碳汇概要

出版时间：2012-3  出版社：科学出版社  作者：董恒宇，云锦凤，王国钟，韩国栋，周梅，赵利新，王召明  页数：370  字数：555250  

内容概要

本书主要内容包括碳汇理论研究概况，碳汇问题的由来，应对气候变化的国际行动，碳汇形成原理及碳汇计量，森林、草原、农田、湿地与海洋碳汇评估监测方法和评估案例，碳源及监控计量，碳汇交易与管理，国内增汇政策与措施分析，国际碳汇合作。
本书可作为相关专业人员的业务参考书，也是面向公众的科学普及读物。

作者简介

董恒宇、云锦凤、王国钟、韩国栋、周梅、赵利新、王召明

书籍目录

序前言第一章 碳汇理论研究概况第二章 碳汇问题的由来第一节 气候变化的事实第二节 全球气候异常的缘由第三节 气候变化可能带来的严重后果第四节 碳汇与碳源第五节 应对全球气候异常的措施第三章 应对气候变化的国际行动第一节 联合国政府间气候变化专门委员会第二节 联合国气候变化框架公约第三节 《京都议定书》第四节 巴厘岛路线图第五节 哥本哈根世界气候大会第六节 坎昆世界气候大会第七节 清洁发展机制第四章 碳汇形成原理及碳汇计量第一节 地球系统碳循环第二节 生态系统的生物生产第五章 森林碳汇评估第一节 基于清查资料的乔木林生物量估测法第二节 森林生态系统净生产力实测法第三节 森林生态系统碳蓄积涡度相关法第四节 林地土壤呼吸的箱式法第五节 森林碳汇评估实例第六章 草原碳汇评估第一节 草原概况第二节 草原碳汇第三节 草原碳汇评估第四节 不同管理方式下的草原固碳潜力第七章 农田碳汇第一节 农田碳汇基础第二节 农田碳汇监测第三节 农田增汇途径第四节 农田碳增汇技术与效应第八章 湿地与海洋碳汇第一节 湿地定义及分类第二节 湿地生态系统碳收支模型第三节 湿地生态系统固碳潜力的估算第四节 不同管理方式下的湿地增汇第五节 海洋碳汇第六节 湿地及海洋碳汇项目的监测方法第九章 碳源及监控计量第一节 工业及生活碳源第二节 化石燃料第三节 碳排放强度的控制第四节 温室气体排放量估算第五节 温室气体排放清单第六节 碳源核查第十章 碳汇交易与管理第一节 国际碳汇交易综述第二节 国际碳汇交易的管理第三节 中国的碳汇经济与碳汇市场第四节 我国碳汇市场的构建第十一章 国内增汇政策与措施第一节 中国应对气候变化的行动第二节 中国应对气候变化面临的问题第三节 应对气候变化的原则与目标第四节 应对气候变化的措施第十二章 国际碳汇合作第一节 应对气候变化各国立场的差异和原因第二节 国际气候合作的行动第三节 国际减排方案第四节 低碳潮流与各国的经济战略调整主要参考文献

