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1、2035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国2024 年 9 月 21日重要发现与启示本报告提供了最新的关于基于自然解决方案的估算，证明了其在中国具有巨大的增汇减排潜力越早实施基于自然的 解决方案将更加有助于发挥其减排增汇潜力在 2020至 2060 年间，三种实施情景下所有18 个路径减排增汇的年平均潜力为 0.67-1.65 Gt CO2e，略大于中国目前的陆地碳汇量（即 0.690.95 Gt CO2e yr 1）,这些路径不会威胁国家和区域的粮食安全、环境安全或生物多样性在森林生态系统中实施的路径占所有减排增汇潜力的48.649.2%，植树造林和避免木质燃

2、料收获是最重要的两条森林管理路径，分别占全部六条森林路径减排潜力的14.815.8%和 13.814%在农田生态系统中的路径占 44.745.2%，生物炭占所有路径减排潜力的 3233%，中国有 5 亿吨农作物秸秆可用于生产生物炭。另外，治理氮肥的过度使用也将带来巨大的缓解潜力。中国农田面积较大，农业生态系统具有不可忽视的减排增汇潜力草原和湿地生态系统中实施的路径加起来占约 6%2030 年前全面实施所有路径，可以达到最大潜力的 90%，到 2045 年即可实现国家碳中和目标，比当前在 2060 年实现目标缩短 15 年2030 年前全面实施所有路径的累积减排潜力分别是 2045年和 2060

3、 年情景的 1.3 倍和 1.7 倍延迟基于自然解决方案的实施，则会推迟中国实现碳中和目标。造成这种差异的重要原因在于造林的碳汇量在最初几年微小，会随着林分年龄的增加逐渐增加目前地方政府的碳中和规划中很少考虑基于自然的解决方案，但立即行动对于缓解气候变化至关重要2035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国与碳排放的社会成本、碳税和 CCUS 的成本相比，基于自然解决方案的路径有显著的成本效益，具有更加广阔的应用潜力由于科学认识的不足，本报告估算的潜力仍然可能存在低估很多研究强调能源和工业部门减少化石燃料燃烧排放的CO2，但未充分考虑基于自然解决方案的路径2035

4、美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国2035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国在立即行动的情景下，几乎所有减排措施在2030年之后都将具有成本效益，而且所有18 种路径的平均成本随时间呈下降趋势2050 年减排潜力最大的省份是内蒙古，是减排潜力最小省份（即北京）的 40 倍；山东、河南和江苏三省显示出最高的收益，省级减排成本与耕地面积呈负相关关系从路径上来讲，如果在粮食单产持续增加、所需耕地面积减少的前提下，加大植树造林将使减排潜力进一步提升对于多种路径的经济成本估算过高，或收益核算偏低，具体实施进展可能要快于本研究的估算。迫切需要开

5、展针对基于自然解决方案实施效果的观测和实验研究，以便更好地估计其实施潜力和经济成本将陆地碳汇定为常数，假设其不随时间而变化，将在很大程度上低估陆地生态系统对于实现碳中和目标的贡献，进而会给其它部门（即能源、工业、交通运输等）减排带来不必要的压力和成本目录CONTENTS0102030405引言陆地生态系统碳汇的重要作用中国陆地生态系统碳汇现状3.1 过去 40 多年中国森林面积变化趋势3.2 过去 40 多年中国陆地生态系统碳汇变化基于自然的解决方案4.1 基于自然的解决方案的概念4.2 主要措施4.3 减排增汇潜力4.4 减排增汇经济成本4.5 省级减排潜力总结和讨论参考文献012035 美

6、丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国引 言2035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国0102032035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国中 中中 中中 中中 中中 中 中以全球变暖为标志的气候变化是自上个世纪以来人类生存和社会经济发展面临的最大挑战，实现温室气体中和是控制全球温升和应对气候变化的根本途径。自 1992 年通过 联合国气候变化框架公约（以下简称 公约）以来，国际社会就把控制温室气体排放作为应对气候变化的首要任务。特别是 2015 年 公约 缔约方会议（以下简称 COP 会议）通过的 巴黎协

7、定 制定了量化的温升控制目标：本世纪末的全球平均气温升幅控制在工业化前的 2之内，并努力限制在 1.5之内。后续的 COP 会议强调实现全球温升 1.5的重要性。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在 2023 年出版的综合报告指出（IPCC，2023），为了实现 1.5的温升控制目标，全球必须在 2030 年前将温室气体年排放量相比于 2019 年减少约 43%，2050 年前实现 CO2净零排放（即人为 CO2吸收大于人为排放），2070 年前实现温室气体净零排放。同时，历次缔约方会议均呼吁为了达到 巴黎协定 的目标，各国应该提出更加雄心勃勃的国家气候行动计划减少温室气体排放。就我国

8、而言，2020 年 9 月习近平总书记向全世界庄严承诺我国要实现碳达峰碳中和愿景目标，2023 年 11月中国政府发布的“关于加强合作应对气候危机的阳光之乡声明”宣布 2035 年中国国家自主贡献将包括所有温室气体（即包括 CH4和 N2O）。这些行动和举措体现了中国推动构建人类命运共同体的大国担当，展示了我国为应对全球气候变化做出的新努力和新贡献，重振了全球气候行动的信心与希望，使我国从应对气候变化的积极参与者、努力贡献者，逐步成为关键引领者。同时，习近平总书记强调，实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局。然而，需要注意的是，习近平在

