响地质多样性，还通过生物基因与物种水平的改变来产生影响。这会改变生态系统的结构、功能以及生物地球化学循环的相互作用⑧，从而对全球或地区范围的气候变化多样性产生影响。

气候变化多样性可造成陆地生态系统退化和海洋生态系统的改变，影响地形地貌变化速率乃至地质运动；海洋生物多样性受海洋酸化的影响，陆地生物多样性受气候变化的影响，如极端气候事件直接影响生态系统的健康，对生物多样性影响巨大；较长期的气候变化可影响生态系统的生存能力和健康，使植物、病原体、动物的分布状况发生变化，在影响生物系统变化的过程中也改变了地质系统。

（三） 微观层面：“碳循环”

地质多样性、生物多样性与气候变化多样性等“三性”之间交互作用的主要路径正是“碳循环”（Carbon Cycle）⑨——生物地球化学循环的一种过程。自然界碳循环的基本过程是大气中的二氧化碳（CO2） 被地球上的植物吸收后，经过生物作用、地质过程以及人类活动后，再次形成二氧化碳，回到大气中。自然界的碳循环是地质多样性、生物多样性与气候变化多样性交互耦合的运动轨迹（如图1所示）。

首先，自然界中大多数的碳储存于地质中，相当于碳贮存库。岩石圈和化石燃料的含碳量约占地球碳总量的99.9%⑩，是地球上最大的两个碳库，其中的碳活动非常缓慢，岩石圈中的碳循环同时受沉积作用和火山作用的调节，表现为沉积岩中大量碳的存留与向大气的释放，实质上就是地质多样性对生命和现代社会存在的基本条件予以调节。地质多样性通过影响生物多样性中贮存碳的介质，决定地球生物的结构。它不仅提供和支撑许多重要的生态系统产品和服务，更通过岩石、地貌、土壤、水文等与其他多样性相互作用的过程影响生态系统的稳定性。

其次，丰富的生物多样性带来了很强的动态固碳能力，有助于减少气候变化带来的负面影响；同时，生物多样性也有助于地质多样性的保护。保护或恢复多样化的生物栖息地，可以增强生态系统的稳定性，从而更好地消除大气中的二氧化碳，帮助应对气候变化。生物多样性的保持也同样有利于减缓地形地貌的变化，维持地质多样性。此外，生物活动特别是人类活动会直接影响地质中的碳存储，可以被自然和人为产生的化学作用分解进入大气和海洋，同时生物体等各种含碳物质又不断沉积返回到地壳中，从而构成全球碳循环的一个环节。

最后，气候变化多样性对生态系统、自然环境和人类经济社会产生了重大影响。气候变化可以直接影响森林草地生态系统光合作用，也可加速生物多样性丧失和自然生态系统退化，进而导致自然生态系统固碳能力下降，加剧全球气候变暖，直接或间接导致海平面上升、荒漠化、厄尔尼诺现象增多、异常气候频发等恶性事件，最终波及到地球的各大圈层，严重破坏自然生态系统稳定性、地质多样性和生物多样性⑪。

三、碳汇潜力与生物多样性补偿制度

（一） 自然资源碳汇的重要作用

目前，世界各国实现“碳中和”目标的主要方式包括碳减排和碳抵消（补偿），其中碳抵消（补偿） 主要依赖于各类资源的固碳能力，即自然资源的碳汇潜力。《联合国气候变化框架公约》将碳汇（Carbon Sink） 定义为从大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制。自然界主要的碳汇来源包括森林、草地、耕地和海洋等自然资源，其中以森林碳汇最为重要（森林只占陆地总面积的三分之一⑫，碳储量却占陆地碳库总量的一半）。

地质多样性、生物多样性和气候变化多样性可以直接或间接地提升自然界应对碳排放冲击的弹性和韧性，降低人类赖以生存和发展的自然生态风险。当前，世界各国普遍认识到生物多样性对人类经济和社会发展的重要性，气候变化多样性也因其对生物多样性的直接影响，逐渐成为了各国政府制定自然资源保护和可持续利用政策的立足点。事实上，生态系统与地质系统、生物系统和气候系统是紧密联系的。充分认识和尊重地质多样性、生物多样性和气候变化多样性的自然成因、属性功能和运行规律，把地质多样性、气候变化多样性与生物多样性有机结合⑬，才能真正认识地球各圈层形成发展演化的过程，促进“碳中和”目标的实现。

