全球气候变化是近年来人类面临的最严重且具有挑战性的环境问题之一[1], 而人类活动是气候变化的主要影响因素[2]。1950 年开始, 全球 CO2 排放量大幅度增加, 之后的 50 年间增长近 4 倍[3]。气候变化引起一系列环境问题及极端事件, 除造成自然灾害致使人员伤亡及经济损失外, 对未来人类的生存与发展也产生巨大的风险。
近年来, 中国作为全球年度 CO2 排放量最大的国家[4], 面临极大的国际社会减排压力及自身可持续发展需求[5]。2020 年 9 月 22 日, 习近平主席在第75 届联合国大会一般性辩论会上宣布中国的“碳达峰”及“碳中和”目标[6]。相较于部分发达国家消极的全球气候治理态度, 中国作为发展中国家, 积极承担国际社会责任, 引领全球气候治理[7]。资源增效减碳、能源结构降碳等节能减排措施可以有效地支撑中国早日实现“碳达峰”。然而, “碳中和”目标的实现, 不仅需要积极拓展生态系统“增汇”途径,还需要充分利用市场机制“融碳” [8–9]。
红树林是生产力和生产效率最高的长期天然碳汇之一[10–11]。尽管红树林面积只占全球沿海生态系统面积的 0.5%, 却贡献了全球沿海碳汇的 10%～15%[12–14], 红树林的保护与恢复是应对气候变化的基于自然的解决方案[15]。2020 年, 我国明确提出2025 年营造及修复红树林面积 18800 hm2 的行动目标[16]。红树林生态系统的恢复可以增强其蓝碳功能和固碳潜力, 是实现“碳中和”战略目标的有效途径之一[17–18]。大规模红树林保护与恢复工作的开展需要大量的资金及人员投入, 科学地开发红树林碳汇, 充分发挥其生态属性和社会经济属性, 利用市场机制使其进入碳市场交易, 将其碳汇属性转化为经济价值[19], 可为后期的保护与恢复提供“额外性”资金支持[20]。同时, 通过碳市场的抵消机制[1],可实现红树林碳汇的“碳中和”效应。
本文对国内外红树林碳储量及碳汇情况进行梳理, 立足红树林碳汇开发技术, 深入探讨红树林碳汇进入碳市场存在的问题, 并提出建议及对策, 以期为实现红树林碳汇的经济价值提供参考。
1 红树林的碳储量与碳汇
1.1 红树林碳储量
红树林碳储量指红树林生态系统中存储的有机碳总量[12]。与陆地森林相比, 红树林的树种相对较少, 且缺少林下植被, 但因其处于河口潮间带, 特殊的海陆交界区域促使其具备独特的生态功能[21]。红树林受到陆源及海源的双向输入, 同时, 潮汐淹水的厌氧环境及沉积物的高沉降速率使其成为天然的碳库, 红树林独特的根系结构也会加速土壤碳的累积[22]。研究发现, 红树林的固碳潜力高于陆地森林[23]。红树林的净初级生产力与热带常绿阔叶林和热带雨林相近, 但因其长期遭受频繁的潮汐淹没,缺氧还原的条件更有利于土壤有机碳的埋藏和储存, 使得红树林生态系统的碳储量相对较高[13,24]。
1.1.1 红树林碳储量的组成
红树林碳储量由地上生物量碳库、地下生物量碳库及地下土壤碳库组成[25]。红树林对土壤碳累积起到积极的作用, 并显著地增加土壤碳库, 植物凋落物和细根周转为土壤提供重要的有机碳输入。同时, 红树植物加强了对潮汐水体中悬浮物质的捕获能力, 有利于有机碳的沉积和埋藏[13,26]。红树林中 49%～98%的碳储存在土壤中, 土壤碳库是红树林碳储量的主要组成部分[27]。红树林生态系统中的有机碳主要来源于红树植物通过光合作用固定的有机碳、土壤保留的凋落物有机碳和根系所产生的本地源输入以及河流、潮汐等物理过程带来的外来源输入。研究证实, 近 58%的红树林土壤有机碳来源于红树植物及其凋落物、根系生产等, 红树植物及其群落结构对土壤碳库产生较大的影响, 红树林植物对生态系统碳储量的累积起到积极作用[12]。
1.1.2 红树林碳储量的影响因素