9、 2022 年全球领导人气候峰会的讲话中指出，中国承诺实现从碳达峰到碳中和的时间，远远短于发达国家所用时间，需要中方付出艰苦努力。与欧美国家相比，我国从碳达峰到碳中和的时间仅有 30 年，远远短于欧盟（70 年）和美国（45年），同时我国碳达峰后的排放峰值约为欧盟和美国的 2.8 和 1.9 倍，从碳达峰到碳中和每年需要减少的碳排放量是欧盟和美国的 6.5 和 4.2 倍（Wang et al.,2023）（图 1）。为了实现这些目标，我国亟需快速打造社会经济发展新范式，实现化石能源占能源总消费比例从目前的 87%下降到 2060 年的 15%以下（丁仲礼，2022），承受人为源减排所带来的巨

10、额成本。因此，习近平总书记多次强调实现双碳目标是一场硬仗，也是对我党治国理政能力的一场大考，要注重做好顶层设计，加强重大问题研究，科学设计行动方案。因此，亟需开展综合性、战略性和前瞻性的科学研究，针对双碳目标实施过程中的科学和国家需求提出符合我国国情的解决方案。图 1.中国与其他四个主要碳排放国的排放量变化及减排压力比较。（a）过去 60 年五个国家化石燃料碳排放量；（b）五个国家碳达峰年份时碳排放量；（c）五个国家从碳达峰到碳中和年份；（d）五个国家自碳达峰年份为实现碳中和目标每年需要减排速率。中国印度欧盟美国俄罗斯与此同时，党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央把生态文明建设摆在全局工

11、作的突出位置，全方位、全地域、全过程加强生态环境保护，实现了由重点整治到系统治理、由被动应对到主动作为、由全球环境治理参与者到引领者、由实践探索到科学理论指导的重大转变，美丽中国建设迈出重大步伐。2023年 12 月中共中央国务院颁布了 全面推进美丽中国建设的意见，到 2027 年，绿色低碳发展深入推进，主要污染物排放总量持续减少，生态环境质量持续提升，国土空间开发保护格局得到优化，生态系统服务功能不断增强，城乡人居环境明显改善，国家生态安全有效保障，生态环境治理体系更加健全，形成一批实践样板，美丽中国建设成效显著。到 2035 年，广泛形成绿色生产生活方式，碳排放达峰后稳中有降，生态环境根本

12、好转，国土空间开发保护新格局全面形成，生态系统多样性、稳定性、持续性显著提升，国家生态安全更加稳固，生态环境治理体系和治理能力现代化基本实现，美丽中国目标基本实现。展望本世纪中叶，生态文明全面提升，绿色发展方式和生活方式全面形成，重点领域实现深度脱碳，生态环境健康优美，生态环境治理体系和治理能力现代化全面实现，美丽中国全面建成。无论是实现国家双碳目标还是美丽中国目标，陆地生态系统均扮演着极为重要的角色。陆地生态系统是重要的大气碳汇，对于调节全球碳平衡起着至关重要的作用。全球陆地生态系统在 2010-2019 年间每年约吸收 123 亿吨 CO2，抵消了 31%的工业和土地利用变化排放的 CO2

13、（Friedlingstein et al.,2020）。我国地域辽阔，自然生态系统类型多样，特别是我国自上个世纪 80 年代以来，实施了一系列生态工程和管理保护措施，使得我国成为全球少数几个植被持续改善的地区之一（Chen et al.,2019），对固碳增汇起到了重要的作用（Fang et al.,2001;Yu et al.,2014;Lu et al.,2018）。在我国政府计划实施的碳达峰碳中和具体方案中也包括了加强自然生态系统碳汇的目标，即在 2030 年中国森林蓄积量比 2005 年增加 60 亿立方米。可以预期的是自然生态系统碳汇功能在实现国家碳中和愿景中扮演着重要的角色。同时

14、，基于自然的解决方案（Nature-based Solution,NbS），强调尊重自然规律，通过造林、加强农田管理、湿地保护、生态修复、改善生态管理等实施路径，提升自然生态系统的服务功能，实现控制温室气体排放，增加陆地碳汇，减缓和适应气候变化，提高气候韧性的综合手段。2017 年，Griscom 等科学家第一次在全球尺度评估了 NbS 在减缓气候变化方面的潜力。该研究分析了 20 种基于自然的气候减缓路径可能带来的减排强度及其经济成本，量化了 NbS 对于减缓生态系统碳排放和增加碳汇方面的巨大潜力。2019 年在纽约召开的联合国气候行动峰会上，NbS 被列入全球加速气候行动的九大领域之一。如

15、何准确评估 NbS可能带来的碳汇强度对于国家减排政策的制定有重要意义。然而，对于陆地生态系统的碳汇潜力的实现路径仍然有非常大不确定性。这主要是由于不同增汇方法的投入产出不同，需要对不同方法进行准确核算，才能在此基础上设计不同的增汇路径。此外，因为自然生态系统的增汇大小和成本将直接影响在碳中和目标下的减排压力，因此，亟需对 NbS 的成本效益进行核算，并设计不同生态固碳实施路径，评估自然生态系统对碳中和目标实现的贡献。04052035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国 陆地生态系统碳汇的重要作用022035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035

16、美丽中国06072035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国陆地生态系统碳汇包含了植物、土壤和微生物在碳的吸收、转化和存储过程中的相互作用。被生态系统吸收的碳将被植物固定，并存储在生物量中。同时，也有部分有机碳在以植物凋落物的形式进入土壤，并被微生物分解或长期存储。此外，火灾，病虫害等干扰将导致储存在植被和土壤中的碳重新释放到大气中。森林、草原、湿地等陆地生态系统不但是重要的碳汇，还将通过生物地球物理反馈和生物地球化学循环调节全球气候变化。有效管理和保护这些生态系统，提升其碳汇功能，将有助于减缓气候变化并维持生态系统长期的稳定性。森林是重要的陆地碳汇来源。2024

