李智廣 成輝 劉朱婷 田甜

［關(guān)鍵詞］水土保持措施；碳匯能力；評價；碳匯速率法；廣東省

［摘要］基于廣東省2021年新增水土保持措施矢量圖和現(xiàn)場調(diào)查，獲取年度新增水土保持措施及其保土效益等數(shù)據(jù)，采用碳匯速率法評估全省2021年新增水土保持措施碳匯能力，結(jié)果表明：①2021年度新增水土保持措施碳匯能力492212.45t/a，其中封禁治理林地、水土保持保土效益和喬木林地的碳匯能力占比較大，分別占總量的44.50%、27.27%、27.09%；②碳匯能力較強的區(qū)域集中在北部的山地區(qū)和高丘陵區(qū)，碳匯能力較低的區(qū)域分布在南部和沿海的沖積平原，包括珠江三角洲、潮州和雷州平原區(qū)，中部盆地區(qū)的碳匯能力總體處于全省的中間水平；③基于常態(tài)化監(jiān)測和年度統(tǒng)計工作提供的水土保持措施與相關(guān)參數(shù)，可開展區(qū)域水土保持措施碳匯能力評估，為實現(xiàn)“雙碳”目標提供水土保持信息。為進一步做好水土保持碳匯能力評估，應(yīng)及時更新碳匯能力評估參數(shù)，不斷完善長時間序列、更加精細的水土保持數(shù)據(jù)庫。

［中圖分類號］S157［文獻標識碼］A［文章編號］1000－0941（2023）03－0001－05

按照水利部水土保持司的安排，水利部水土保持監(jiān)測中心與廣東省水利廳水土保持處聯(lián)合開展了廣東省2021年新增水土保持措施碳匯能力評估工作。水利部水土保持監(jiān)測中心主要負責評估方法和技術(shù)路線制定、技術(shù)培訓和碳匯能力計算，廣東省水利廳水土保持處組織年度水土流失動態(tài)監(jiān)測工作，技術(shù)支撐單位廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院有限公司負責年度新增措施統(tǒng)計與其矢量圖制作和評估必需參數(shù)調(diào)查。在此，筆者對本次評估的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、指標體系、計算方法與結(jié)果作簡要介紹，并提出相關(guān)建議，旨在為進一步完善區(qū)域水土保持措施碳匯能力評估指標體系，開展碳儲量評估、潛力分析及生態(tài)保護修復(fù)碳匯成效監(jiān)測評估工作提供參考。

1水土保持碳匯能力評估數(shù)據(jù)

1.1年度新增水土保持措施數(shù)據(jù)

廣東省按照《關(guān)于印送全國水土保持規(guī)劃實施情況考核評估工作技術(shù)方案及信息填報說明的函》（水總函〔2021〕553號）的基本要求，細化實化2021年度實施的水土保持措施，將全部治理措施地塊上圖、制作治理措施矢量圖，并通過高分遙感影像全面比對和野外調(diào)查、無人機航拍抽查復(fù)核等相結(jié)合的方法，全面審核治理措施圖斑的面積、措施類型、實施部門、所屬項目等。在治理措施圖斑審核后，廣東省水利廳水土保持處按照工程措施、林草措施、封禁治理措施、其他等四大類及其次級類型，統(tǒng)計全省21個地級市122個縣（市、區(qū)）全口徑新增水土保持措施情況，見表1。由表1可知，全省新增水土保持措施面積共計80839.67hm2，其中工程措施1080.58hm2、林草措施33523.22hm2、封禁治理措施45940.87hm2、其他295.00hm2。

1.2碳匯能力評估指標與統(tǒng)計下限

水土保持措施碳匯能力評估指標[1-2]主要包括水土保持林地、水土保持草地、水土保持基本農(nóng)田、水土保持工程措施攔水水體及水土保持保土效益等5個一級指標與9個二級指標，指標分類體系見表2（為便于統(tǒng)計和計算水土保持保土效益的量，并未將水土保持保土效益與其他4類并列為一級類，而是采用“保土定額”，將其與各類水土保持措施相對應(yīng)地列于體系表中）。各指標含義及其采集要求如下。

（1）水土保持林地。水土保持林地指以防治水土流失為主要功能的人工林地。在數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計時，按照喬木林地、灌木林地、經(jīng)濟果木林地、封禁治理林地等4類進行，面積大于0.15hm2的均要統(tǒng)計（下文各類措施面積的統(tǒng)計下限均為0.15hm2）。