红树林位于河口海湾地带, 同时受到陆源和海源沉积物的输入, 复杂的生存环境使得红树林碳储量存在较大的区域差异[10]。红树林碳储量既包括植物及土壤, 也涉及其相互关系, 多种因素均对其产生影响, 主要包括树种、树龄、群落结构、土壤理化因子、营养元素、悬浮沉积物供应、环境因子和人为活动等[10,28–31]。
有学者选取不同的区域以及有人类活动干扰的红树林进行研究, 发现红树林轮伐或将红树林转化为基围鱼塘等人类活动会严重地影响红树林的碳储量, 土壤有机碳库和生态系统碳储量损失高达 50%或 90%以上, 同时, 水文地貌条件会对土壤碳库产生较大的影响, 红树林群落结构和组成也是生态系统碳储量的重要影响因素[10,32]。红树植物的生长和生理特征不仅会影响林分结构, 还会影响土壤的性质, 从而影响生态系统的碳储量, 红树林群落的稳定性和物种的多样性对红树林生物量碳库及土壤碳库有正向影响[30,32–33]。有学者对不同物种和树龄的红树植物进行研究, 发现长时间尺度条件下, 本地物种秋茄相较于入侵物种无瓣海桑具有更高的碳储存能力[25,27,34]。降雨、温度、盐度和营养元素等因素通过影响红树林的生产力, 进而影响生态系统的碳储量[15,26]。综上所述, 红树林碳储量的影响因子较多, 且存在较大的地区差异, 因此对红树林碳储量需要进行长期、持续的监测, 且单一区域的监测数据无法复制到其他区域。这也是大范围红树林碳储量监测的难点。
1.1.3 全球及中国红树林碳储量
由于红树林碳储量的影响因素较多, 且受限于现有的监测手段及监测方式, 红树林碳储量的估算误差较大。全球红树林生态系统碳储量在 3.7～15.2 Pg C 之间[35–36]。我国学者对全国红树林碳储量进行了实测, 因我国红树林面积随着红树林生态修复的开展而显著增加, 且不同学者选取的监测时间、手段及方式有差异, 中国红树林碳储量约为 5.16～7.48 Tg C (表1)。
表1 中国红树林碳储量
Table 1 Mangrove carbon storage in China
面积/ha 碳储量/Tg C 数据来源22024.9 6.91±0.57 Liu等[18]28900.0 5.16 王法明等[37], 江小芳[38]25600.0 5.50 王文卿等[39], 陈鹭真等[40]19510.5 5.71 杜明卉等[41], Zhang等[42]
1.2 红树林碳汇
红树林碳汇为单位时间内红树林生态系统碳储量的净增量[25]。全球红树林平均土壤碳埋藏速率为 44±17 Tg C/a[22], 单位面积平均土壤碳埋藏速率为 194±15 g C/(m2·a), 高于盐沼湿地的土壤碳埋藏速率 168±7 g C/(m2·a), 且存在显著的纬度差异, 位于南北纬 10°间的红树林单位面积土壤碳埋藏速率高于其他区域[42]。中国红树林面积占全球红树林面积较小, 致使其碳埋藏速率较低, 约为 0.05 Tg C/a[22,37]。中国红树林碳汇量约 0.28 Tg C/a, 远低于全球红树林碳汇 72.5～175 Tg C/a [39]。
清洁发展机制(clean development mechanism,CDM)中明确规定可交易的林业碳汇必须为造林、再造林、植被恢复及森林管理等产生, 对进入国际碳交易市场的林业碳汇项目提出了明确的准入要求[43–44]。区别于森林碳汇, 林业碳汇是受人类活动影响产生的, 包括植树造林、森林管理和减少毁林等, 并能通过交易市场实现其经济价值[45–46]。中国温室气体自愿减排交易中, 可开发的林业碳汇项目也是林地受人类活动影响而产生的碳储量增量, 包括碳汇造林、森林经营及管理项目等[47–49]。《广东省红树林碳普惠方法学(2023 年版)》明确可开发减排量由红树林生态修复(包括造林和营林)过程所产生。鉴于上述国内外林业碳汇及国内红树林碳普惠开发的基本条件, 虽然我国红树林碳汇约为 0.28 Tg C/a, 但可进入碳市场交易的红树林碳汇仅为生态修复后的碳储量增量, 而非所有红树林均能被开发为可交易的碳汇。
2 红树林的碳汇开发技术