17、 年发表在Nature上的最新研究表明，全球森林总体上过去三十年碳汇保持稳定（Fang et al.,2024）。温带森林碳汇增加了30%，热带次生林碳汇增加了 29%，这在一定程度上是中国人工造林项目的成果。此外，大气 CO2浓度升高，高纬度地区温度上升等环境变化也将促进植被光合作用，增加陆地碳汇。但是，随着野火和病虫害等干扰增加，北方森林的碳汇能力下降了 31%。未来随着气候变化的正面影响逐渐减弱，可造林区域趋于饱和，森林生态系统碳汇的可持续性将严重依赖人类对森林的管理(Fang et al.,2024)。灌丛、草地和农田也是重要的陆地碳汇来源。Ahlstrm 等人在 Science 发表

18、文章表明，1982-2011年间，包括低纬度灌丛在内的半干旱区植被碳汇总体呈现上升趋势，主要有美国和中亚的灌丛环境胁迫降低，生产力提高导致，但其它地区的灌丛碳汇强度总体保持稳定（Ahlstrm et al.,2015）。草地的碳汇大小和方向目前还存在比较大的争议，基于通量和过程模型得到的结果存在较大差异。农田生态系统的碳汇功能主要依赖其土壤碳库的变化。全球农田整体表现为碳汇，亚洲是主要的农田碳汇来源（Ahlstrm et al.,2015）。在 19592019 年间，全球陆地碳汇从1960 年代的-0.20.Pg C yr-1 增加到了1.91.1.Pg C yr-1，大约抵消了16%的化石

19、燃料碳排放量（Yang et al.,2022）。对于我国而言，由于化石燃料碳排放的显著增加，陆地碳汇对化石燃料的抵消贡献从 20世纪 80 年代的 38%-48%，90 年代的 24-30%降低到 21世纪初的 13%-17%（Yang et al.,2022）。因此，完全依赖陆地生态系统碳汇实现碳中和还存在巨大挑战，碳中和实现更应该依赖减少碳排放，陆地碳汇可以弥补在减排边际成本较高时对碳中和目标的补充。提升陆地生态系统碳汇对“美丽中国”建设具有重要贡献。通过对自然生态系统保护和修复，将推动生态环境质量的整体提升，增强生态系统的稳定性与可持续性。通过植树造林、湿地恢复、草地保护等措施增强陆地

20、生态系统的碳汇能力，能够有效吸收大气中的二氧化碳，减缓气候变化。这不仅符合中国“双碳”目标，也为全球气候治理贡献了力量。提升碳汇功能的生态措施通常伴随着生态环境的改善，如水土保持、减少土地退化、提升生物多样性等。这将有助于改善人居环境，促进生态产品供给，提升国民生活质量，符合“美丽中国”中提出的“山清水秀、生态良好”的愿景。此外，陆地碳汇提升还支持区域绿色经济发展。绿水青山就是金山银山。通过发展生态旅游、碳汇交易、林业经济等绿色产业，实现经济效益与生态保护的双赢，助力乡村振兴和区域经济协调发展。最后，提升陆地生态系统碳汇能力通过媒体宣传，能够将环保、绿色、低碳、节约与可持续发展的理念深入人心，

21、增强人民的生态获得感。也间接促进了民众对“绿色中国，美丽中国”的支持和绿色生活的观念，为实现“天更蓝、山更绿、水更清”的“美丽中国”愿景做出积极贡献。08092035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国 中国陆地生态系统碳汇现状032035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国3.1 过去 40 多年中国森林面积变化趋势 3.2 过去 40 多年中国陆地生态系统碳汇变化10112035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国3.1 过去 40 多年中国森林面积变化趋势3.2 过去 40 多年中国陆地生态系统碳汇

22、变化森林是陆地生态系统碳汇的主体，主导着全球和区域尺度的陆地碳循环。特别是在中国，自上个世纪 80 年代以来，得益于国家生态环境政策，森林覆盖率增加了近一倍，对增加中国陆地生态系统碳汇起到了至关重要的作用，是开展碳汇评估特别是量化历史变化的重要因素之一。然而，目前基于遥感数据的土地利用产品严重低估了中国森林的扩张趋势。本研究融合了森林资源清查数据和 20 种遥感土地利用产品，重建了19802015 年中国森林覆被变化，能够很好地再现森林覆盖面积增加的趋势。在 3851个地面调查样本验证，该森林覆被数据集在 19852015 年间取得了较高精度（76.9%到 99.4%）。在此基础上，利用一套土

23、地利用覆盖产品（Yang and Huang,2021），生成了中国区域 19802021 年土地利用覆盖及其变化的数据集，空间分辨率 10 10 公里，覆盖中国全境。中国陆地生态系统碳汇显著增加。1980-2021年间，陆地生态系统平均碳汇强度为10.2 亿吨 CO2/年，呈现显著增加的趋势，特别是在 2000 年之前得益于国家生态环境保护政策，陆地碳汇快速增加（图 3）。2000 年之后气候变化的负面影响逐渐凸显，削弱了土地利用和大气 CO2浓度上升的促进作用，陆地碳汇整体呈现缓慢上升的趋势。图 2.不同产品估算的中国森林面积时间变化趋势。（a）森林；（b）针叶林；（c）阔叶林准确的土地利

24、用覆被和变化驱动数据集极大程度地降低了估算土地利用变化排放和陆地碳汇的不确定性。森林扩张主导了中国自1980 年以来的陆地碳汇，而现有的遥感土地利用产品无法再现中国森林的历史变化。因此有必要在现有的遥感土地利用产品中更新森林扩张的时空序列数据。研究团队以重建的森林覆被数据集 CFCD 为基础，非森林部分的其它土地利用类型由 30m 中国土地覆被数据集 CLCD（Yang and Huang.,2021）决定。研究团队首先在 30m 分辨率的基础上融合CFCD 和 CLCD 两套数据集，得到了1980-2021年中国 30m 土地利用覆被和变化数据集；随后将其聚合到10 km 分辨率以供生态系统

