黄河流域水土保持碳汇质量评价指标体系构建

关键词：水土保持碳汇；碳汇质量；评价指标体系；可持续发展；黄河流域

0引言

当前，生态脆弱仍是黄河流域存在的最大问题，水土保持是推动黄河流域生态保护和高质量发展的内在要求。党的十八大以来，黄河流域水土保持工作成效显著。据黄河流域水土保持公报，截至2022年，黄河流域累计初步治理水土流失面积26.88万km2，其中修建梯田646.15万hm2、营造水土保持林1335.51万hm2、种草244.87万hm2、封禁治理461.52万hm2，建设淤地坝5.72万座。

2000-2020年，黄河流域生态系统碳汇由-1.15Mt增加至9.88Mt，增加量为11.03Mt。水土保持措施造成的生态系统减排增汇（碳排放减少、碳储量增加）将对区域碳循环产生显著影响。我国部分地区已开始探索生态系统碳汇开发和交易，如：福建长汀县于2023年完成全国首单水土保持项目碳汇交易，浙江德清县于2022年完成全省首单湿地碳汇生态补偿交易并在国内首创湿地碳汇金融“PTD”闭环体系。

在全球温室气体自愿减排市场，碳汇质量问题备受关注。据英国《卫报》、德国《时代周刊》2023年跟踪调查．VERRA（全球最大的碳信用认证机构）认证的雨林碳汇中超过90%高估了实际减排效益甚至没有减排价值，诸多碳中和买方放弃可能存在质量风险的碳汇项目，转而高价购买高质量、经认证、可追溯的碳汇。GS（黄金标准，由世界自然基金会和其他国际非政府组织于2003年发起，是针对碳汇项目开发过程设计的独立、国际化、有良好实用性的标准，旨在提高减排项目的质量并增强其可持续性、确保碳减排项目具有高水平的环境完整性）、VERRA等多个碳市场权威第三方机构已开始重视碳信用质量问题，初步提出了高质量碳信用的评价标准，并通过改进方法、加强监管等提升自愿减排项目的质量和水平。

学者们对基于REDD+（减少发展中国家毁林和森林退化所致温室气体排放+森林可持续管理）、VCS（目前全球使用最广泛的自愿性资源温室气体减排计划）等减排机制的碳信用质量评价指标进行了研究，部分学者对水土保持碳汇的机理、途径、测算方法及价值实现等开展了初步探索、但是，学术界针对黄河流域水土保持碳汇质量的研究较为少见，难以满足当前国内外碳汇市场对高质量水土保持碳汇开发与交易的需求。

鉴于上述背景，本文对黄河流域水土保持碳汇的特征、碳汇质量的内涵及其评价的维度等进行分析．并构建黄河流域水土保持碳汇质量评价指标体系，以期为充分挖掘和实现黄河流域水土保持碳汇价值、有效推动黄河流域水土保持碳汇开发与市场交易提供参考。

1水土保持碳汇的内涵与黄河流域水土保持碳汇的特征

1.1水土保持碳汇的内涵

梳理相关文献发现，学术界和实践领域对碳汇的内涵主要有三种观点：一是活动过程或机制观，即认为碳汇是从大气中清除二氧化碳的过程、活动或机制；二是活动结果观，即认为碳汇是碳吸收、固定、存储活动的效果，此观点的代表之一是《联合国气候变化框架公约》及其补充条款《京都议定书》对碳汇内涵的界定（碳汇是指土地利用、土地利用变化与林业活动对大气中二氧化碳的吸收、固定、存储作用）；三是产品、商品或资产观，即认为碳汇是一种产品、商品或资产，这种观点要么把碳汇看作一种生态产品（包括农产品、林产品等以实态形式存在、具有碳蓄积功能的物质），要么把碳汇看作可以在碳市场流通、交易的商品或碳信用。笔者认为，虽然碳汇兼具生态、社会、经济三重效益，但从最本源的意义来看，碳汇是一种环境治理活动及其机制的结果，其增加了生态系统碳储量。碳汇作为一种产品、商品或资产是其经济属性的体现，碳汇的经济属性源自其生态属性和社会属性，鉴于此，笔者赞同上述碳汇内涵的活动结果观。