以“carbon sink”和“mangrove”为主题(标题、关键词和摘要)在 Web of Science 核心数据库中进行检索, 并且使用 CiteSpace 6.1.2 软件进行 Keyword cooccurring 分析, 得到关键词共现网络图(图1)。结果显示, 在森林、蓝碳、动态变化、气候变化等领域的发文量较大, 是研究的主要热点; 沉积物、气候变化、碳、碳储量、动态变化、生物量、涡度相关法、盐沼、生长、二氧化碳浓度升高和氮等关键词在较短时间内存在高频共现情况; 涉及碳汇价值评估的文献只有两篇, 说明碳汇开发技术有待进一步研究。
图1 红树林碳汇关键词共现网络
Fig.1 Map of the co-occurring networks for mangrove carbon sink
节点和线的颜色代表年份, 节点和关键词字号代表论文数量排序, 节点外粉色圈代表较短时间内存在相对高频共现情况
2.1 红树林碳汇开发
2.1.1 国际红树林碳汇项目
在国际社会的强制和自愿碳市场上, 已经有适用于红树林碳汇项目的方法学。随着《京都议定书》的失效, 强制碳市场下的 CDM 已暂停运行。在国际强制碳市场运行期间, 共批准并使用了两个红树林碳汇项目开发方法学, 分别为《AR-AM0014:Afforestation and reforestation of degraded mangrove habitats》和《AR-AMS0003: Simplified baseline and monitoring methodology for small scale CDM afforestation and reforestation project activities implemented on wetlands》, 但由于开发流程复杂且成本高, 目前仅有一个红树林 CDM 项目尚在有效期[49]。国际自愿碳市场是全球性自愿减排项目开发及交易的平台, 根据国际核证碳标准(Verified Carbon Standard,VCS)开发并签发的自愿减排量可在自愿碳市场交易平台上进行交易[50]。由于国际自愿碳市场的红树林项目开发成本较低, 方法学较全面(表2), 灵活性较高, 已有 6 个国际红树林碳汇项目开发成功,其中包括中国湛江红树林造林项目[51]。
表2 国际自愿碳市场红树林碳汇项目开发方法学
Table 2 Mangrove carbon sink project development methodology in international voluntary carbon market
编号 名称 中文名称VM0004 Methodology for conservation projects that avoid planned land use conversion in peat swamp forests避免在泥炭沼泽森林中开展计划的土地利用转变活动的保护项目方法学VM0007 REDD+ Methodology framework (REDD+MF) REDD+方法学框架VM0024 Methodology for coastal wetland creation 构建滨海湿地的方法学VM0027 Methodology for rewetting drained tropical peatlands 排干的热带泥炭地还湿的方法学VM0033 Methodology for tidal wetland and seagrass restoration 潮汐湿地和海草恢复方法学VM0036 Methodology for rewetting drained temperate peatlands 排干的温带泥炭地还湿的方法学
2.1.2 中国红树林碳汇项目
