关于江苏滨海盐碱地植物生态修复与固碳增汇协同增效的思考与建议
2024-07-09华建峰汤诗杰
华建峰 汤诗杰
摘要 江苏盐碱地资源丰富,但是生态环境脆弱,利用其营建人工林,在修复生态环境的同时增加生态系统碳汇能力是实现生态文明建设和“双碳”目标的必然选择。综合分析了推动江苏滨海盐碱地植物生态修复与固碳增汇协同的现实背景,以及实现两者协同增效面临的问题,并从厘清滨海盐碱地植物资源底数、选育耐盐碱高固碳树种、完善生态系统服务功能评价体系和构建生态修复与固碳增汇协同专题数据库等4个方面提出了对策建议,旨在为江苏滨海地区生态修复及林业碳汇功能的最大化发挥提供技术支撑,加速“美丽江苏”建设与“碳中和”目标的实现。
关键词 滨海盐碱地;生态修复;碳中和;林业碳汇;协同增效
中图分类号 X 171 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2024)12-0233-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.049
The Coordinated Development of Plant Ecological Restoration and Carbon Sequestration in Coastal Saline-alkali Land of Jiangsu Province: Thoughts and Suggestions
HUA Jian-feng,TANG Shi-jie
(Institute of Botany,Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences,Nanjing,Jiangsu 210014)
Abstract Jiangsu Province is rich in saline-alkali lands which have fragile ecological environment. It is an inevitable choice to construct artificial forests restoring the ecological environment as well as increasing the ability of carbon sequestration,which could positively contribute to achieve the goals of ecological civilization construction and carbon peaking and carbon neutrality. This paper comprehensively analyzed the realistic backgrounds of promoting the coordinated development of plant ecological restoration and carbon sequestration in saline-alkali land of Jiangsu as well as the faced problems. And then,countermeasures to realize the coordinated development of plant ecological restoration and carbon sequestration were proposed such as clarifying the coastal plant resources,breeding salt-tolerant tree species with high carbon fixation,improving the evaluation system of ecosystem functions,building a collaborative thematic database of coordinated development of plant ecological restoration and carbon sequestration. In short,these findings could provide technical supports for ecological restoration and maximization of forestry carbon sequestration,and then accelerate the achievement of construction of “beautiful Jiangsu” and the realization of “carbon neutrality”.