关于水土保持碳汇的内涵，李继伟等认为，水土保持碳汇是指针对自然因素和人类活动造成的水土流失采取预防和治理措施后所产生的碳汇过程与能力。根据上述碳汇的内涵，水土保持碳汇是针对自然因素和人类活动造成的水土流失采取预防和治理措施后所增加的碳储量。与其他生态系统碳汇相比，水土保持碳汇具有显著的生态价值、社会价值等，其价值创造与转化具有跨区域、多主体、多生态系统等特征，水土保持植物措施、工程措施、农耕措施等都是产生水土保持碳汇的具体措施。

1.2黄河流域水土保持碳汇的特征

1）开发潜力大。与其他流域相比，黄河流域水土保持碳汇增长的潜力巨大，水土保持碳汇市场前景广阔。党的十八大以来黄河流域累计初步治理水土流失面积11.78万km2，2022年水土流失面积较1990年减少45.1%，形成了巨大的“碳库”，为水土保持碳汇开发与交易奠定了坚实基础。

2）空间异质性明显。一方面，黄河流域具有草地、森林、农田、海洋等多种生态系统，水土保持碳汇空间分布差异较大。另一方面，黄河流域生态环境与水土保持空间差异大，黄河上游局部地区生态系统退化、水源涵养功能降低，中游水土流失严重、汾河等支流污染问题突出，下游生态流量小、河口湿地萎缩。因此，黄河流域水土保持碳汇具有显著空间异质性：上游水土保持植物措施碳汇能力突出，中游水土保持工程措施和农耕措施碳汇、湿地碳汇优势明显，下游水土保持渔业碳汇潜力大。

3）碳汇产生过程复杂。除植树造林、人工种草等植物措施碳汇外，黄河流域水土保持碳汇往往是多种水土保持活动（如修建淤地坝、水平梯田、鱼鳞坑、水窖、谷坊、封山育林等）与造林种草等常见生态系统碳汇生产行为复合的结果，因此水土保持碳汇开发的过程和价值实现更为复杂。

4）价值实现难。2023年生态环境部发布的造林碳汇、并网光热发电、并网海上风力发电、红树林营造等4项温室气体自愿减排项目方法学中，适用于黄河流域水土保持碳汇的仅有《温室气体自愿减排项目方法学造林碳汇》（CCER-14-O01-V01）。虽然部分地方政府和行业主管部门已对黄河流域水土保持碳汇开展了先行先试，但都属于地方试点，在普遍推行之前还面临着方法学制定、主管部门认可等多重难题。

2水土保持碳汇质量的内涵及其评价维度

2.1水土保持碳汇质量的内涵

碳汇质量是土地利用、土地利用变化与林业活动等产生的二氧化碳吸收、固定、存储效果的质量。水土保持碳汇质量越高，其产生的新增碳储量的质量越高，对黄河流域生态系统、社会环境带来的改善度越高，由此产生的经济性越强。因此，也可以认为水土保持碳汇质量是碳汇经济价值大小的表征。在全球独立碳信用机制下，不同碳信用的价格有所不同。市场通常综合碳信用项目的类型（如基于科技还是基于自然，是减排类还是移除类）、区域（如发达国家还是发展中国家）、年份、开发成本以及碳信用的附加效益等特征，对碳信用给出不同的定价。即使同为碳汇，也存在价格的不同。笔者认为，碳汇作为一种环境权益，其价格由碳汇生产成本、碳汇的减排降碳价值及其衍生可持续发展价值决定，在差异化定价的碳汇市场，水土保持碳汇质量越高其市场价格就越高。

2.2黄河流域水土保持碳汇质量的评价维度

黄河流域水土保持碳汇质量评价主要是从水土保持活动对环境影响的角度进行，是对水土保持新增的生态系统碳储量质量的评价，而不仅仅是对碳汇经济性的评价。鉴于黄河流域水土保持碳汇的质量与其开发过程息息相关，评价黄河流域水土保持碳汇质量应从水土保持碳汇开发结果与生产过程两个维度进行。由于水土保持碳汇具有显著的可持续发展价值，因此水土保持碳汇项目开发结果又可分为新增碳储量贡献和可持续发展贡献两个维度，即黄河流域水土保持碳汇质量分为新增碳储量贡献质量、可持续发展贡献质量、碳汇生产过程质量。