2012 年 6 月 13 日, 我国温室气体自愿减排交易正式启动[52]。温室气体自愿减排交易采取备案管理, 其基本流程是减排项目需要按照国家主管部门备案的相关方法学进行开发后, 经备案的核证机构进行核证, 出具减排量核证报告, 才可备案成为中国核证自愿减排量(Chinese Certified Emission Reduction, CCER), 随后由项目业主在国家温室气体自愿减排交易注册登记系统中登记而获取签发。完成这一系列程序后, 该项目方可进入中国地方试点及全国碳排放权交易市场进行交易。2017 年 3 月,国家发展改革委员会组织修订《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》, 暂缓温室气体自愿减排交易的备案申请[53]。截至 2023 年 9 月, 经国家主管部门备案且涉及林业碳汇项目的温室气体自愿减排方法学仅 5 项(表3), 由于每个方法学均有其适用的条件, 仅可用于特定碳汇项目的开发, 且均不适用于红树林碳汇项目的开发或经营活动。
表3 林业碳汇项目温室气体自愿减排方法学(2012—2017年)[47–49]
Table 3 Greenhouse gas voluntary emission reduction methodology of forestry carbon sink project (2012–2017)[47–49]
编号 名称 备案日期 是否适用于红树林AR-CM-001-V01 碳汇造林项目方法学 2013–10–25 否AR-CM-002-V01 竹子造林碳汇项目方法学 2013–10–25 否AR-CM-003-V01 森林经营项目方法学 2014–01–22 否AR-CM-004-V01 可持续草地管理温室气体减排计量与监测方法学 2014–01–22 否AR-CM-005-V01 竹林经营碳汇项目方法学 2016–02–25 否
2023 年 10 月 19 日, 中华人民共和国生态环境部和国家市场监督管理局联合印发《温室气体自愿减排交易管理暂行办法(试行)》[54]。10 月 24 日, 首个适用于红树林 CCER 开发的方法学印发, 即《温室气体自愿减排项目方法学 红树林营造(CCER-14-002-V01)》[55]。自此, 符合条件的红树林营造项目可以按此方法学进行开发, 并在全国和地方碳排放权交易市场进行交易、进行大型活动碳中和以及抵销企业温室气体排放等。但是, 由于红树林营造方法学发布时间较短, 截至目前, 暂未有红树林营造项目成功开发。
2.2 红树林碳普惠开发
2022 年, 我国地方碳排放权交易试点市场陆续开启碳普惠项目的自愿减排交易, 广东省和深圳市分别发布《广东省碳普惠交易管理办法》及《深圳市碳普惠管理办法》[56–57]。至此, 碳普惠核证减排量可作为补充抵消机制进入广东及深圳碳交易市场进行交易并实现抵消。2023 年 3 月, 广东省发布国内首个红树林碳普惠方法学《广东省红树林碳普惠方法学(2023 年版)》(编号 2023001-V01)[58], 为广东省(不含深圳市)红树林生态修复产生的碳普惠核证减排量(puhui certified emission reductions, PHCER)进入碳交易市场提供了途径。但是, 由于碳普惠的开发及交易具有地域限制, 无法进行推广。由于红树林方法学刚出台, 目前暂无红树林碳普惠核证减排量成功签发。
除地方碳交易试点地区外, 2023 年海南省印发《海南省碳普惠管理办法(试行)》[59], 在海南省行政区域内开展碳普惠工作。但是, 由于海南省并没有被纳入碳交易试点地区, 所开发的碳普惠减排量仅能注销, 无法实现抵消。《海南红树林造林/再造林碳汇项目方法学》(HN2023001-V01)已在海南碳普惠机制下备案, 依此方法学成功开发的万宁小海红树林生态修复工程项目成为海南省首个应用本地方法学开发的红树林碳汇项目。
3 红树林碳交易现状
3.1 红树林碳汇/碳普惠交易