（二） 自然资源碳汇潜力提升的关键在于保持生物多样性

气候变化的概念诞生于20 世纪90 年代，政府间气候变化专门委员会（IPCC） 1990 年完成的第一次评估报告首次确认了气候变化的科学依据，而这一概念的广泛传播得益于人类认识到了生物多样性与气候变化之间的内在联系（1992 年先后签订了联合国《生物多样性公约》和《联合国气候变化框架公约》）：气候变化导致生物多样性的丧失，气候变化、自然灾害与生物多样性的丧失有关。地质多样性的概念直到1993 年才作为生物多样性的“非生物对应词”被提出来。虽然学术界普遍认同绝大多数可持续发展目标都以地质资产为基础，但地质多样性至今尚未被纳入可持续发展的国际政策和公约之中。2019 年32 名全球科学家联名在《美国国家科学院院刊》倡议，强调应正视地质多样性对生物多样性的支撑作用，并将其纳入全球可持续发展公约之中。

通过梳理以上理念的发展脉络不难看出，生物多样性是自然多样性中最显著的组成部分，地质多样性和气候变化多样性在生态系统服务中的功能主要通过生物多样性来体现：生物多样性越丰富，生态系统则越稳定，自然资源碳汇潜力也就越强。

（三） 保持生物多样性的探索

当前，国际上已经形成了一套较为成熟的通用方法来弥补生物多样性的损失，即《商业及生物多样性补偿计划》。生物多样性补偿（Biodiversity Offset） 最早产生于20 世纪70 年代美国的“湿地调节制度”，迄今已有超过40 个国家制定了相关法律或政策⑭，其关键理念在于对资源开发利用的不良影响进行中和。根据《商业及生物多样性补偿计划》，生物多样性补偿是“在采取适当的预防和缓解措施后，为补偿项目开发中遗留下来的严重不利生物多样性影响而采取的行动所产生的可衡量的保护成果”⑮。这种补偿是在采取了适当的预防和减缓措施之后产生的可测量的保护成果，目的是中和相关计划或项目对生物多样性产生的不良影响。

纵观全球过去的经济增长模式，其主要依赖实物资本和人力资本。而面对人工智能和自动化等新技术的兴起、全球气候变化的挑战、新冠病毒的威胁以及世界贸易面临的新困境，21 世纪的新型经济增长模式取决于多种资本的均衡积累（包括实物资本、人力资本、自然资本和社会资本）。其中，新型增长方式首先要正视自然资本⑯在短期内即将枯竭的问题，此类资本难以替代，一旦达到不可逆转的临界点即会出现崩溃。可以通过减少地质和气候风险、改善生态环境质量、降低人类健康风险及提高生态系统舒适性，来增强自然资本对二氧化碳的自然中和能力和空间保障功能，这客观上对生物多样性补偿提出了严格的要求。

（四） 生物多样性补偿制度的经验借鉴

生物多样性补偿可以被视为一种基于污染者强制付费原则的经济方案，是围绕生物多样性保护展开的生态补偿，多用于重要的自然保护地、生态敏感区域的工程项目建设中。这一应用的前提是在其他地方有足够的生态环境可以被保护、改善，从而使开发项目对生物多样性的影响可以实现异地生态占补平衡。这种补偿制度保障了资源开发利用活动对自然生态的非负性，确保生物多样性真正成为助力“碳中和”实现的物质基础。

目前国际上普遍认同森林、草原、湿地、耕地、海洋等自然资源生态系统具有较强的碳汇能力，生物多样性补偿的本质正是保护、修复或再造生态空间，提升生态系统质量。生物多样性补偿位于消减层级方案的最后一层⑰，是工程项目在不能回避、削减或者重建之后才考虑的选择。这意味着生物多样性补偿是最后的“保底”手段，只有先努力避免对生物多样性造成不利影响，然后尽量最小化不可避免的影响，最后为恢复生物多样性而对残留影响进行处理，才能实施生物多样性补偿。因此，生物多样性补偿有着较为严格的实施原则（如表1所示）。