Key words Coastal saline-alkali land;Ecological restoration;Carbon neutrality;Forestry carbon sink;Synergistic interaction
基金项目 江苏自然资源智库2022年度开放合作项目(ZK22009-2);江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(23)1039]。
作者简介 华建峰(1980—),男,江苏无锡人,博士,从事植物资源与环境研究。*通信作者,研究员,博士,从事植物资源高效利用研究。
收稿日期 2023-07-27;修回日期 2023-12-06
2020 年9 月,国家主席习近平在联合国大会上郑重宣布,“中国二氧化碳排放力争2030 年前达到峰值,努力争取2060 年前实现碳中和”。实现“碳达峰、碳中和”是以习近平同志为核心的党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策,是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择,是构建人类命运共同体的庄严承诺。作为经济和制造业大省,江苏国土资源约束日益趋紧,特别是用于碳汇提升功能的造林用地尤为紧张,利用丰富的盐碱地资源营建人工林增加生态系统碳汇能力是实现“双碳”目标的必然选择,在“美丽江苏”建设等方面也有着重要意义。
1 推动江苏滨海盐碱地植物生态修复与固碳增汇的现实背景
1.1 实现“碳中和”目标为推动滨海盐碱地植物生态修复与固碳增汇协同指明了行动方向
2022年10月,党的二十大报告以“积极稳妥推进碳达峰碳中和”为基调,专节对“双碳”工作做出系统安排。这是未来我国开展“双碳”工作的行动指南和根本遵循。作为经济发达大省和能源消耗大省,立足自身实际,在保持经济领先的同时,科学谋划布局达成“双碳”目标的新方案与新路径,不仅是贯彻落实党的二十大决策部署的使命担当,也是履行率先探路、绿色可持续发展的内在要求,也为推动滨海盐碱地植物生态修复与固碳增汇协同指明了行动方向。
1.2 江苏滨海盐碱地脆弱的生态环境对推进植物生态修复与固碳增汇协同提出了客观需求
江苏沿海地区陆域地形地貌主要为冲积平原区,土壤均为非地带性的潮间带土壤、滨海盐土和冲积土等种类。近海与海岸湿地是典型的潮间带淤泥质滩涂湿地。在土地资源十分紧缺情况下,滩涂围垦、拓展陆域是缓解江苏省土地资源不足问题的主要途径。自然淤积、围填海吹沙造陆等形成的盐碱地,成陆时间短,土壤砂粒占比超80%,有机质和养分极度匮乏,矿化度高,初始盐度往往在2%左右,且易在蒸发作用下通过土壤毛细效应返盐,形成大面积盐霜和盐结皮[1-2]。土壤中较高的无机盐含量使土壤溶液的渗透压增加,导致植物吸水困难,同时土壤中高含量的钠等盐分离子对植物细胞和多种酶具有毒害作用,影响植物生理生化反应过程,可种植树木资源少,品种单一[3]。极低的树种丰富度和覆盖度使得盐碱地生态环境变得非常脆弱,净初级生产力较低,固碳释氧等生态服务功能减弱甚至丧失[1]。因而,为推进植物生态修复与固碳增汇协同提出了客观需求,在“美丽江苏”建设等方面也有着重要意义。
1.3 江苏丰富的滨海盐碱地资源为推进植物生态修复与固碳增汇协同提供了天然优势
实现碳中和目标,林业发展是关键一环[4]。据专家估测,到2060年,林草碳汇对国家碳中和贡献超60%,是国家实现碳中和的“压舱石”。在当前严格的基本农田保护政策的大背景下,利用边际性土地营建人工林增加生态系统的碳汇能力是实现“双碳”目标的必然选择。江苏“一山二水七分田”的自然禀赋决定了低洼滩地、丘陵坡地和盐碱滩涂是增加森林资源的主要区域。因此,自然资源部门提出要进一步挖掘盐碱滩地、荒山石山及边隙地等造林绿化潜力,不断增加森林面积,提高森林质量,提升生态系统碳汇增量[5]。据统计,江苏省沿海滩涂总面积约38.333万hm2,占全国沿海滩涂面积的1/4,相当于全省现有耕地面积的1/10,是沿海滩涂资源最丰富的省份[6]。在全国耕地面积持续减少、建设用地日趋紧张的背景下,江苏省滨海盐碱地一个非常重要的土地资源,也是挖掘林业碳汇潜力的新增长极,更是江苏省实现“碳中和”目标的重要保障。
2 实现江苏滨海盐碱地植物生态修复与固碳增汇协同面临的问题
2.1 江苏滨海盐碱地植物资源底数不清晰
2020年9月30日,习近平总书记在联合国生物多样性峰会上发表讲话,明确指出生物多样性既是可持续发展基础,也是目标和手段。要以自然之道,养万物之生,从保护自然中寻找发展机遇,实现生态环境保护和经济高质量发展双赢。江苏沿海植物种类包含了亚热带与温带元素的物种。《江苏植物志》[7]共记录144科553属966种。过去文献报道的物种名录为广义的江苏沿海地区,且包含大量栽培或引种的植物,因此物种多样性可能与原生海岸植被有较大的差异。此外,由于近年来社会经济发展和土地利用方式的变化[8],江苏省滨海的物种和分布区等均发生了较大的变化,现有植物种群种类、数量以及分布情况尚不完全清楚。开展滨海地区植物资源的调研与生态服务功能评价,摸清盐碱地植物资源底数,可以为该地区野生植物资源的保护管理以及利用植物实现生态环境修复与固碳增汇协同提供本底数据支撑。