2021 年 6 月起, 我国陆续开发并交易 3 个红树林碳汇项目和一个红树林碳普惠项目, 4 个项目使用的开发方法学均不相同(表4)。其中, 湛江红树林造林项目使用国际核证碳标准及社区和生物多样性附加(climate, community and biodiversity, CCB)标准进行开发, 该项目可在国际自愿碳市场交易平台上进行交易, 但实际交易为国内进行的协议转让[60]。泉州洛阳江红树林生态修复项目碳汇开发采用的是《红树林碳汇造林项目方法学》, 在厦门产权交易中心海洋碳汇交易平台进行交易, 未进入全国或地方试点碳排放权交易市场。万宁小海红树林生态修复工程项目采取的是海南碳普惠机制下备案的方法学, 所开发的碳普惠减排量可在海南碳普惠平台注销。深圳福田红树林自然保护区红树林保护碳汇为全国首个开发的红树林保护碳汇项目, 采用深圳市规划和自然资源局发布的《红树林保护项目碳汇方法学》进行开发, 并于深圳公共资源交易中心成功地拍卖。
表4 中国红树林碳汇/碳普惠项目情况
Table 4 Current status of mangrove carbon sink & carbon inclusion projects in China
交易时间 地区 项目名称 开发方法 交易方式 交易平台2021–06–08 广东省 湛江红树林造林项目 国际核证碳标准, 气候、社区和生物多样性附加标准 协议转让 —2021–09–13 福建省 泉州洛阳江红树林生态修复项目 《红树林碳汇造林项目方法学》(厦门大学) 协议转让 厦门产权交易中心2022–04–11 海南省 万宁小海红树林生态修复工程项目《海南红树林造林/再造林碳汇项目方法学》(HN2023001-V01) 交易平台买卖 “海易办”平台2023–09–26 深圳市 深圳福田红树林自然保护区红树林保护碳汇《红树林保护项目碳汇方法学》(深圳市规划和自然资源局发布) 拍卖 深圳公共资源交易中心
3.2 存在的问题
1) 红树林碳汇开发方法学较少。方法学是温室气体自愿减排项目开发的基础条件和主要标准,对项目的实施、审定和核查具有规范性作用。经国家主管部门备案的红树林碳汇开发方法学是红树林碳汇开发并进入全国或地方试点碳排放权交易市场的前提条件, 经碳交易试点地区主管部门备案的红树林碳普惠方法学是红树林碳普惠开发并进入地方碳排放权交易试点市场自愿减排交易的基础条件。截至目前, 仅有一项经国家主管部门备案的红树林营造方法学公布并实施, 以致我国红树林碳汇暂未成功参与国家及地方试点碳交易市场并实现 CCER的抵销。
2) 红树林碳汇项目开发成本较高。红树林碳汇项目要进入全国碳市场、地方碳交易试点市场或地方碳普惠市场进行交易, 从项目设计到减排量签发过程中涉及环节较多且耗时较长。同时, 在开发过程中有可能需要聘请技术咨询机构协助项目申报及开发, 核查过程中需委托第三方核查机构进行现场核查[61], 这些过程均会提高红树林碳汇项目的开发成本。
林业碳汇项目对造林时间的严格要求限制了早期红树林造林项目的开发, 导致可开发的红树林面积相对有限。以湛江红树林造林项目为例, 开发面积为 380.4 hm2, 交易价格为 66 元/吨, 高于截至2022年底的全国及部分地方试点碳交易市场的配额线上累计交易成交均价(表5), 首笔减排量交易额为38.808 万元[51]。首笔交易额支付开发咨询费用、核查费用及交易手续费后, 可利用资金大幅减少, 需在核算周期内再次核算, 才能获取后续减排量的签发。
表5 中国碳市场线上配额成交价格[62]
Table 5 Online quota transaction price in China’s carbon market[62]
碳交易市场 碳配额成交均价/(元 · t −1)全国 52.34深圳 34.67上海 56.58北京 87.57广东 76.39天津 32.40湖北 47.37重庆 39.29福建 23.48