表1 设计与实施生物多样性补偿的基本原则

设计生物多样性补偿有诸多方法，根据《商业及生物多样性补偿计划》，生物多样性补偿方案设计可参考以下步骤： （1） 审查项目范围和活动；（2） 审查生物多样性补偿的法律框架/政策背景；（3） 启动利益相关者参与流程； （4） 根据遗留不利影响确定补偿的必要性；（5） 选择计算损失/收益和量化遗留不利影响的方法； （6） 审查潜在的补偿地点和方式，并评估可实现的生物多样性收益；（7） 详细计算补偿收益，选择适当的补偿地点和方式；（8） 记录补偿账目及进入补偿实施过程。

目前，世界各地已有超过45 种生物多样性补偿方案，经济合作与发展组织将其划分为三类：开发商一次性补偿方案、第三方替代补偿方案、生物银行信用补偿方案（如表2 所示）。其中，开发商一次性补偿方案的经济和法律责任由开发商直接承担；后两种则在直接经济补偿基础上增加了后期扶持，而两者的主要差别在于定价方式不同：第三方替代补偿方案由政府定价，生物银行信用补偿方案由市场定价。

表2 生物多样性补偿的主要类型

四、提升我国碳汇潜力的路径

自然多样性理论为提升碳汇潜力提供了更加全面的视角，国际生物多样性补偿制度为这一理论提供了实践经验和参考样本，生物多样性补偿制度的实施案例为我国提升碳汇潜力提供了有益的参考。

（一）“基于自然的解决方案”促进碳汇的自我恢复与提升

生物多样性补偿制度的初衷是中和人类的开发利用活动对自然带来的不利影响，通过“占补平衡”，使得物种组成、生态环境结构、自然生态系统功能、人类的使用和文化价值等方面净损失为零⑲。这要求我国在自然资源开发利用过程中坚持“基于自然的解决方案”，通过保护、可持续的管理和修复自然或人工的生态系统，将自然修复结合人工治理、生物措施结合工程措施，注重相关措施的配套使用，促进生态自我恢复，并助力于地质多样性，力争自然界碳汇只升不降。

（二） 优先在特殊及重点区域中试行生物多样性补偿制度

考虑我国国土幅员辽阔、各地自然资源开发程度差异较大，难以在全国范围内推行完全一致的生物多样性补偿制度，可在重点生态功能区、自然保护区、国土空间敏感脆弱区等特殊区域⑳，优先推行生物多样性补偿。应将补偿方案作为一项工具融入生态保护修复当中，按分级代理权限承担修复、补偿责任，逐渐将补偿核算、投资、产业发展的良性循环与评估结合起来，实现生态、经济和社会综合效益的提升以及权利、责任、利益对等。

（三） 构建多方共赢的市场化方案

利益相关者的有效参与是生物多样性补偿制度的重要保障。如没有政府官员、非政府组织、学者特别是当地居民和社区组织等关键利益相关者的支持和参与，补偿也就无法有效实施。商业和生物多样性补偿计划的核心在于充分发挥市场机制的作用，不再单一依靠政府作为自然环境保护的唯一发力点。在我国，需要构建既符合国家和人民利益，又符合市场主体利益的补偿方案，建立利益相关者参与机制。因此可以考虑设计“生物多样性补偿成本—收益测算设计流程”：第一步，确定该项目对于当地生物多样性造成的直接和间接（残留） 影响；第二步，识别项目方提出的直接或潜在的补偿活动，确定这些补偿活动对当地利益相关者的影响；第三步，估测不同补偿方案下当地利益相关者的成本和收益；第四步，明确并量化利益相关者的补偿方案，保证补偿方案的公平有效，确认补偿建议符合各利益相关者的成本收益原则。

（四） 探索“生物质能结合碳捕获与封存技术”（BECCS）

国际生物多样性制度的核心是如何进行碳捕集、利用与封存（CCUS）。目前CCUS 的发展已有45 年，全球有超过98 个项目运营或建设，但受限于成本偏高、政策支持不力等原因，发展较为缓慢。根据我国2022 年发布的《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022—2030 年）》，生物质能结合碳捕获与封存（Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS） 技术的发展已为CCUS 的商业应用带来了广阔前景。可将BECCS 与生物多样性补偿制度相结合，通过补偿农作物或树木的成长过程将二氧化碳从空气中吸收，既可以通过燃烧释放能量，又能同时捕获燃烧排放的碳；捕获的碳被封存在地下，防止其回到大气中，然后不断重复整个过程，可以消除大气中大量的碳。

注释：

① S. Awe, B. Bibel, Encyclopaedia Britannica Online, Booklist, 2002, 99(2), p.256.