2.2.1新增碳储量贡献质量

不同的水土保持碳汇项目，吸收、固定、存储二氧化碳的产出率、行为的额外性、持久性、唯一性和完整性等都有所差异。因此，可以从多个维度评价水土保持碳汇项目吸收、固定、存储碳的质量。

一是吸收、固定、存储二氧化碳的产出率。水土保持碳汇应包括垂向增汇、横向保土固碳和垂向减蚀减碳三方面：1）吸收、同化、矿化和利用空气中的二氧化碳，形成植被碳汇和土壤碳汇实物，即垂向增汇；2）通过拦蓄泥沙将碳储存在土壤中，即横向保土固碳；3）减少侵蚀土壤横向输移导致的碳流失，即垂向减蚀减碳。

二是吸收、固定、存储二氧化碳行为的额外性。额外性是指项目活动在没有外来支持的情况下，存在财务、技术、融资、风险和人才等方面的竞争劣势或障碍因素，靠自身条件难以实现。作为国际主流的森林碳汇项目类型之一，REDD+的额外性问题一直备受争议。多数REDD+项目无法证明项目本身的额外性，即如果没有该项目的保护，树木将不可避免地遭到砍伐等。额外性也应是影响水土保持碳汇质量的关键因素。

三是吸收、固定、存储二氧化碳的持久性。与普通的碳汇一样，水土保持碳汇也具有非永久性，在发生森林火灾、自然灾害、人为干扰等情况下，存储的二氧化碳会释放回大气中，即发生碳逆转。CDM（清洁发展机制）、VCS（核证碳标准）、ACR（美国碳登记）、REDD+等国际温室气体自愿减排机制一般通过设置特殊信用或建立碳汇信用缓冲账户的方式来应对碳逆转。黄河流域水土保持碳汇的永久性强弱及其持续方式是影响其质量的重要因素。

四是吸收、固定、存储二氧化碳的唯一性。唯一性是指避免项目同时在两个或两个以上的温室气体减排机制下登记，避免项目重复认定或者减排量重复计算。当前情境下，高质量的黄河流域水土保持碳汇应避免在多个省（区）的碳普惠机制下同时登记、重复认定或重复计算。未来应避免在各省（区）的碳普惠机制、全国温室气体减排机制以及国际温室气体减排机制同时登记、重复认定或重复计算。

五是吸收、固定、存储二氧化碳的完整性。高质量的黄河流域水土保持碳汇开发，应包括方法学规定的所有与水土保持碳汇项目相关的温室气体源和汇，不遗漏任何相关的温室气体源和汇。

2.2.2可持续发展贡献质量

一是对其他生态系统功能带来的负面影响。黄河流域生态系统提供的生态服务功能有生物多样性保护、水土保持、土壤肥力提升、碳循环和食物生产、大气净化等，碳汇只是其中的功能之一。《巴黎气候变化协定》第五条指出了森林碳汇“非碳效益”的重要性。减缓气候变化的根本目的是为了维持稳定的生态系统，而生态系统的稳定性取决于森林、湿地、草地、农田、城市等多种生态系统发挥各自功能。单方面追求碳汇效益最大化，可能影响黄河流域其他生态服务功能的正常发挥，比如一些地区人工生态林营造不合理，会导致土壤干化和植物群落衰退，“退湿造林”会导致生物多样性和防洪抗旱等功能的弱化。因此，在评价黄河流域水土保持碳汇质量时，应考虑碳汇开发对其他生态服务功能的负面影响。

二是对可持续发展的有利影响。全球温室气体自愿减排机制大都认可碳汇在农业、土壤、水资源、生物多样性等方面的贡献。相对于一般的碳汇项目，黄河流域水土保持碳汇的可持续发展贡献更为多元，包括保持水土、修复湿地生态系统等环境贡献，改善区域社会发展不平衡状况、提升居民生活质量和健康水平等社会贡献，增加就业机会、繁荣流域生态旅游等经济贡献，以及流域水土保持技术研究、国产设备的使用等相关的科技贡献等，在评价水土保持碳汇质量时应考虑这些贡献。