2.2 耐盐碱高固碳树种及复合种植模式缺乏
滨海盐土表层积盐重,心土和底土含盐量高,土壤中较高的无机盐含量使土壤溶液的渗透压增加,导致植物吸水困难,同时土壤中高含量的钠等盐分离子对植物细胞和多种酶具有毒害作用,影响植物生理生化反应过程,可种植树木资源少,品种单一[2,9-10]。极低的树种丰富度和覆盖度使得盐碱地生境变得非常脆弱,导致固碳释氧等生态功能减弱甚至丧失。选育合适的耐盐碱树种是提高盐碱地区造林成活率及造林质量的重要保证[11]。树种也是影响森林碳储量的重要因素,不同树种通过立木蓄积、枯落物、土壤等方面对森林生态系统碳库产生影响,不同树种之间固碳量存在很大的差异[12-14]。适地适树的高固碳林木品种的培育和筛选是提高人工林造林质量、增加森林碳汇的基础[15-16]。不同复合生态系统可以显著影响植被碳库和土壤碳库[17-18]。与乔木纯林生态系统相比,乔木与灌木和/或草的混合栽培模式的生态系统稳定性更强,综合固碳能力更高[19]。 因此,针对滨海地区盐碱地的立地区域,在空间上如何合理地调整土地利用结构,合理配置乔灌草植物,构建和谐生态系统,对于控制水土流失、维持生态系统稳定、保护物种多样性和提升碳汇等功能有着举足轻重的作用。
2.3 滨海盐碱地生态系统服务功能评价体系不完善
尽管目前生态系统服务功能相关研究已日趋成熟,取得了一定进展,但生态系统的复杂性、指标体系构建的难度等,导致生态系统服务功能评价仍存在问题[20-21]。目前对于生态系统服务价值评价没有统一的评价体系和方法,指标选取具有主观性,同一评价方法不能适用于所有生态系统服务功能,同一功能也不能使用所有评价方法来进行价值评估[22-23]。此外,生态系统服务评价中存在重复性计算问题,若不能正确除去重复计算部分,则会使评价结果产生偏差,导致可信度下降[24]。目前的评价中大多仅对生态系统的使用价值(直接使用价值和间接使用价值)进行评价,往往忽略了非使用价值(存在价值、选择价值及遗产价值),对生态系统服务功能价值的评估不够全面[25-26]。因此,针对江苏滨海盐碱地生态系统的特点,生态系统服务功能评估体系还有待完善,以使评价更全面、科学。
3 推动江苏滨海盐碱地植物生态修复与固碳增汇协同的若干建议
3.1 厘清滨海盐碱地植物资源底数,开展植物资源综合评估
面向江苏滨海盐碱地生态修复与固碳增汇协同的目标,全面调查滨海盐碱地植物资源,摸清盐碱地植物种类、组成、分布、生境及面临威胁等底数,科学评估植物的碳汇能力,开展盐碱地植物资源综合评价。编制滨海盐碱地植物多样性名录,建立高固碳植物资源信息库,识别植物多样性变化趋势及威胁因素,为科学制定滨海盐碱地植物生态修复与固碳增汇协同方案提供技术支持。
3.2 选育耐盐碱高固碳树种,构建生态修复与固碳增汇协同模式
以碳汇能力为主要依据,综合考虑植物适生性、景观效果和乡土植物等方面,并充分利用常规育种和分子标记辅助育种技术等方法,选育滨海盐碱地不同盐分情况下的高固碳绿化树种。结合树种的生物学、生态学特性与立地条件特征,充分利用乔木、灌木和草本植物的生态位互补性,提高对土地、水分及养分的利用效率,构建与优化乔灌草立体复合生态系统,形成相应技术体系,最大化发挥江苏滨海地区林业碳汇功能。监测绿地养护碳排放,制定盐碱地绿地低碳养护技术规范,建立树木养护的监测网络,实时监控树木的水肥状况和健康状况,通过精准化管理,实现绿化养护低碳化、节约化。
3.3 完善生态系统服务功能评价体系,监测生态修复与固碳增汇实效
针对江苏滨海盐碱地生态系统的特点,研究生态系统服务时空变化特征,界定生态产品与服务类型,建立生态服务功能指标数据库,研发生态系统生态价值核算方法(模型),完善生态服务功能评价体系。建立融合“卫星遥感观测-大气浓度监测-地面定位观测”为一体的“空-天-地”一体化碳汇观测体系,基于大数据、人工智能等技术,增强固碳过程观测数据的精细化管理。科学评估生态修复与固碳增汇效果,实现滨海盐碱地生态系统生态服务功能的动态监测。
3.4 综合多源数据,构建生态修复与固碳增汇协同专题数据库
重视滨海盐碱地生态系统退化实际,以提升江苏滨海盐碱地生态服务功能、固碳增汇潜力为目标,开展生态修复与固碳增汇协同综合利用示范,构建高效率、可持续、可复制的生态修复与固碳增汇模式。在此基础上,综合江苏省滨海盐碱地空间分布、耐盐碱高固碳树种适生性、植物复合配置模式、绿地养护碳排放和生态服务功能等基础数据,科学评估各参数指标权重,构建滨海盐碱地植物生态修复与固碳增汇协同专题数据库,为滨海盐碱地精细化管理提供“双碳”依据和技术支撑。
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