全国首单水土保持项目碳汇成功交易主要做法

2023年12月7日,全国首单水土保持项目碳汇交易在福建长汀签约成交。此创新之举对推进水土保持工作高质量发展具有标志和示范意义,为推动将水土保持碳汇纳入温室气体自愿减排交易机制提供了实践案例。主要做法是:①积极开展碳汇研究和顶层设计,为项目碳汇监测核算提供支撑;②广泛开展调查研究,选定碳汇监测核算试点项目;③建构上下协同工作团队,科学开展试点项目监测核算;④选定碳普惠交易平台,开展碳汇初始登记;⑤开展协调工作,撮合项目碳汇交易出让方和受让方;⑥大力组织宣传推广,发挥首单交易示范作用。

水土保持碳汇项目开发与交易的机制与途径构建

水土保持碳汇具备负碳技术的特性,受到政府和交易主体广泛关注和青睐,未来将在我国碳排放权交易市场中得到广泛应用。从建立碳汇项目开发团队、实施碳汇监测与核算、协调撮合交易和宣传示范等4个方面,总结全国首单水土保持碳汇项目开发与交易的实践探索,提出水土保持碳汇项目开发与交易的机制与途径,包括加强水土保持碳汇基础研究和技术攻关、完善水土保持碳汇监测和核算体系、开展碳汇项目开发和探索碳汇交易途径与机制、建立水土保持碳汇纳入温室气体自愿减排交易机制、建设碳汇项目开发队伍与机构、提升项目开发信息管理水平等6个方面。

黄土丘陵沟壑区梯田的碳汇作用及其变化特征

[目的]定量分析和探讨梯田碳汇作用与其特征,为明确梯田的碳汇作用、巩固和提升生态系统碳汇能力、研编梯田碳汇方法学等提供科学参考。[方法]选取黄土丘陵沟壑区的陕西省吴起县1~7 a(T_(5)),8~12 a(T_(10)),13~17 a(T_(15)),18~22 a(T_(20)),23~27 a(T_(25))这5个年份区间的梯田作为研究对象,以未实施水土保持措施的坡耕地为对照,研究不同年份梯田保碳、减排、增汇等能力与其变化规律。[结果]①坡耕地修建为梯田后可发挥保碳、减排、增汇等碳汇作用,梯田年均保碳量、减排量、增汇量(0-100 cm)分别为0.26,0.05,1.36 t/(hm^(2)·a)。②梯田各土层均发挥了一定的增汇效益,表层土壤(0-40 cm)和深层土壤(40-100 cm)增汇效益分别占0-100 cm整个土层的61.50%和38.50%。③随着运行年份的增加,梯田表层土壤增汇效益显著增加,深层土壤的增汇效益稍有提升但总体上保持平稳。表层土壤增汇率从T_(5)的16.30%提升至T_(25)的51.34%,深层土壤从T_(5)的14.00%提升至T_(25)的23.66%。[结论]黄土丘陵沟壑区梯田发挥着良好的保土保碳、减蚀减排和土壤增汇等碳汇作用。在修建27 a内,梯田增汇作用的比例最大,且表层土壤增汇更为显著;随着运行年份增加,梯田保碳作用的比例将逐渐增大。

基于数字孪生的水土流失防治责任范围变化预测模型

为建立实用、高效的水土流失防治责任范围变化预测模型,提高合规性判断的准确性,在总结水土流失防治责任范围可撤销性、时空交错性、临时性和条件适用性等4个主要动态特性的基础上,提出一种基于数字孪生的水土流失防治责任范围变化预测模型。数学模型为描述防治责任范围状态的虚拟模型,防治责任范围为物理实体,模型基于防治责任范围变化主要因素的孪生数据,对防治责任范围有效性状态进行评估和预测。结果表明:模型对防治责任范围变化进行预测的正确率提升约38%,具有良好的预测防治责任范围变化的性能,有助于进一步提升提高遥感监管成果的质量,在生产建设项目遥感监管应用领域有一定的借鉴意义。

崩岗治理碳汇作用与碳汇能力评估

为了评估崩岗治理的碳汇能力,在福建省安溪县选择未治理崩岗(UB)为对照,综合治理模式崩岗(MB)和整地造林模式崩岗(AB)为研究对象,分层采集0~10、10~20和20~40 cm土壤样品,使用碳氮分析仪测定土壤有机碳,环刀法测定土壤密度;通过样方法和全面清查法调查树种、胸径、树高,利用生物量方程和收获法测定生物量。结果表明:1)崩岗治理产生明显的保土保碳、减蚀减排和增绿增汇的作用;2)AB的增汇作用以植被碳库提升为主,MB以土壤碳库提升为主;3)AB的碳汇能力高于MB,2种模式的造林及其管护方式是引起碳汇增量差异的主要原因;4)崩岗治理10a左右,拦蓄沙土中的土壤碳密度低于南方红壤区退化土地植被修复后的土壤碳密度,具有较大的提升空间。崩岗治理是防治南方红壤丘陵区水土流失的有效措施,具有明显的保碳减排增汇等作用,研究结果可为今后崩岗治理的模式选择与其碳汇能力评估提供科学支撑。