25、模型使用。这套能够再现中国自 1980 年以来森林扩张趋势的土地利用覆被和变化数据集在中国陆地碳汇估算方面具有巨大的潜力。图 3.中国陆地生态系统碳汇强度的长期变化趋势陆地生态系统碳汇抵消部分人为源碳排放。全国平均而言，最近10 年陆地碳汇抵消了14.69%的人为源排放量（图4a）。在不同省份，陆地碳汇的抵消贡献存在很大差异。其中，西藏和青海的陆地碳汇抵消了其全部人为源碳排放，已经实现碳中和目标。然而，有 14 个省份其抵消比例不足10%，各省需因地制宜制定实施碳中和目标的实施路径。图 4.陆地生态系统碳汇抵消人为源碳排放的比例12132035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2

26、035 美丽中国 基于自然的解决方案042035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国4.1 基于自然的解决方案的概念4.2 主要措施4.3 减排增汇潜力4.4 减排增汇经济成本4.5 省级减排潜力14152035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国4.1 基于自然的解决方案的概念4.2 主要措施“基于自然的解决方案”这一概念最初是由世界银行在 2008 年发布的 生物多样性、气候变化和适应：世界银行投资中基于自然的解决方案 中提出的，最初该概念是强调生物多样性保护对于适应与减缓气候变化的重要性。2009年，世界自然保护联盟向 联合国气

27、候变化框架公约 第 15 届缔约方大会（COP15）提交的建议报告中强调 NbS 对于应对气候变化的重要作用（IUCN，2019）。随后，NbS 逐步开始在地区层面深化。2014 年欧盟启动“地平线 2020”研究和创新议程，后一年将 NbS 纳入该议程，计划大规模地开展研究和试点。2015 年，欧盟发布了 基于自然的解决方案和自然化城市 报告，并将 NbS 定义为“受到自然启发和支撑的解决方案，在具有成本效益的同时，兼具环境、社会和经济效益，并有助于建立韧性的社会生态系统”（European Union，2015）。2016 年的世界保护大会上，世界自然保护联盟通过了 NbS 的明确定义，即

28、“通过保护、可持续管理和修复自然或人工生态系统，从而有效和适应性地应对社会挑战、并为人类福祉和生物多样性带来益处的行动”。同年该机构发布研究报告，系统梳理 NbS 的概念、内涵、社会价值、实施方案与实践案例（Cohen-Shacham et al.,2016）。“基于自然的解决方案”（Nature-based Solution,NbS）是强调尊重自然规律，通过造林、加强农田管理、保护湿地、海洋等生态保护和生态修复、改善生态管理等实施路径，提升大自然的服务功能，实现控制温室气体排放、提高应对气候风险的能力，同时还能增加碳汇，是一种减缓和适应气候变化，提高气候韧性的综合手段（李政和王彬彬，2021

29、）。2017 年 Griscom 等科学家第一次在全球尺度上评估了 NbS 在减缓气候变化方面的潜力。该研究分析了 20 种基于自然的气候减缓路径可能带来的减排强度及其经济成本，量化了 NbS 对于减缓生态系统碳排放和增加碳汇方面的巨大潜力（Griscom et al.,2017）。2019 年在纽约召开的联合国气候行动峰会上，NbS 被列入全球加速气候行动的九大领域之一。峰会设立全球 NbS 联盟，由中国和新西兰联合领导，发布了 基于自然的解决方案促进气候宣言 与 基于自然的解决方案最佳实践案例汇编。其中，气候宣言得到了全球 70 多个国家政府、私营部门、民间社会和国际组织的支持，为 NbS

30、 的进一步研究与实践提供了坚实的基础。其它生态效益：大气（a）、生物多样性（b）、水资源（w）及土壤(s)相关的生态系统服务（Fargione et al.,2018；Griscom et al.,2017；Smith et al.,2020）表 1 总结了目前得到普遍承认的或者已经提出的 NbS 措施及其含义表 1 主要的 NbS 措施及其固碳增汇和生态效益作用生态系统NbS 措施含义其它生态效益森林避免毁林通过规避和减少森林损失而降低排放abws薪炭林利用通过规避和减少取暖做饭类薪材使用而降低排放abws林火管理通过火情管理(防火、控火)来增大固碳、降低排放abws植树造林增强植被和土壤固

31、碳abws天然林管理改善树木生长，降低采伐强度和周期，增大森林储碳bws人工林管理延长轮作周期等措施来促进森林(尤其是土壤)固碳b城市造林城市绿化造林形成植被和土壤固碳abws农业稻田管理改进通过灌溉和秸秆管理减少 N2O、CH4等排放b养分管理降低农田施肥量，改进施肥方式和时间等措施减少温室气体排放abws保护性耕作现有农田进行绿肥、有机肥、免耕等保护性措施提升土壤质量，促进土壤固碳ws生物炭农田中施用生物炭来增强土壤碳含量 s农林混种农田中合理种植林木(田间、田埂等)来增强植被和土壤固碳abws草地避免草地变农田减少和避免草地开垦来规避排放bws退化草地恢复恢复退化草地的植被和土壤，促进固