（2）水土保持草地。

水土保持草地指在水土流失地區(qū)，為蓄水保土、改良土壤、發(fā)展畜牧、美化環(huán)境而種植的草本植物或通過封禁措施治理的草地。

（3）水土保持基本農(nóng)田。水土保持基本農(nóng)田指人工修建的能抵御一般旱、澇等自然災(zāi)害，保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的農(nóng)作土地，包括梯田、壩地和其他基本農(nóng)田等3類。在數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計時，分為無固碳措施農(nóng)田、施用化肥農(nóng)田和秸稈還田農(nóng)田等3類分別進行。無固碳措施農(nóng)田指自然耕作并不施用化學氮肥、復(fù)合肥和有機肥料的水土保持基本農(nóng)田；施用化肥農(nóng)田指自然耕作并施用化學氮肥、復(fù)合肥的水土保持基本農(nóng)田；秸稈還田農(nóng)田指自然耕作并實施秸稈還田的水土保持基本農(nóng)田。應(yīng)全面掌握這3類農(nóng)田的面積以及秸稈還田農(nóng)田上所種植的水稻、小麥、玉米、高粱、馬鈴薯、油菜、向日葵、棉花和甘蔗等農(nóng)作物的面積與其單產(chǎn)。

（4）水土保持工程措施攔水水體。水土保持工程措施攔水水體指在治理水土流失過程中修建的淤地壩、谷坊、坡面小型蓄排工程、路旁和溝底小型蓄引工程等措施攔擋形成的水體。

（5）水土保持保土效益。水土保持保土效益指水土保持林地、草地和基本農(nóng)田等每年發(fā)揮的保土效益，即由于保護而免于流失的土壤量。結(jié)合喬木林地、灌木林地、經(jīng)濟果木林地、封禁治理林地、人工草地、封禁治理草地等面積調(diào)查，獲取區(qū)域各類措施的保土定額。

1.3碳匯能力評估指標數(shù)值

經(jīng)查閱相關(guān)資料、走訪調(diào)查代表縣（市），并與專家座談交流，分析確定了廣東省2021年新增水土保持措施碳匯能力評估指標的數(shù)值（見表2），包括：喬木林地27962.68hm2，其保土定額為35t/hm2；經(jīng)濟果木林地4467.16hm2，其保土定額為30t/hm2；封禁治理林地45940.87hm2，其保土定額為25t/hm2；水土保持人工草地1093.38hm2，其保土定額為28t/hm2；無固碳措施農(nóng)田5.1hm2，其保土定額為40t/hm2。

2水土保持碳匯能力評估方法

水土保持措施固碳能力是指當年實施的水土保持措施在按照國家關(guān)于水土保持工程建設(shè)的要求[3-4]和相關(guān)技術(shù)標準[5]被驗收之后且發(fā)揮效益[6]的時候，相對于未實施水土流失預(yù)防和治理措施的情境，水土保持措施及其保土效益所具備的固碳作用和碳匯本領(lǐng)[7]。這種能力是在水土保持措施充分發(fā)揮碳匯功能時期內(nèi)最可能產(chǎn)生的固碳和增匯的數(shù)量，但不一定就是每年的“現(xiàn)貨”。

水土保持措施碳匯能力評估參考生態(tài)環(huán)境部《陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值（GEP）核算技術(shù)指南》（2020年9月）提出的固碳速率法[2]，計算公式為

ATCO2=MCO2MC·FCS+GCS+CCS+WCS+SCS（1）

式中：ATCO2為水土保持措施碳匯能力（總碳匯量，以CO2當量計），t/a；FCS、GCS、CCS、WCS、SCS分別為水土保持林地、草地、基本農(nóng)田、水體和保土效益的固碳能力（以C當量計），t/a；MCO2/MC為C轉(zhuǎn)化為CO2的系數(shù)（MCO2/MC=44/12=11/3）。

2.1水土保持林地固碳能力

水土保持林地固碳能力計算公式為

FCS=FQCS+FJCS=RFCS·SFQ·1+α+RFCS4·SFJ·1+α（2）

式中：FQCS為水土保持喬木林地、灌木林地和封禁治理林地的固碳能力，t/a；FJCS為水土保持經(jīng)濟果木林地固碳能力，t/a；RFCS為水土保持林地的固碳速率，t/（hm2·a）；SFQ為水土保持喬木林地、灌木林地和封禁治理林地的面積，hm2；α為水土保持林地土壤固碳系數(shù)；SFJ為水土保持經(jīng)濟果木林地面積，hm2。

RFCS和α取值于《陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)總值（GEP）核算技術(shù)指南》，廣東省RFCS為0.79t/（hm2·a），α為0.646。