2.2.3碳汇生产过程质量

水土保持碳汇生产过程质量的衡量应从碳汇生产全流程视角和碳汇开发各利益相关者视角，按水土保持碳汇项目和水土保持碳汇数据进行评价。

水土保持碳汇项目评价主要考虑以下三方面内容：1）项目开发的透明性。黄河流域水土保持碳汇开发涉及地方政府、项目业主、咨询服务机构、居民等多类利益相关者，应确保各利益相关方参与项目开发过程，项目业主参与碳汇项目全流程监测，此外，须做到项目设计和实施过程中的有关信息公开透明。2）项目的治理制度和管理体系。高质量的黄河流域水土保持碳汇开发，数据质量管理的要求应明确具体。项目业主须制定监测方案、建立数据质量管理台账及相关制度。3）项目的第三方核查与核证。高质量的黄河流域水土保持碳汇开发，应确保项目核查活动由经认证的独立核查机构执行，并评估项目对所有标准、程序或指南的遵守情况。

水土保持碳汇数据评价主要考虑以下三方面内容：1）数据的可追溯性。高质量的黄河流域水土保持碳汇开发，须采用物联网设备进行碳源数据实时监测，优先选用可以通过多种渠道进行核对的监测设备。此外，在开发过程中，应对碳源数据、计算过程等进行验证。2）数据的准确性。高质量的黄河流域水土保持碳汇开发，须采用小区域尺度（即地面调查时采用较小的空间尺度）并应用卫星遥感等信息化技术完善地面调查，确保基础数据的准确性，对不同碳数据源须明确优先采用的顺序。3）数据核算的保守性。高质量的黄河流域水土保持碳汇开发，相关参数必须可靠保守，要求相关数据能够交叉验证。在难以对相关参数、技术路径等进行精准判断时，须使用保守的假设、数值和程序，以确保碳汇质量不被高估。

3黄河流域水土保持碳汇质量评价指标体系

3.1指标体系构建

基于上述分析，遵循指标选取的科学性、可得性、全面性以及定量与定性结合、客观与主观结合的原则，设置包括新增碳储量贡献质量、可持续发展贡献质量、碳汇生产过程质量3个维度（一级指标）的黄河流域水土保持碳汇质量评价指标体系，见表1。

3.1.1新增碳储量贡献质量评价指标

新增碳储量贡献质量从产出率（即吸收、固定、存储二氧化碳的产出率）、额外性、持久性、唯一性、完整性5个维度（二级指标）来衡量，具体评价指标见表1。其中产出率用单位面积新增碳储量或减排量（t/hm2）来衡量，如前文所述，水土保持碳汇应包括垂向增汇、横向保土固碳和垂向减蚀减碳三方面，垂向增汇量采用固碳速率法测算，横向保土固碳量采用保土量（土壤侵蚀减少量）乘以有机碳含量来测算，垂向减蚀减碳量采用保土固碳量乘以土壤流失过程中有机碳被氧化的比例来测算。

3.1.2可持续发展贡献质量评价指标

参考联合国可持续发展委员会（UNCSD） 2007年发布的可持续发展指标、加拿大国际可持续发展研究所（IISD）提出的环境经济持续发展模型（EESD）、中国国际经济交流中心与美国哥伦比亚大学地球研究院构建的中国可持续发展指标体系（CSDIS），结合黄河流域水土保持碳汇项目的特点，从科技可持续发展、社会可持续发展、环境可持续发展3个维度（二级指标）来评价可持续发展贡献质量，具体评价指标见表1。

可持续发展贡献质量评价的环境可持续发展质量维度包括生物多样性质量、水可持续发展质量、土壤可持续发展质量三方面的指标：1）生物多样性质量方面，设置生物多样性指数，按式（1）计算；2）水可持续发展质量方面，参考联合国水机制（UN Water）提出的水安全关键要素，结合黄河流域水土保持碳汇特征，考虑区域水质改善、可持续取用水、与水有关的生态系统保护、水污染防治等，设置河流（湖泊）水质得到改善的河长（面积）占比、区域缺水人数年降幅、水库等人造水体保护、湿地等天然水体保护、COD排放量下降率5个指标；3）土壤可持续发展质量方面，主要考虑土壤功能（蓄水调洪、水土保持、防止土壤污染和盐碱化、维持生产能力、保障动植物健康能力等）和土壤的生态持续质量、肥力质量、健康质量，设置水土流失面积减少率、土壤质量改善面积2个指标。