32、碳bws退耕还草恢复草地(尤其是土壤)的固碳能力abws放牧管理*合理采用禁牧、休牧、轮牧等措施避免草地退化，保持和促进土壤固碳bws畜牧饲料改进改善饲料来规避动物肠道发酵 CH4排放aw牲畜管理*提升牲畜产量降低动物总量、管理畜禽粪便等措施降低牲畜系统的整体排放aws湿地避免泥炭地损失避免因泥炭地破坏造成的植被和土壤碳损失abws泥炭地恢复恢复泥炭地的土壤固碳能力abws多系统生物质能与碳捕获和储存(BECCS)通过利用森林、农业(包括畜禽粪便)等剩余生物质生产生物质能并结合碳捕获碳储存技术降低排放 a海洋陆海统筹通过控制陆源营养盐的输入，减少缓解近海富营养化，增加近海碳储量aw养殖区上升流

33、增汇工程通过人工上升流把海底富营养盐带到上层，增加初级生产力和碳汇aw滨海湿地恢复针对红树林、盐沼及海草等滨海系统，规避排放，增强土壤固碳abws避免滨海湿地损失避免因滨海湿地损失造成的植被和土壤碳损失abws概念卡片“基于自然的解决方案”16172035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国4.3 减排增汇潜力通过增加陆地碳汇（8 条路径）或减少温室气体排放（10 条路径），NbS 在中国有很大的缓解潜力。在立即行动的情景下（S30），即在 2030 年之前完全实施所有的 NbS 路径，从 2020 年到 2060 年的累计减排潜力为 55.5（4765.8）Gt

34、 CO2e（图 6a）。在另外两种情景下所有路径完全实施时间延迟到 2045 年（S45）和 2060 年（S60）累计减排潜力分别为 43.6（3751.8）Gt CO2e 和 31.6（26.737.6）Gt CO2e（图 6a）。S30 情景的累积减排潜力分别是 S45 和 S60 情景的 1.3 和 1.7倍。此外，受益于快速行动，S30 情景可以在 2045 年达到 90%的减排潜力，因此比碳中和的目标年（即 2060年）早得多。相比之下，两个延迟情景在更晚的时候达到最大碳汇。三种情景的年平均减排潜力在 0.671.65 Gt CO2e yr-1之间，这与中国目前的陆地碳汇（即 0.

35、690.95 Gt CO2e yr-1）相当（Piao et al.,2009）。由于及时行动可能是实现减排目标的关键（Deng et al.,2022；Zhu et al.,2022），该研究定义了三种情景来研究延迟行动对实施 NbS 的影响。三种情景假设所有路径的潜在范围（Ap）将在 2030 年（S30）、2045 年（S45）和 2060年（S60）完全实施，并且假设实施率从 2020 年到这三个目标年遵循线性变化。例如，对于植树造林，目前在中国共有50Mha 的适合造林的森林面积。在 S30 情景中，到 2030 年，总共有 50 Mha 适宜森林面积（Ap）将被完全造林，并且总的造

36、林面积从 2020 年到 2030 年被平均分配。因此，NbS 路径的 Ax 将发生线性变化（图 5）。在所有 18 条路径中，有 10 条路径依靠减少气体排放，其范围被设定为减少（图 5a）。相比之下，其它 8 条路径依赖于碳封存的增加，其范围被设定为增加（图 5b）。最终，Ax 是根据 Ap 来计算的。图 5.关于基于自然的解决方案实施程度的情景假设。(a)减少温室气体排放的 10 条路径，(b)增加碳封存的 8 条路径（Wang et al.,2023）图 6 三种情景（S30、S45 和 S60）下 18 种基于自然的解决方案路径的减排潜力。(a)三种情景下所有路径的累积减排潜力；(b

37、)三种情景下森林、农田、草原和湿地相关路径减排潜力对总减排潜力的贡献（Wang et al.,2023）所有的 18 条 NbS 路径的减排增汇潜力差异显著。在森林生态系统中实施的路径占所有减排增汇潜力的48.649.2%，在农田生态系统中的路径占44.745.2%，而草原和湿地生态系统中实施的路径加起来只占约6%（图6b）。作为最重要的路径之一，生物炭的应用从 2020 年到 2060 年的平均减排潜力为 0.250.47Gt CO2e yr-1，占所有路径减排潜力的 3233%（图 6b）。植树造林和避免木质燃料收获是最重要的两条森林管理路径，分别占全部六条森林路径减排潜力的 14.815

38、.8%和 13.814%（图 6b）。同时，值得注意的是，不同路径的减排增汇强度也随着实施的推移先逐步增强之后趋于稳定（图 7）。例如，在 S30 情景下，在 2025 年四种生态系统类型减排增汇强度仅为 0.78 Gt CO2e yr-1，2030 年则能达到1.48 Gt CO2e yr-1，之后趋于稳定。然而，值得注意的是，S45 和 S60 两种情景由于其实施进度较 S30慢，因此其达到稳定的时间也较为缓慢。三种行动情景（S30、S45 和 S60）下 18 种基于自然解决方案路径的年度最大减排潜力18192035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国4.4

39、 减排增汇经济成本本报告在量化 NbS 各项路径减排增汇强度的基础上，也量化了其减排增汇的经济成本，并与碳排放的社会成本（Social Cost of CO2 emissions,SCC）、碳税和碳捕集、利用和封存技术（Carbon Capture,Utilization and Storage，CCUS）的成本做了比较，以便全面了解掌握 NbS 路径的实施成效。结果表明，NbS 路径除了能够显著增加陆地碳汇或减少温室气体排放的巨大潜力外，与上述三类成本相比，NbS 路径也具有显著的成本效益。概念卡片碳排放的社会成本碳捕集、利用和封存技术碳价碳排放的社会成本是指排放到大气中的每吨 CO2引起气