区域水土保持碳汇能力评估的指标体系

科学、系统的水土保持碳汇能力评价指标体系,可为定量分析区域水土保持碳汇能力提供基础数据,对指导水土流失治理措施实施、对我国碳中和目标实现提供水土保持信息支撑具有重大意义。基于水土保持碳汇作用机理、途径与其碳汇物质表现,参考陆地生态系统碳汇核算方法,结合水土流失治理措施及其效益基础数据,提出并采用技术路线“水土保持措施及其效益(碳汇物质基础)→碳汇途径→碳汇实物表现→碳汇量”,分析和厘清水土保持碳汇能力评估指标体系。该指标体系包括水土保持林地、水土保持草地、水土保持基本农田、水土保持工程措施拦水水体、水土保持保土效益等5个一级类11个二级类的水土保持措施与其效益指标,以及对应的碳汇速率、固碳速率、有机质含量等。本研究提出的区域水土保持碳汇能力评估指标是用来监测、估算和统计区域水土流失防治措施与其效益碳汇功能大小的指标,在区域空间尺度上,具有与统计工作可同步实施、获取数据方便等可操作性;在估算参数维度上,具有观测点位及数量与估算结果的空间对应性和准确性,其评估结果可用于区域碳汇能力与其变化趋势分析、生态系统质量与保护成效评价等方面。

筋材布设方式对加筋土挡墙动力响应的影响

针对目前加筋土挡墙设计和施工中筋材布设方式大多为等长形的问题,提出一种倒梯形的筋材布设方式,并基于挡墙位移分区理论和有限差分Flac^(3D)数值模拟,建立加筋土挡墙三维分析模型,探讨不同峰值加速度下3种加筋土挡墙对位移、水平土压力、筋材拉应力及潜在破裂面的影响。结果表明,随峰值加速度增大,挡墙位移逐渐增大,同一荷载作用下,改变筋材布设方式,侧向水平位移减少9.3%,竖向沉降减少5.3%;3种形式挡墙水平土压力相差不大,最大水平土压力分布在挡墙的中下部;筋材拉应力随峰值加速度的增大,沿墙高从单峰型转化为双峰型分布,最大值位于挡墙中下部;潜在破裂面填土区破裂带的形状与筋材的布设方式有关。所提出的倒梯形筋材布设方式对加筋土挡墙的抗震效果更好,可为施工设计中加筋土挡墙筋材布设提供参考。

淤地坝保碳、减排、增汇作用与其能力评估

淤地坝是黄土高原地区重要的沟道治理措施,也是陆地生态系统中重要的储碳场所。评估淤地坝的碳汇作用与能力,可为研究其他水土保持措施碳汇提供重要借鉴,也为我国碳达峰、碳中和目标提供科学依据。以黄土高原淤地坝为研究对象,系统探讨淤地坝的碳汇效应与机理,提出淤地坝碳汇能力估算方法。结果表明:淤地坝具有保土保碳、减蚀减排和增绿增汇作用。在过去50年中黄土高原淤地坝保碳能力为2.16×10^(7)t C,减排能力为4.33×10^(6)~8.66×10^(6)t C,增汇能力为6.84×10^(5)t C。淤地坝产生积极的碳汇效益,对提升生态系统碳中和能力、降低碳达峰的峰值发挥重要作用。淤地坝与其他主要水土保持措施都具有保土、减蚀等多种水土保持效益,可充分发挥保碳、减排、增汇等多种碳汇作用。推行碳汇水土保持工作、实施水土保持增汇行动,既可全面巩固陆地生态系统碳汇作用,又能持续提升生态系统增汇能力,对碳达峰与碳中和作出水土保持贡献。