2.2水土保持草地固碳能力

因草地植被大多每年都會枯落，其固定的碳又返還回大氣或者進入土壤中，故不考慮草地植被的固碳量，只考慮草地的土壤固碳能力。其計算公式為

GCS=RGCS·SG（3）

式中：RGCS為草地土壤的固碳速率，t/（hm2·a）；SG為草地面積，hm2。

廣東省RGCS為0.02t/（hm2·a）。

2.3水土保持基本農(nóng)田固碳能力

因農(nóng)田作物每年都會被收獲，其固定的碳又返還回大氣或者進入土壤中，故不考慮農(nóng)田植被的固碳能力，只考慮農(nóng)田的土壤固碳能力。其計算公式為

CCS=RWCCS·SWC+RNCCS·SNC+RSRCS·SSR（4）

式中：RWCCS為無固碳措施條件下的農(nóng)田土壤固碳速率，t/（hm2·a）；SWC為無固碳措施條件下的農(nóng)田面積，hm2；RNCCS為施用化肥的農(nóng)田土壤固碳速率，t/（hm2·a）；SNC為施用化肥的農(nóng)田面積，hm2；RSRCS為秸稈還田的農(nóng)田土壤固碳速率，t/（hm2·a）；SSR為秸稈還田的農(nóng)田面積，hm2。

（1）無固碳措施條件下的農(nóng)田土壤固碳速率計算公式為

RWCCS=0.1δSOC·ρb·H（5）

式中：δSOC為沒有化學肥料和有機肥料施用的情況下農(nóng)田土壤有機碳的變化，g/（kg·a）；ρb為土壤容重，g/cm3；H為土壤厚度，cm。

廣東省ρb為1.55g/cm3。

（2）施用化肥的農(nóng)田土壤固碳速率計算公式為

RNCCS＝1.5339NT－266.7（6）

NT=（NN+0.3NC）/SNC（7）

式中：NT為單位面積耕地化學氮肥和復(fù)合肥施用量的氮素當量，t/（hm2·a）；NN和NC為化學氮肥和復(fù)合肥施用量的氮素當量，t/a。

（3）實施秸稈還田的農(nóng)田土壤固碳速率計算公式為

RSRCS＝43.548ASR＋375.1（8）

ASR=∑nj=1CYj·RSYj（9）

式中：ASR為單位面積農(nóng)田秸稈還田量，t/（hm2·a）；CYj為單位面積作物j在當年的產(chǎn)量，t/（hm2·a）；RSYj為作物j的草谷比。

廣東省主要作物水稻、甘蔗、玉米的草谷比分別為0.623、0.1、2。

2.4水土保持水體固碳能力

水土保持水體固碳能力計算公式為

WCS=RWCS·SW（10）

式中：RWCS為單位面積水體的固碳速率，t/（hm2·a）；SW為水體面積，hm2。

廣東省RWCS取值參考東部平原地區(qū)湖泊濕地，為0.57t/（hm2·a）。

2.5水土保持保土效益固碳能力

水土保持保土效益固碳能力計算公式為

SCS=（SF+SG+SC）·PSOC=（SF+SG+SC）·PSOM·β（11）

式中：SF、SG、SC分別為水土保持林地、水土保持草地和水土保持基本農(nóng)田的保土量，t/a；PSOC為土壤有機碳含量比，%；PSOM為土壤有機質(zhì)含量比，%；β為土壤有機質(zhì)和土壤有機碳轉(zhuǎn)換系數(shù)，取值為58%。

PSOM取值于第二次土壤普查數(shù)據(jù)（http：//www.soilinfo.cn：8080/WebSoil/newpage.jsp），廣東省各市PSOM取值范圍為1.17%～6.29%。

3新增水土保持措施碳匯能力評估結(jié)果

3.1新增水土保持措施碳匯能力

2021年廣東省新增水土保持措施碳匯能力為492212.45t/a，其中水土保持措施喬木林地、經(jīng)濟果木林地、封禁治理林地、人工草地、無固碳措施農(nóng)田與水土保持保土效益的碳匯能力見表3，這些新增措施的碳匯能力占比分別為27.09%、1.08%、44.50%、0.01%、0.05%、27.27%。

由此可知，在各種新增水土保持措施的碳匯能力中，封禁治理林地、水土保持保土效益和喬木林地的碳匯能力占比較大，分別占總量的44.50%、27.27%、27.09%，三者合計達到98.86%；經(jīng)濟果木林地、人工草地和無固碳措施農(nóng)田的碳匯能力占比相當小，合計只有1.14%。各種新增水土保持措施及保土效益碳匯能力大小與其占比，既反映了對應(yīng)碳匯指標（對應(yīng)措施和保土效益）數(shù)值的多與少，也體現(xiàn)了對應(yīng)碳匯措施的碳匯速率的大小。