章节摘录

版权页:第一章 碳汇理论研究概况 碳汇是植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳和土壤中的水，把二氧化碳固定在植物体中，并转变为土壤中碳的过程和机制。碳汇的功能在于把太阳能转变为地球的有效能量，以维持包括人类在内的一切生命和生态系统的生存和进化。可见，碳汇是人类及其环境存在的基础和前提，没有任何可以替代的因素。因而碳汇代表了“自然价值”的最高层次，在生态文明时代人类给予碳汇极大的期待。 一、碳汇理论提出的背景 （一）两位智慧老人的预言 一位是费孝通先生。20世纪90年代，费孝通先生就提出人类对地球竭泽而渔，使得资源枯竭、生态破坏、环境污染、气候异常――后工业时期必然会发生一个“文化大转型”。在这样的背景下，人类对自己创造的文化有必要全面反思，费老称之为“文化自觉”（费孝通，2004）。“文化自觉”表达了20世纪末人类对自我生存的终极性思考。 不曾想先生的预言兑现得如此之快――现在，一个崭新的“生态文明”的时代已经向我们走来。 另一位智慧老人是钱学森先生。早在20世纪80年代，钱学森先生发现西北部的荒漠――祖国的半壁河山是我们未来重要的生存空间，他提出“知识密集型沙产业、草产业、林产业理论”，并预言在荒漠发展这一产业将掀起中国的“第六次产业革命”，他的技术路线是：“多采阳光，少用水，新技术，高效益”（内蒙古沙草产业协会，2009）。 内蒙古等西部地区沙草产业的实践证明，钱老的预言是准确的。现在看来，“第六次产业革命”就是人类在21世纪的绿色革命。 （二）低碳文明的全球化 人类文明经历了从狩猎、游牧、农业文明到工业文明的进化。工业文明为人类创造了巨大的财富，但是工业文明是建立在大量消耗化石能源等自然资源、排放二氧化碳等温室气体的基础之上的，因而严重损害了人类赖以生存和发展的生态环境。恩格斯在总结人向自然索取的教训后曾精辟地指出：“但是，我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，自然界都对我们进行报复。每一次胜利，起初确实取得了我们预期的结果，但是往后和再往后却发生完全不同的、出乎预料的影响，常常把最初的结果又清除了。”为此，人类必然由工业文明走向新的生态文明，从高碳重新回到低碳，走人与自然协调发展、和谐发展之路，推进人类步入生态文明社会。 20世纪80年代以来，国际社会对气候变化问题给予了高度关注，1992年和1997年先后通过了《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》。提出了“把大气中温室气体的浓度预定在不产生危险的人为干扰的水平上”的目标，确定了发达国家与发展中国家“共同但有区别的责任”原则，制订了发达国家到2012年减排温室气体的具体目标，即发达国家二氧化碳排放量要在1990年排放水平的基础上减少5.2%，同时帮助发展中国家适应和减缓气候变化。鉴于发展阶段的差距，发展中国家人均二氧化碳排放量要远低于发达国家人均水平，但是，快速工业化进程中的发展中国家排放增长速度快，增长幅度大。2007年12月，在印度尼西亚达成了“巴厘岛路线图”，要求发达国家在2020年进一步大幅减少二氧化碳排放；发展中国家也要偏离常规的高碳发展路径。 2009年12月，哥本哈根会议经过艰苦努力，在落实“巴厘岛路线图”，推动《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》全面、有效、持续实施方面取得了重要阶段性成果。2010年底坎昆会议召开并达成相关协议。“气候变化”、“节能减排”、“绿色发展”、“碳汇与碳源”、“低碳经济”、“碳金融”、“碳交易”等名词不断冲击着人们的视野，成为世界各国政府及人民最为关心的话题。通过国际社会的协同应对，坚持走绿色发展、低碳发展之路，全球控制气候异常的目标有望得到实现，人类社会正在走向新的生态文明时代。气候变化是全球性的，因此，应对气候变化和发展低碳经济也是全球性的。在哥本哈根会议之后，各国向气候变化框架公约秘书处提交了减排承诺。 （三）中国在行动 我国历来十分重视气候变化问题，已经认识到绿色发展、低碳发展是我国经济实现又快又好、和谐稳定的有效途径。2007年，我国出台《中国应对气候变化国家方案》，是全球较早拿出此类方案的国家。2007年年底我国制定了《节能减排综合性工作方案》。