广东省2021年新增水土保持措施碳汇能力评估

基于广东省2021年新增水土保持措施矢量图和现场调查,获取年度新增水土保持措施及其保土效益等数据,采用碳汇速率法评估全省2021年新增水土保持措施碳汇能力,结果表明:(1)2021年度新增水土保持措施碳汇能力492 212.45 t/a,其中封禁治理林地、水土保持保土效益和乔木林地的碳汇能力占比较大,分别占总量的44.50%、27.27%、27.09%;(2)碳汇能力较强的区域集中在北部的山地区和高丘陵区,碳汇能力较低的区域分布在南部和沿海的冲积平原,包括珠江三角洲、潮州和雷州平原区,中部盆地区的碳汇能力总体处于全省的中间水平;(3)基于常态化监测和年度统计工作提供的水土保持措施与相关参数,可开展区域水土保持措施碳汇能力评估,为实现“双碳”目标提供水土保持信息。为进一步做好水土保持碳汇能力评估,应及时更新碳汇能力评估参数,不断完善长时间序列、更加精细的水土保持数据库。

台阶级数对加筋土挡墙地震动力响应影响研究

为了优化加筋土挡墙的结构设计,研究了台阶级数对加筋土挡墙抗震性能的影响程度。基于Flac3D软件建立了加筋土挡墙数值模型,探讨了不同地震峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)下不同台阶级数加筋土挡墙的侧向位移、竖向沉降、加速度响应和水平土压力的变化规律。结果表明:4 m/s^(2)峰值加速度下,增加台阶级数,侧向位移减小了61.9%,竖向沉降减小了20.5%;PGA放大系数随着台阶级数的增加而增大,其中加筋区PGA放大系数略大于面板处PGA放大系数;1级加筋土挡墙最大水平土压力位于墙脚处,2,3级加筋土挡墙最大水平土压力位于台阶分级处;水平土压力在台阶分级处大于规范计算值。增加台阶级数能够提升加筋土挡墙的抗震性能,可为实际工程中加筋土挡墙的分级设计提供理论参考。

小流域综合治理水土保持碳汇能力监测评价——以福建省长汀县罗地河小流域为例

[目的]监测并评价土壤和植被的碳汇,为实施水土保持项目碳汇动态监测和评价提供技术和方法,为水土保持项目参与碳排放权交易与研究制定相关规则提供理论和方法支撑。[方法]采用实地采样分析、激光雷达、遥感等相关参数,核算福建省长汀县罗地河小流域2001—2022年植被碳库和土壤碳库的储碳量,评价小流域水土保持各治理措施的碳汇能力。[结果](1)21 a综合治理后,罗地河小流域各种水土保持措施均有显著提升碳汇的作用和能力,小流域碳储量增加3.97×10^(4) t,年均增长1.89×10~3 t/a。(2)碳库角度上看,2001—2022年土壤和植被的碳储量分别增加73.73%和346.41%。小流域碳汇量达到3.05×10^(4) t,其中土壤碳汇1.66×10^(4) t,植被碳汇1.39×10^(4) t。(3)各种措施提升碳汇增量的能力存在差异,其中板栗和施肥马尾松林增汇最为明显,其次是针阔混交林、抚育管护马尾松林、水平阶整地马尾松林,最后是封禁治理及杨梅。[结论]各种水土保持措施的保碳、固碳和增汇作用明显,而板栗和施肥马尾松林等实施整地、造林、配以施肥养育措施的林地碳汇能力增加更加显著,是提高保土持水效益,增加碳汇量的有效措施。

我国水土流失状况与发展趋势研究

利用第3次水土流失普查数据,分析我国目前水土流失总体状况,水蚀、风蚀和冻融侵蚀等不同类型水土流失状况以及东部、东北、中部和西部地区4大经济区域水土流失状况,并对水蚀区侵蚀危险度现状进行了评价。结合水利部开展的第1、2次全国水土流失普查数据,分析15年来水土流失的动态变化情况,以及我国主要江河流域多年来土壤流失量变化的状况。

第一次全国水利普查水土保持普查方案

第一次全国水利普查水土保持情况普查包括水土流失、侵蚀沟道和水土保持措施等3种对象。水土流失普查,采取宏观遥感调查与地面系统抽样调查相结合的方式,利用土壤侵蚀模型评价不同侵蚀类型的分布、面积和强度。侵蚀沟道普查,利用遥感影像、DEM(数字高程模型)等基础数据得到侵蚀沟道位置,通过野外调查和空间分析,得到侵蚀沟道面积、数量与分布。水土保持措施普查,利用各种基础资料综合分析得到水土保持工程措施和植物措施的类型和数量。

小流域治理综合效益评价指标体系研究

近年来，小流域治理综合效益评价指标体系研究有较快发展，总结成果并推陈出新有助于寻求更为科学、系统和实用的评价指标体系，是流域治理评价规范化的出路。该文对国内小流域治理综合效益评价的主要指标体系进行了分析和归类，并选取指标频度≥0．44的11个指标对黄河中游4条小流域的治理效益作了评价。由此例可知：这11个指标具有较强的客观性、普遍适用性，为水土保持效益评价的科学化、规范化提供了参考。