3.2新增水土保持措施碳匯能力分布

2021年廣東省21個地級市的新增水土保持措施碳匯能力在全省的占比見圖1。新增水土保持措施碳匯能力較強的市包括東北部的梅州市、河源市、韶關(guān)市、惠州市和西北部的肇慶市、云浮市、茂名市、江門市，這8個市的年度新增水土保持措施碳匯能力合計占全省的76.71%；新增水土保持措施碳匯能力較弱的市包括大灣區(qū)的深圳市、東莞市、佛山市、珠海市、中山市和最西部的湛江市、東南部的汕頭市，這7個市的年度新增水土保持措施碳匯能力合計僅占全省的6.89%。各市新增水土保持措施碳匯能力突出表征了新增水土保持措施碳匯能力的分布，即：碳匯能力較強的區(qū)域集中在北部的山地區(qū)和高丘陵區(qū)；碳匯能力較低的區(qū)域分布在南部和沿海的沖積平原，包括珠江三角洲、潮州和雷州平原區(qū)；中部盆地區(qū)的碳匯能力總體處于全省的中間水平。

4結(jié)論與建議

4.1主要結(jié)論

（1）年度水土保持措施矢量圖為開展碳匯能力評估提供了良好的數(shù)據(jù)支撐。廣東省將全部新增水土保持治理措施上圖，制作成治理措施矢量圖，形成了一個實施部門清晰、措施規(guī)模準確、措施類型詳細的數(shù)據(jù)庫，為開展省域水土保持碳匯能力評估提供了準確、可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（2）基于常態(tài)化監(jiān)測和年度統(tǒng)計工作，可開展新增水土保持措施碳匯能力評估。以廣東省為例開展水土保持措施碳匯能力評估探索，形成了系統(tǒng)的水土保持碳匯能力評價方法體系。水土保持措施矢量圖保證了評估所需措施種類與數(shù)量準確、可靠，常態(tài)化監(jiān)測和年度統(tǒng)計工作提供了評估所需的各種指標數(shù)據(jù)及其參數(shù)，支撐了評估工作開展。

4.2建議

（1）以?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）為單元，全面推行區(qū)域水土保持碳匯能力評估工作。本研究所采用的水土保持措施碳匯能力評估方法，全面考慮了水土保持措施與其保土效益的固碳和增匯作用，形成了體系化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取、碳匯能力評估技術(shù)路線，能夠以常態(tài)化監(jiān)測和年度統(tǒng)計工作為基礎(chǔ)快速得出結(jié)果。以省域為單元實施水土保持碳匯能力評估，有利于動態(tài)評估區(qū)域水土保持碳匯能力，為實現(xiàn)“雙碳”目標提供水土保持信息。

（2）以全國水土保持監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，不斷更新碳匯能力評估參數(shù)。本次評估中仍沿用了以往的參數(shù)，如固碳速率來源于2015年統(tǒng)計的參數(shù)，土壤有機質(zhì)含量比來源于第二次土壤普查數(shù)據(jù)，且各個縣、各種措施的評估參數(shù)仍不夠細化。為進一步提高評估參數(shù)與措施種類的對應(yīng)性，更加精確地評估碳匯能力，可通過常態(tài)化監(jiān)測，及時更新、細化、實化各種措施與其組合模式的固碳速率、土壤有機碳含量、保土定額等參數(shù)。

（3）不斷完善長時間序列、更加精細的水土保持數(shù)據(jù)庫。在常態(tài)化監(jiān)測和年度統(tǒng)計工作中，應(yīng)構(gòu)建信息豐富、完整的數(shù)據(jù)庫，不斷細化各種場景的水土保持碳匯數(shù)據(jù)。基于長時間序列的、精細的數(shù)據(jù)庫，不但可以為水土保持碳匯工作提供數(shù)據(jù)支撐，而且可以為國家決策和全社會做好數(shù)據(jù)服務(wù)。

[參考文獻]

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[2]李智廣，王雋雄，王海燕.區(qū)域水土保持碳匯能力評估的指標體系[J].中國水土保持科學，2023，21（1）：64-72.

[3]水利部.水利部關(guān)于印發(fā)中央財政水利發(fā)展資金水土保持工程建設(shè)管理辦法的通知：水?！?019〕60號[Z/OL].

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[5]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.水土保持綜合治理驗收規(guī)范：GB/T15773—2008[S].北京：中國標準出版社，2009：1-11.

[6]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.水土保持綜合治理效益計算方法：GB/T15774—2008[S].北京：中國標準出版社，2009：1-13.

[7]國家市場監(jiān)督管理總局.林業(yè)碳匯項目審定和核證指南：GBT41198—2021[S].北京：中國質(zhì)檢出版社，2021：1-12.

［作者簡介］李智廣（1966—），男，陜西岐山人，教授級高級工程師，博士，長期從事水土保持項目管理、監(jiān)測和信息化工作。［收稿日期］2023-02-10

（責任編輯徐素霞）