3) 红树林土地权属问题。土地权属是判断自愿减排项目收益归属的主要依据。已有的 CCER 林业碳汇项目开发方法学均对土地权属有明确要求,必须权属清晰且有证明文件。红树林保护地所在区域受地方政府设立的红树林管理机构管辖, 特定海域属于公法管辖的范畴, 因此红树林碳汇的所有权和收益权的确权存在制度性障碍[63]。同时, 根据全国《碳排放权交易管理办法(试行)》及各试点地区碳排放权交易相关管理办法[64], 事业单位暂时不能在全国及各试点碳排放权注册登记系统和交易系统开户, 即红树林的管理机构暂时无法进入碳市场进行交易。
4) 红树林碳普惠交易存在地域限制。截至目前,广东省和海南省分别发布《广东省红树林碳普惠方法学(2023 年版)》(编号 2023001-V01)和《海南红树林造林/再造林碳汇项目方法学》(HN2023001-V01), 为红树林碳普惠的开发及交易提供了依据。但是, 方法学仅用于地区范围内的红树林碳普惠开发, 无法在全国范围内适用, 同时, 以方法学开发并获得签发的红树林碳普惠核证减排量只能在相应的地区进行交易, 即开发和交易均存在地域限制。
4 红树林碳交易对策
基于目前中国国家碳市场和地方碳交易试点市场的建设和运行情况, 红树林碳汇顺利进入并产生交易还存在一定的困难和挑战, 主要包括红树林碳汇项目开发方法学减少、土地权属难以界定、碳普惠交易存在地域限制、项目开发成本高以及收益较低等问题。为推动中国红树林碳汇交易, 本文提出以下建议与对策。
1) 加强科学研究, 推动我国红树林碳汇项目开发方法学的持续落地。红树林碳汇项目开发方法学是红树林碳汇开发成为 CCER 的首要及必要条件,经国家主管部门备案的红树林碳汇项目方法学的稀缺使得红树林碳汇开发“无法可循”, 无权进入全国或地方试点碳排放权交易市场进行 CCER 的抵销。目前, 国际强制及自愿减排市场上已有多个红树林碳汇开发方法学, 可为我国相关方法学的编制提供一定的借鉴与参考。同时, 我国应加强红树林碳汇的科学研究, 为红树林碳汇项目方法学的编制提供科学依据, 加强方法学的适用性。
2) 利用碳普惠市场机制, 扩展红树林碳汇开发途径。碳普惠交易市场是碳交易市场的衍生品, 在方法学的备案及项目的开发上更具有灵活性, 流程相对简单, 可操作性较强。目前, 广东和深圳已建立与试点碳交易市场连通的碳普惠机制, 碳普惠核证减排量可进入相应的试点碳市场进行交易并实现抵消。海南碳普惠机制下的核证减排量不能用于抵消, 但可在普惠平台上注销。应充分利用各省市已建成的碳普惠市场机制, 构建适用于当地的红树林碳普惠开发方法学, 加快红树林碳普惠的开发及交易, 为实现红树林的价值拓宽交易平台和渠道。
3) 探索红树林碳汇交易及抵消方式, 提高红树林碳汇收益率。相较于其他温室气体自愿减排项目,虽然红树林碳汇项目规模较小, 但是红树林碳汇具有特殊的生态价值及社会效益, 应予以重视。如对红树林碳汇项目与其他自愿减排项目采用同样的抵消机制, 会造成红树林碳汇项目的成本和收益极度不对等, 红树林碳汇项目的开发及交易将无法顺利进行。针对此问题, 应积极探索有利于红树林碳汇交易的机制, 并扩充减排量抵消场景, 增加交易主体及交易资金的灵活性。例如, 将红树林碳汇项目自愿减排量应用于会议、交通和个人碳中和等, 充分保障红树林碳汇交易的收益性。
4) 鼓励社会资本进入红树林碳汇开发和交易,加强红树林的保护与修复。随着我国生态文明建设的进步, 企业、社会团体、组织及个人对生态环境保护与节能减排的意识逐渐加强, 加上对红树林生态效应的广泛认识, 社会资本对其产生的减排量具有较强的购买意愿, 但目前无法参与。应积极拓展红树林修复及碳汇开发资金渠道, 协调土地权属与开发主体间的关系, 采取“谁支付, 谁受益”的原则,将红树林碳汇交易所得资金反哺于红树林修复, 提高社会资本参与红树林保护与修复的积极性。
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