我国于“十一五”规划中提出降低单位GDP能耗20%的目标。近年不断采取激励措施，支持新能源和清洁能源的开发和运用，包括太阳能、风能、智能电网、新能源汽车等，都取得很大的进展。 2009年底的哥本哈根会议前夕，我国不仅提出了到2020年年底在2005年基础上降低我国单位GDP碳排放强度40%～45%的目标，同时还提出要将非化石能源占一次能源的比例提高到15%。我国《十二五规划纲要》第六篇“绿色发展：建设资源节约型、环境友好型社会”中阐明了如下国家战略意图：“面对日趋强化的资源环境约束，必须增强危机意识，树立绿色、低碳发展理念，以节能减排为重点，健全激励与约束机制，加快构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式，增强可持续发展能力，提高生态文明水平。” 可见，绿色发展、低碳发展已成为我国的发展战略，相关的理论研究要与之呼应，理论创新要跟上时代的步伐。在这种背景下，提出碳汇理论的概念和初步框架。 二、碳汇发生学研究 在陆地，在海洋，在我们星球的每一个角落，小草、灌木、大树都在阳光雨露的沐浴下花开花落，自由自在地生长。这就是大自然――悄声无息却蕴含着无限的力量，厚德载物，生生不息。 （一）碳汇是太阳、植物与水的杰作 大约在50亿年前，小行星撞击地球给荒凉的地球带来了水。大约在35亿年前，在无氧或缺氧的地球环境中出现了一种叫蓝藻的原核生物，具有类似光合作用的功能，能吸收空气中的二氧化碳合成有机物，同时排放出氧气。到了7亿～4亿年前，大气中氧含量增加，地球高空开始形成臭氧层。紧接着，生命开始登陆，陆地也出现了光合作用，碳汇便源源不断地产生。 生命演化到进入距今5.3亿年前的寒武纪时，演化突然提速，各类生命形成瞬间爆发，人称其为“寒武纪生命大爆发”。生命奇迹是进化上的突变，揭开了生物进化复杂性的一面。但其中光合作用和氧的形成具有必不可少的作用。 推动地球运转的动力来自太阳，万物生长靠太阳，太阳是绿色之源、能量之源、生命之源。植物在阳光的照射下利用叶绿素，绿色植物吸收空气中的二氧化碳，把二氧化碳固定在植物体中，并转化为土壤碳，同时向外释放出氧气。动物摄食植物，继续着太阳能源的再次生命循环。就这样，几亿年来，地球上的生命在太阳的恩惠下，在这颗绿色的星球上生存繁衍。绿色植物通过光合作用减少大气中二氧化碳浓度的过程、活动或机制我们称为碳汇。科学研究测算，每年地球上绿色植物从空气中吸收约1500亿t的碳和从水中吸收约250亿t的氢，产生约4000亿t的氧。只要太阳从东方升起，碳汇便源源不断地“涌现”，碳汇的源泉喷涌不绝，碳汇的力量持续不断。 地球宝贵的森林草原湿地碳汇在稳定全球气候、净化和涵养水源等方面起着关键性的作用。 （二）碳循环维系着生命和生态系统 碳是地球上最为重要的生命元素，是包括人类在内的生命体的主要组成部分，碳的正常循环维系着地球上生命系统新陈代谢过程。大自然赋存的碳是稳定的，正常状态下的大气二氧化碳和其他气体的比例使得地球平均温度保持在16℃左右，地球上的液态水才得以存在，从而创造了生命存活的环境（丁照，2010）。 陆地生态系统碳汇功能是指生态系统以有机物质的形式暂时或永久性地储存碳的功能，具有储存碳功能的各生态系统的组分或类型都可以称为不同名称的碳汇。按植被类型划分可分为：森林碳汇、草原碳汇、农田碳汇、湿地碳汇、水体碳汇等。植物碳汇大约储存了陆地大气中碳储存量的62%，植物光合和呼吸作用与大气之间的年碳交换量高达陆地生态系统碳汇总量的90%，控制着全球陆地碳循环的动态。由此可见，植物碳汇对于人类来说是多么重要。 如果人类活动释放到大气中的二氧化碳的量超过同期地球大气二氧化碳的增量及海洋吸收量，就会产生碳失汇，进而引起温室效应及全球气候异常。 （三）碳汇概念产生于生态文明时代 狩猎、游牧、农业文明是原始的低碳文明，当时人们的生产方式是遵循自然，简单应用天然资源，一切用自然的力量来完成；生活方式也是原始的低碳，生活的一切来源于自然，与大自然融为一体。 从农业文明到工业文明是一次伟大的飞跃，人们的生产方式和生活方式发生了根本性的改变。人口大量增长，并且社会财富呈几何级数的大幅度增长，工业化取得了无比辉煌的成就。然而，200多年工业化带来了新的危机。传统工业化的基本模式是大量生产大量消费，其明显的特点集中表现为“四高”，即高资源消耗、高能源消耗、高污染排放和高物品废弃。