40、候损害的经济损失。它被认为是气候变化经济学中最重要的概念之一，广泛应用于计算碳排放的代价，评估气候变化政策所带来的减排益处。碳价，全称为碳排放配额交易价格，是指碳排放权交易时，购买每吨 CO2排放交易权的价格。碳捕集、利用和封存技术是指把 CO2从工业或相关能源的源分离出来，输送到一个封存地点，并长期与大气隔绝，或者加以利用的过程。因为三种情景下的差异很小，这里我们展示了 S30 情景下各种路径的成本差异。所有 18 种路径的成本从 US$-304.2 ton CO2e-1到 US$1023 ton CO2e-1不等（图 8a）。负的成本表明该路径有经济收益。与全球 SCC（US$417 to

41、n CO2e-1）相比（Ricke et al.,2018），预计 NbS 路径贡献的 92.4%的减排潜力将在 2025 年时具有成本效益，而且几乎所有的减排措施在 2030 年之后都将具有成本效益（图 8b）。与中国的 SCC（US$24 ton CO2e-1）相比（Ricke等人，2018），与 NbS 相关的减排潜力的 63.8%、56.7%和 75.7%将分别在 2030 年、2045 年和 2060 年变得具有成本效益（图 8b）。此外，我们将 NbS 成本与预测的碳价、CCUS 的成本进行了比较，以评估 NbS 路径在实现碳中和目标方面是否具有成本效益。从 2025 年到 205

42、0 年的碳价格预测显示出增长趋势，从 2025 年的 US$21.71 ton CO2e-1到 2050年的 US$1167.85 ton CO2e-1。相反，所有 18 种路径的平均成本随时间呈下降趋势。因此，到 2050 年，与碳价格相比，NbS 所有减排潜力都是具有成本效益的（图 8b）。CCUS 包括从烟气和大气中去除 CO2的方法和技术，其次是回收 CO2并确定安全和永久的储存方案。CCUS 是实现碳中和的重要途径，由于技术的改进，CCUS 的预测成本将从 2030 年的 US$48.67-120.89 ton CO2e-1下降到 2060 年的 US$21.98-64.37 ton

43、 CO2e-1（Cai et al.,2021）。与CCUS 相比，NbS 的成本显示出更大的下降；因此，到 2060 年，将有更大一部分（75.7%-82%）NbS 减排潜力具有成本效益（图 8b；图 9）。图 8.基于自然的解决方案的成本分析。(a)所有 18 种路径的成本曲线。(b)与碳排放的社会成本(SCC)、碳价格和碳捕获、利用和储存成本(CCUS)相比，具有成本效益的减排百分比 （Wang et al.,2023）。仅有 6 年的碳价预测值和 2 年的 CCUS 成本预测值，并且后者的预测值为区间值。图 9.所有基于自然解决方案的平均经济成本变化趋势20212035 美丽中国系列报

44、告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国4.5 省级减排潜力各个省份的 NbS 减排潜力存在很大差异。与碳价相比，在 2050 年，几乎所有的 NbS 路径都具有成本效益。在 S30情景下，2050 年拥有最大减排潜力的省份是内蒙古，为 0.19 Gt CO2e yr-1，是减排潜力最小的省份（即北京）的 40 倍（图10a）。此外，黑龙江、河南和山东表现出较大的减排潜力，分别达到 0.14、0.09 和 0.08 Gt CO2e yr-1（图 10）。相比之下，北京、上海和天津的减排潜力较低。一般来说，各省的减排潜力与它们的耕地面积呈正相关（图 11a）。31 个被调查的省市都属于

45、耕地或森林为主的省份。平均而言，在超过 11 个省市中，耕地 NbS 路径贡献了 50%以上的减缓潜力。在其它 15 个省份中，森林 NbS 路径在减排中占主导地位。此外，所有 18 种路径的平均减排成本有很大差异。在所有调查的省份中，所有路径的平均成本从US$-47.6 ton CO2e-1到 US$55.1 ton CO2e-1不等（图 10b）。山东、河南和江苏三省显示出最高的收益，利润超过 US$40 ton CO2e-1，而西藏的减排成本最高，为 US$55.1 ton CO2e-1（图 10b）。省级减排成本与耕地面积呈负相关关系（图 11b），这表明农业生态系统在决定国家碳排放潜

46、力方面的重要作用。图 10.省级基于自然的解决方案的成本效益缓解潜力。(a)到 2050 年所有 18 种路径的成本效益减排潜力与碳价格的比较。(b)所有被调查省份的具有成本效益减排潜力和平均减排成本的比较（Wang et al.,2023）图 11.省级农田面积与减排潜力和成本的相关性2035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国232035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国 总结和讨论052035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国24252035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 203

47、5 美丽中国本研究证明了基于自然的解决方案在中国具有巨大的减排增汇潜力。本报告的研究显示，在 2020-2060 年间所有的 18 个路径减排增汇的潜力为 0.67-1.65 Gt CO2e yr-1，略大于中国目前的陆地碳汇量（即 0.690.95 Gt CO2e yr1）（Piao et al.,2022）。更为重要的是，这些路径不会威胁到国家和区域粮食安全、环境安全或生物多样性。同时，基于自然解决方案路径的减排成本低于碳捕获和封存技术手段，具有更加广阔的应用潜力，是实现碳中和目标最为重要的解决方案之一（Qin,Deng,et al.,2021）。然而，本报告也特别强调，最近多个研究旨在制

48、定国家实现碳中和愿景目标的路径，强调能源和工业部门减少化石燃料燃烧排放的CO2，但是基于自然解决方案的路径尚未得到充分考虑（Chen and Lin,2021;Wang et al.,2021）。例如，最近的研究量化了国家各个部门为实现碳中和目标所需要减排的 CO2，但将陆地碳汇定为常数，假设其不随时间而变化（Wang et al 2021），从而在很大程度上低估了陆地生态系统对于实现碳中和目标的贡献。由于陆地生态系统在抵消化石燃料燃烧过程中排放的 CO2并实现碳中和目标方面发挥着不可替代的作用，因此低估了陆地生态系统的减缓潜力，相应地会给其它部门（即能源、工业、交通运输等）带来不必要的压力和