② 生物多样性这一概念由美国野生生物学家和保育学家雷蒙德于1968 年在其通俗读物《一个不同类型的国度》中首先使用；1985 年哈佛大学昆虫学家威尔森教授凭借其引起轰动的《生物多样性危机》一书广泛传播了生物多样性的理念。

③ 马占云、任佳雪、陈海涛、姜华、高庆先、刘舒乐、严薇、李照濛：《IPCC 第一工作组评估报告分析及建议》，《环境科学研究》2022 年第8 期。

④ 余韵、杨建锋：《地质多样性概念与分析框架》，《中国国土资源经济》2021 年第1 期。

⑤“Natural Diversity”在国内还没有权威的翻译，本文作者将其暂译为“自然界的多样性”，简称“自然多样性”。

⑥J. Terborgh, Preservation of Natural Diversity: The Problem of Extinction-Prone Species, Bioscience, 1974, 24(12), pp.715-722.

⑦ 殷瑶、谷勇、蔡丽莎、曹亚首：《浅述生物多样性的价值及其保护》，《生物学通报》2009 年第5 期。

⑧ 生物地球化学循环（Biogeochemical Cycle），即环境中各种元素沿着特定的路线运动，由周围环境进入生物体，最后回到环境中的过程。在生态学上指的是化学元素或分子在生态系统中划分的生物群落和无机环境之间相互循环的过程，包括水循环、碳循环、氮循环等。

⑨ 碳循环（Carbon Cycle） 指的是碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换，并随地球的运动循环不止的现象。

⑩ 罗顺元：《中国传统生态思想研究》，厦门大学2011 年博士学位论文。

⑪ 根据2018 年《生物多样性公约》第十四次缔约方大会（COP14） 公布的数据。

⑫ 范远江、杨勇：《扩大森林资源是发展低碳经济的新路径——以三峡库区为例》，《华东经济管理》2010年第2 期。

⑬ 任圆圆、张学雷：《从土壤多样性到地多样性的研究进展》，《土壤》2018 年第2 期。

⑭ 这些国家包括澳大利亚、巴西、加拿大、中国、哥伦比亚、印度、墨西哥、新西兰、南非、瑞士、欧盟27 个成员国和美国。

⑮ 袁国华、席皛、周伟、苏子龙：《新南威尔士州生物多样性补偿制度研究》，《中国国土资源经济》2020年第1 期。

⑯自然资本——世界的自然资产存量，包括土壤、空气、水和所有生物，可通过一系列服务（通常为生态系统服务） 来鉴别和评估，这些服务由自然资产产生，并影响人类的生存方式、生活质量甚至生存本身。

⑰ 消减层级方案包括四类：回避方案、消减方案、重建方案以及中和方案。其含义分别是：其一，回避方案，即针对高保护价值区域，需要减少甚至禁止人类活动，尽可能保证生态系统的完整性不受影响。其二，消减方案，即在不能完全规避人类影响的高保护价值区域实施一系列积极的保护措施，通过限制人类活动或规范其行为等，降低对生物多样性的影响。其三，重建方案，即通过移动主要自然资源（如土壤、珍稀树种、保护动植物等），在附近的生态系统相似区域重建栖息地等，需要设计完整的恢复方案并评估潜在风险。其四，中和方案，即通过在项目区域之外实施大规模的生态保护和恢复活动，抵消项目对生物多样性和环境的影响，实现项目总体的零影响或者正影响。

⑱ 也称为缓解银行、保护银行、物种银行、环境银行。

⑲ 于淑玲、崔保山、白军红、解成杰：《基于物质量的滨海湿地生态补偿理论研究及政策建议》，《农业资源与环境学报》2020 年第4 期。

⑳ 王晶晶、迟妍妍、许开鹏、张丽苹、葛荣凤：《京津冀地区生态分区管控研究》，《环境保护》2017 年第 12 期。