我国东北黑土区侵蚀沟道的普查方法与成果

东北黑土区侵蚀沟道普查是第一次全国水利普查中水土保持情况普查的重要组成部分,也是我国对该区侵蚀沟道开展的首次全面调查。本文全面介绍了本次普查的对象、范围、内容、技术方法、质量控制和成果,对进一步规范和完善侵蚀沟道调查方法、分级分类标准以及开展东北黑土区侵蚀沟道治理意义重大。东北黑土区侵蚀沟道普查以2.5 m分辨率遥感影像和1∶5万数字线划图为主要信息源,采取人机交互的方式辨识50 km2小流域内长度在100 m和5 000 m之间的侵蚀沟道,提取沟道面积、长度、纵比和起讫经纬度等指标。在沟道提取、数据填报和成果审核汇总等阶段,县级、省级和流域等各级普查机构通过野外核查、室内检查和数据比对等严格的质量控制方法,对侵蚀沟道的遥感解译与识别、沟道勾绘精度、图形数据接边进行审核,保证普查结果的全面性和准确性。经调查东北黑土区共有侵蚀沟道29万5 663条。

我国数字水土保持建设基本思路

在分析我国水土保持信息化建设现状的基础上,提出我国数字水土保持建设的目标、任务、内容和布局等。我国数字水土保持建设目标是建立健全水土流失治理措施的监测体系,建成良好的信息管理、传输与发布的技术平台,形成良好的信息服务体系,全面提高水土保持决策能力。主要内容包括技术标准、信息基础设施、水土保持数据库、业务应用服务和信息共享平台、应用信息系统和环境建设6个方面。

土壤侵蚀遥感监测方法及其思考

土壤侵蚀监测一直是遥感和地理信息系统应用的一个重要领域。纵观国内外土壤侵蚀遥感监测方法,概括起来有遥感影像目视解译监测法、遥感光谱分析监测法、人机交互式解译监测法、智能化土壤侵蚀监测法和模型参数化监测法5种。分析各种方法的优势及其在实际应用中所面临的困难,提出基于知识库与空间信息耦合的土壤侵蚀监测方法,以满足水土保持及其管理工作的需要。

我国水力侵蚀抽样调查方法

水力侵蚀普查是2010—2012年第1次全国水利普查水土保持情况普查的重要内容之一,抽样调查是本次水力侵蚀普查的主要方法。野外抽样调查单元依据不同侵蚀类型区和各省份实际情况相结合的原则布设:在全国按统一网格布局,按一定密度抽样,获得野外调查单元的位置;以第4层网格(1 km×1 km)为基础,在平原区以1 km×1 km网格、在丘陵区和山区以0.2～3.0 km2的小流域作为野外调查单元。综合分析降雨、地形、土地利用和水土保持措施等影响水力侵蚀的因子,利用中国土壤流失方程来评价水力侵蚀强度,获得水力侵蚀的分布、面积与强度,为国家水土保持与生态建设提供决策依据。水力侵蚀抽样调查方法研究对全面调查和科学评价水力侵蚀现状、发展趋势和预测预报具有重要意义。

我国冻融侵蚀的调查方法

冻融侵蚀是我国仅次于水蚀和风蚀的第3大土壤侵蚀类型,也是第1次全国水利普查水土保持情况普查的土壤侵蚀类型之一,其普查方法的制定和正确运用对普查结果有重要影响。通过介绍冻融侵蚀范围的确定方法和冻融侵蚀强度评价方法,阐述冻融侵蚀分级评价中涉及到的年冻融日循环时间、日均冻融相变水量、年均降水量、坡度、坡向和植被盖度等6个因子的计算流程、赋值标准和权重,以及普查过程中各个环节的质量控制措施。研究结果对于完善我国冻融侵蚀的调查方法以及科学评价冻融侵蚀的现状、发展趋势和预测预报等具有重要意义。

我国风力侵蚀抽样调查方法

风力侵蚀普查是第一次全国水利普查水土保持情况普查的重要内容之一。抽样调查方法是风力侵蚀普查的重要方法。在介绍我国风力侵蚀野外调查单元布设、基础数据收集的基础上,详细介绍风力侵蚀模型、侵蚀因子计算方法,并结合实际调查情况,对包括资料准备、野外调查、汇总上报和成果评价等普查过程的各个阶段及其质量控制措施进行详细总结。普查技术方法的正确把握对于保证普查结果的可靠性、科学性和权威性具有重要意义,普查结果可为国家水土保持规划与生态环境建设提供基础数据。