49、成本。本报告的研究还表明，越早实施基于自然的解决方案将更加有助于发挥其减排增汇的潜力。例如，结果发现在 S30 情景中（2030 年之前部署所有的路径），所有路径的全面实施可以达到最大潜力的 90%，到 2045 年即可实现国家碳中和目标，比目前在 2060 年实现目标会缩短 15 年。相反的，延迟基于自然解决方案的实施，则会推迟中国实现碳中和目标。造成这种差异的重要原因即在于造林的碳汇量在最初几年微小，会随着林分年龄的增加逐渐增加（Liu et al.,2014）。另外尽管大多数路径没有类似的缓解效应，但路径实施仍然受到非常大的挑战。中央政府要求地方政府制定各自的碳中和路线图，但目前地方政府

50、的碳中和规划中很少考虑基于自然的解决方案。以前的研究以及本报告的研究表明，立即实施基于自然的解决方案对缓解气候变化至关重要（Qin et al.,2021）。与 Griscom et al.（2017）估算的结果相比，本研究估算的造林路径贡献的增汇潜力较低，但是农田生态系统减排增汇潜力则较高。Griscom et al.（2017）的估计结果显示，仅通过造林和再造林能够使中国增汇的潜力达到1.26 Gt CO2e yr1，高于目前中国所有陆地生态系统的净碳汇（即 0.690.95 Gt CO2e yr-1）（Piao et al.,2022）。本报告估算，造林再造林最多能够实现增汇本研究证明了

51、基于自然的解决方案在中国具有巨大的减排增汇潜力。本报告的研究还表明，越早实施基于自然的解决方案将更加有助于发挥其减排增汇的潜力。中国农田面积相对较大可能是其对应路径在减排固碳过程中能够发挥重要作用的主要原因之一。迫切需要开展针对基于自然解决方案实施效果的观测和实验研究，以便更好地估计其实施潜力和经济成本。0.32 Gt CO2e yr1，只是 Griscom 等人估算结果的 25%。如此之大的差异，首先在于本报告是根据第九次国家森林清查资料的结果，确定中国只有 5 千万公顷的土地适合进行造林（国家林业和草原管理局，2019），低于 Griscom 等人假设至少 6.5 千万公顷的潜在造林土地。

52、其次，本报告考虑森林碳汇随林龄的变化，而 Griscom 等人的研究假定植树造林的碳汇不随时间变化（Griscom et al.,2017）。此外，本报告的结果显示中国农业生态系统具有不可忽视的减排增汇效果，这与全球范围内估算的结果也有所不同（Griscom et al.,2017）。中国农田面积相对较大可能是其对应路径在减排固碳过程中能够发挥重要作用的主要原因之一。从统计数据来看，中国是世界上最大的农作物生产国之一，农作物总产量约占全球总量的 24.4%（FAO,2020）。根据本报告的估计，有 5.55108吨的农作物秸秆可用于生物炭的生产。同时，针对中国氮肥过度使用的措施也将带来巨大的缓

53、解潜力。农业氮肥施用会直接导致 N2O 排放，平均每 100 公斤氮肥会导致 0.3-3 公斤的 N2O 排放（Shcherbak et al.,2014）。中国消耗了全球约 30%的氮肥，导致农田生态系统 N2O 的高排放（Ju et al.,2009;Song et al.,2018）。根据田间实验表面，在中国当前氮肥量的标准上，减少 21%33%的施用量，不会导致农作物减产（Zhang et al.,2020;Yin et al.,2021;Qin et al.,2021）。本报告的研究结果提供了最新的关于中国基于自然解决方案增汇减排的潜力，虽然所采用的均是最新的方法，但是由于存在一些科

54、学认识上的不足，本报告估算的潜力可能仍然被低估。究其原因，首先本报告的估计是基于保障粮食生产的前提，因此我们假定农田面积不变。但是，由于农业技术的改进，粮食单产将持续增加，因此未来所需的耕地面积可以减少，从而可以增加植树造林途径带来的潜力。我们已经看到，在过去 30 年中，中国的农作物单产以每年 2.78%的速度在增加（Yuan et al.,2018）。第二，本报告对于多种路径的经济成本估算可能过高，或者对其收益核算偏低，因此现实中路径实施的进展可能要快于本研究的估算。例如，几种路径可以提高林业的盈利水平，同时农业减排增汇会带来收益，很大程度上抵消自身成本（Liu et al.,2014）。

55、很多研究都指出，农田生物炭的应用可有效提升农业产量和质量，同时降低肥料和种植成本（Collison et al.,2009）。尽管越来越多的研究评价其综合经济效益，关于这些措施提高作物产量和生物炭施用成本的数据仍然缺乏（Roberts et al.,2010）。因此，迫切需要开展针对基于自然解决方案实施效果的观测和实验研究，以便更好地估计其实施潜力和经济成本。2035 美丽中国系列报告陆地生态系统碳汇潜力提升助力 2035 美丽中国Ahlstrm A,Raupach M R,Schurgers G,et al.2015.The dominant role of semi-arid ecosys

56、tems in the trend and variability of the land CO2 sink.Science,2015,348(6237):895899.Cai B F,Li Q and Zhang X 2021 Annual report of carbon capture,utilization and storage in China(2021)research on CCUS pathway in China Chinese Academy of Environmental Planning,Institute of Rock and Soil Mechanics,Ch