工业革命前，二氧化碳在大气中的浓度几乎固定不变，而工业革命后，二氧化碳在大气中的浓度大量增加，增加幅度超过了33%，这种温室气体排放进大气后，短则50年，长则200年不会消失。今后整个地球承载人类温室气体再排放的底线，已经达到地球生态的警戒线。绿色低碳之路是人和自然和谐发展之路，是后工业时代发展的必然趋势，推动人类迈向生态文明的时代。 《京都议定书》下的国际温室气体灵活三机制，即排放权交易机制、联合执行机制、清洁发展机制建立了国际碳排放权交易的基础性制度，碳汇作为一种新的生产要素、一种新型金融性资产，在全球范围内完成了概念上的创立。人类在科学技术发展中提出了碳汇的概念，并将碳汇视为一种资源――这是人类文明史上一次巨大的进步和飞跃，其深刻的思想在于通过碳汇经济运作，转变发展方式，将大自然的价值数量化、有形化、货币化，以确保人类生态安全。 三、碳汇价值研究 （一）碳汇价值的科学研究 现代科学已经可以将生态系统对人类的服务价值进行数量化计量了。2009年国家第七次森林资源普查的中国森林生态服务评估结果：中国森林生态系统服务功能总价值为每年10.01万亿元人民币，大体相当于我国目前GDP总量的1/4，其中年固碳释氧总价值量为1.56万亿元人民币，相当于我国去年财政收入的近1/5。可见，森林碳汇的生态价值是相当可观的。中国森林植被碳储量为78.11亿t，相当于燃烧109亿t标准煤二氧化碳的排放量。生物固碳增汇减排（间接减排）的成本远远小于工业减排（直接减排）成本。自20世纪80年代，我国退耕还林，大力植树造林，森林固碳量逐年增加，联合国有关组织估计，中国每年固碳能力达到了50亿t左右。 中国生态系统服务功能总价值1998年初评估为4.2万亿美元，而中国2000年的GDP为1.1万亿美元，即当时中国范围内自然的价值相当于人造价值的4倍。这13年来，中国的GDP增长速度很快，2010年已达到39.8万亿元人民币，超过我国生态系统服务的价值。 1997年全球生态系统对人类的服务价值每年的总价值为16万亿～54万亿美元，平均为33.3万亿美元，是1997年全年全球经济生产总产值的1.8倍。到2002年全球经济生产总产值与全球生态服务价值持平。而到2008年全球的GDP已达到78万亿美元，远远超过了生态系统的服务价值。可见人类创造财富的能力，已经达到甚至超过自然生态系统对人类的服务能力。 有专家学者称，现行经济是“以化石燃料为基础，以汽车为中心，用后即弃的经济”――采取线性的、非循环的模式，把投入生产和生活的资源大部分以废物的形式排向环境。这既造成资源破坏和浪费，又造成环境污染和生态破坏。 这种经济模式的潜台词是自然资源没有价值。结果导致自然价值严重透支。世界自然保护基金会《2002年生命地球报告》指出：“人类对自然资源的消耗已经大大超出地球的再生能力。” （二）碳汇的内在价值 在2500年前，中国哲学就认为自然的价值是最高的，老子《道德经》曰：“人法地，地法天，天法道，道法自然。”当代西方自然哲学家H.罗尔斯顿也认为：“生态系统是宇宙中最有价值的现象。” 在人类还没有诞生之前，森林等绿色植物以及恐龙飞鸟等一些动物就在地球上生长繁殖了，因而碳汇是大自然的产物。“自然”一词在希腊文的原始含义有“生长”之意，“依靠自己的力量，自然而然地生长、涌现、出现”。亚里士多德认为，“自然”意味着自身具有事物的本性，本性就是自然万物的动力渊源。东方哲学也主张“识自本心，见自本性”。碳汇表征着大自然的“内在价值”（intrinsic value），是大自然所具有的不以人为尺度的价值，即不需要以人类作为参照系。大自然原本可以自我维持、自我塑造。 在大自然中，各种植物、动物（包括人类）、微生物等相互依从，共同维持着物质、能量和信息的有序传递，使自然系统呈现出稳定、和谐和美丽的状态，包括碳汇在内的自然界的一切存在都具有不可替代的内在价值。“在与人类学有关方面，生态学恢复了‘自然’概念的崇高地位，使人根植于自然。自然不再是无序、被动、无定形的环境，而是复杂的整体。人对于这个复杂的整体不再是封闭的实体，而是一个开放系统，以组织形态上的自主――依从的关系处于生态系统的内部。”（埃德加•莫兰，1999）揭示大自然及碳汇“内在价值”的重要性在于确认作为“道德关爱对象”的“道德资格”。因其具有“内在价值”，人类要予以终极性的理解和尊重。 （三）碳汇的工具价值 碳汇的工具价值除其生态价值之外，还表现为经济价值。