3.1.3碳汇生产过程质量评价指标

碳汇生产过程质量评价从水土保持碳汇开发项目透明性、治理制度和管理体系、第三方核查与核证、数据可追溯性、数据准确性、核算保守性等6个维度（二级指标）进行，具体评价指标见表1。需要说明的是：水土保持碳汇开发项目的透明性包括项目设计文件、监测报告、碳信用测算结果、项目产生的环境和社会效益等信息公开透明；碳数据准确性评估时，须基于5篇以上核心期刊文章的研究结果或总数不少于30个样本的调查数据的综合分析，且经过同行专家评议，不同数据源准确性高低顺序为地方标准、国家或行业标准中适用于项目区的数据、项目区当地或相邻地区及相似生态条件下的调查统计数据。

3.2指标权重的确定

进行多指标综合评价时，通常有3种指标赋权方法：主观赋权法，如AHP分析法、Delphi法等；客观赋权法，如熵权法、主成分分析法、因子分析法等；主客观综合赋权法。黄河流域高质量碳汇综合评价指标体系包括三层指标，含有定量、定性两类指标，采用主客观综合赋权法较为合适。

1）三级指标权重的确定。三级指标有定量指标和定性指标两类，首先采用五星评价法对定性指标进行赋值，然后采用熵权法进行指标权重计算。

2）二级指标权重的确定。二级指标的权重为三级指标权重之和。

3）-级指标权重的确定。一级指标权重采用序关系分析法来确定。作为一种主观分析法，序关系分析法计算过程简单明了，不仅能建立具有完全一致性的判断矩阵（即无须对判断矩阵进行一致性检验），而且确定指标的最终序关系时无须再构造判断矩阵。

3.3水土保持碳汇质量指数的计算

由水土保持碳汇质量内涵的分析可知，水土保持碳汇质量评价的3个一级指标之间是一种相关但不可完全替代关系，因此由3个一级指标计算（合成）水土保持碳汇质量指数时宜采用乘法原则，即通过几何平均得到最终的碳汇质量评价指数：而三级指标之间具备较强的可替代性，因此由三级指标计算（合成）二级指标或一级指标（一级指标直接根据三级指标归一化值来计算）时宜采用加法原则。具体来说，一级指标由三级指标按式（2）来计算（合成），水土保持碳汇质量指数由一级指标按式（3）来计算（合成）：

4结束语

水土保持碳汇质量评价是核算黄河流域生态系统碳汇能力和碳汇储量的重要基础工作。本文在分析黄河流域水土保持碳汇的特征、水土保持碳汇质量的内涵基础上，梳理当前高质量碳汇的评价指标，提出黄河流域水土保持碳汇质量评价的三个维度（即新增碳储量贡献质量、可持续发展贡献质量、碳汇生产过程质量），兼顾评价指标的全面性与数据可得性等原则，构建了包括3个一级指标、14个二级指标、47个三级指标的黄河流域水土保持碳汇质量评价指标体系，并指出了确定各级指标权重的适宜方法及计算水土保持碳汇质量指数的方法。

建立黄河流域水土保持碳汇质量评价标准、科学评价黄河流域水土保持碳汇质量，是充分挖掘和实现黄河流域高质量水土保持碳汇经济价值、先行先试建设跨区域高质量碳汇交易市场的基础。建议黄河流域水土保持主管机构联合各级碳市场主管部门开展以下两项工作：一是在黄河流域开展高质量水土保持碳汇开发、监测与核算、碳汇项目评级、信息披露、市场交易等全流程试点，全面提升水土保持碳汇的质量，促进黄河流域的生态治理，构建国家生态安全屏障：二是加强国际合作与交流，借鉴国际自愿减排市场的差异化定价机制，构建黄河流域水土保持碳汇定价体系，提升我国在全球自愿减排市场的定价权，推动我国水土保持碳汇的全球价值实现。