57、inese Academy of Science,the Adminis-trative Center for Chinas Agenda 21.Chen C,Park T,Wang X H,et al.2019.China and India lead in greening of the world through land-use man-agement.Nature Sustainability,2(2):122129.Chen X and Lin B Q,2021.Towards carbon neutrality by implementing carbon emissions t

58、rading scheme:policy evaluation in China.Energy Policy,157:112510.Cohen-Shacham E,Walters G,Janzen C,Maginnis S.Nature-based solutions to address global societal challenges.IUCN,Gland,Switzerland.2016.Collison M,Collison L,Sakrabani R,et al.2009.Biochar and Carbon Sequestration:A Regional Perspectiv

59、e(Norwich:University of East Anglia).Deng S Y,Deng X P,Griscom B,et al.Can nature help limit warming below 1.5?Globle Change Biology,2022,29:289291.丁仲礼,张涛,等.2022.碳中和：逻辑体系与技术需求.北京：科学出版社.European Union,2015.Towards an EU research and innovation policy agenda for nature-based solutions&renaturing citie

60、s R/OL.https:/doi.org/10.2777/765301Fang J,Chen A,Peng C,et al.2001.Changes in forest biomass carbon storage in China between 1949 and 1998.Science,292(5525):23202322.FAO,2020.World Food and Agriculture-Statistical Yearbook 2020(Rome:Food and Agriculture Organiza-参考文献tion of the United Nations)(http

61、s:/doi.org/10.4060/cb1329en).Friedlingstein P,OSullivan M,Jones M W,et al.2020.Global Carbon Budget 2020.Earth System Science Data,12:23693340.Griscom B W,Adams J,Ellis P W,et al.2017.Natural climate solutions.Proceedings of the National Acade-my of Sciences of the United States of America of the Un

62、ited States of America,114:1164511650.Gu B,Ju X,Chang J,et al.2015.Integrated reactive nitrogen budgets and future trends in China.Proceed-ings of the National Academy of Sciences of the United States of America,112,87928797.Ju X T,Guang X X,Chen X P,et al.2009.Reducing en-vironmental risk by improv

63、ing N management in inten-sive Chinese agricultural systems.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,106:30413046.Liu D,Chen Y,Cai W B,et al.2014.The contribution of China s grain to green program to carbon sequestration.Landscape Ecology,29:16751688.Lu F,Hu H,

64、Sun W,et al.2018.Effects of national eco-logical restoration projects on carbon sequestration in China from 2001 to 2010.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,115(16):40394044.Lu N,et al.Biophysical and economic constraints on Chinas natural climate solution

65、s.Nature Climate Change,2022,12,8:4753.Pan Y D,Birdsey R A,Phillips O L,et al.2024.The en-during world forest carbon sink.Nature,631:563569.Piao S L,Fang J Y,Ciais P,et al.2009.The carbon balance of terrestrial ecosystems in China.Nature,458:10091013.Piao S L,He Y,Wang X H,et al.2022.Estimation of C

66、hinas terrestrial ecosystem carbon sink:methods,progress and prospects Science China Earth Science,65:641651.Qin X B,Li Y,Wang B,et al.2021.Nonlinear dependen-cy of N2O emissions on nitrogen input in dry farming systems may facilitate green development in China.Agriculture,Ecosystem&Environment,317:

67、107456.Qin Z C,Deng X,Griscom B,et al.2021.Natural climate solutions for China:the last mile to carbon neutrality.Advances in Atmospheric Sciences,38:889895.Ricke K,Drouet L,Caldeira K,et al.Country-level so-cial cost of carbon.Nature Climate Change,2018,8:895900.Roberts K G,Gloy B A,Joseph S,et al.

68、2010.Life cycle assessment of biochar systems:estimating the ener-getic,economic,and climate change potential.Envi-ronmental Science&Technology,44:827833.Shcherbak I,Millar N,Robertson G P,2014.Global me-ta-analysis of the nonlinear response of soil nitrous oxide(N2O)emissions to fertilizer nitrogen

69、.Proceed-ings of the National Academy of Sciences of the United States of America,111:91999204.Song X T,Liu M,Ju X T,et al.2018.Nitrous oxide emis-sions increase exponentially when optimum nitrogen fertilizer rates are exceeded in the north China plain.Environmental Science&Technology,52:1250412513.

70、Wang D J,Li Y Q,Xia,J Z,et al.2023.How large is the mitigation potential of natural climate solutions in Chi-na?Environmental Research Letters,18,015001.王利宁,彭天铎,向征艰,等.2021.碳中和目标下中国能源转型路径分析.国际石油经济,29:28.Yang,J.&Huang,X,2021.The 30 m annual land cover dataset and its dynamics in China from 1990 to 201

71、9.Earth System Science Data,13:39073925.Yang Y.Shi Y,Sun W,et al.2022.Terrestrial carbon sinks in China and around the world and their contribu-tion to carbon neutrality.Science China Life Science,65(5):861895.Yin Y L,Zhao R F,Yang Y,et al.2021.A steady-state N balance approach for sustainable small

72、holder farming.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,118:e2106576118.Yu G R,Chen Z,Piao S L,et al.2014.High carbon dioxide uptake by subtropical forest ecosystems in the East Asian monsoon region.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United

73、States of America,111:49104915.Yuan W P,Liu S G,Liu W,et al.2018.Opportunistic market-driven regional shifts of cropping practices reduce food production capacity of China.Earths Future,6:634642.Zhang J T,Tian H Q,Shi H,et al.2020.Increased greenhouse gas emissions intensity of major croplands in China:implications for food security and climate change mitigation.Global Change Biology,26:61166133.Zhu Y K,Wang D J,Smith P,et al.What can the Glasgow Declaration on forests bring to global emission reduction?Innovation,2022,3:100307.2726