碳汇作为一种自然价值是生态文明时代的新型资源，如果弃之不用则形同虚无；反之，整合碳汇资源，使碳汇资源有形化、产业化、货币化和市场化，真正进入我们的经济生活，则对节能减排、保护生态环境以及扩大农牧民就业、惠及民生产生重要作用。增加碳汇的直接手段是植树造林，保护、恢复和管理好我们的森林、草原、湿地、农田，在适宜地区退耕还林、退牧还草，治理好沙漠荒地，恢复地球自我修复的生态功能，以减缓气候变化，拯救地球家园。随着人类认识的提高，国家间签署相关协议，碳汇交易量的扩大，碳汇的工具价值被全球认可，甚至成为新的金融工具和货币形态。碳汇的经济价值往往也作为国家间博弈的工具。 四、碳汇复杂性研究 当代科学和哲学最新的研究探索表明，对人类未来前景的把握依赖于我们对复杂性的认知程度。理解复杂性要靠复杂性思维，即认识事物的整体性、系统性、复杂性、非线性、相对性、全息性、多元性、动态性、不确定性和定量分析等。复杂性研究开创了人与自然、科学与人文的新对话。碳汇的复杂性研究在方法论上也不能单纯局限于生物学、生态学某一视角，而应从多维度、多视角、多原理审视。 （一）大气中的二氧化碳已经超过地球的“外在限度” 地球家园的可贵之处在于她是一个非常特殊的（无机→有机→生命→人类→文明）自然连续演化体，这是一个充满了复杂性的过程，即在各种自然因素、在时空上巧妙地集合而成。复杂性常常源于组分间的复杂关联，这在生态系统中尤为突出。所有的生物都相互关联，所有生物系统又与生态环境之间紧密关联，相互依存，相依为命，我们实在难以尽窥个中奥妙。生态系统乃至整个宇宙系统的动力学原理来自整体而不是部分。 复杂性系统科学哲学研究有一个关键词叫“涌现”，认为自然系统各子系统之间相互作用，在某一点上会突然产生整体性质的质变。这一结论趋近东方哲学的“缘起性空”。如前所述，现在人类追求财富增长的活动已接近和超过地球自然系统的某些“外在限度”，根源在于当代人类的“主流文化”追求人类中心主义和享乐主义的价值观，使用“理性工具”向大自然无限攫取，人类“创造力”已超过大自然的承受能力，此时大自然对人类无情的报复次数越来越频繁，程度越来越剧烈，领域越来越广泛。 工业化200年来，大气中二氧化碳和甲烷等温室气体浓度超过了33%，从而诱发了全球气候变化。气候变化引起全球生态灾难频发：冰山融化、湿地缩小、海平面上升，污染性疾病增多，生物多样性降低，干旱程度加剧，异常天气增多，地震频发并加剧等。 （二）可以改变的是人类的“内在限度” 人类的理性智慧与蕴藏着无穷奥秘的大自然相比，只不过是沧海一粟而已。我们无法改变大自然的“外在限度”，因为那是一些自然常数，可以避免我们这颗星球毁灭的唯一办法就是改变人类的“内在限度”。 人类“内在限度”就是所谓“新石器文明时代开始产生的人类幻觉”，用中国的一个成语叫“盲人摸象”，即先验地认为地球资源是无限的，可以被人类无穷享用，人是环境的主人。征服与战胜自然是西方文明的“工具理性特征”，手段便是工业技术。人类把事物的复杂性化归为简单的秩序和基本的单元并形成了分科极细的教育体系。 现在，人类对复杂性的研究有了很大的进展，而且每一个新的结论都奇妙地回归东方思想和中国哲学的一些古老命题。例如，复杂性研究认为：“世界处于我们精神的内部，而我们的精神又处于世界的内部。主体和对象在这个过程中彼此是建构者。”（埃德加•莫兰，2008）这在中国哲学中即称为“天人合一”或“性天相通”。以敬畏、感恩的心包容自然、理解自然，而不是征服自然、战胜自然。只要人类还没有完全克服西方文明的品质缺陷，还没有完成从工业文明向生态文明的过渡，还没有走出主客二分观点的认识误区，还没有对事物整合性、复杂性、系统性等“本性”有深刻的认知，空气中的二氧化碳依然持续增多，那么，发生全球性生态灾难和其他全球性灾难的危险，就一直高悬在我们头顶的上空。

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《碳汇概要》首次提出了“碳汇理论”概念，并对碳汇理论的内涵进行了阐述，对全球气候变化的缘由做了全面分析；详细介绍了国际社会为应对全球气候变化所做的努力以及历次气候峰会所取得的成果。

用户评论 (总计3条)

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•   内容新，介绍全
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