2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会上宣布,中国二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值,努力争取2060 年前实现碳中和,标志着中国正式确立了碳中和、碳达峰战略（简称“双碳战略”）,这是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策,既是我国实现可持续发展、高质量发展的内在要求,也是推动构建人类命运共同体的必然选择。当前,中国正迈向建设社会主义现代化的第二个百年新征程。“双碳战略”目标实现将贯穿整个发展新阶段,是实现新时代生态文明、美丽中国与现代化的重要内涵。面向国家战略需求,科技界迅速响应。中国科学院于2020 年底立即启动了由丁仲礼、张涛和高鸿钧三位院士牵头的“碳中和”重大咨询项目,并组织编制和公布了“中国科学院科技支撑碳达峰碳中和战略行动计划”,明确科技支撑的目标和重点任务。2021年初,科技部成立双碳科技工作领导小组,推进《碳中和技术发展路线图》编制,推动设立了“碳中和关键技术研究与示范”重点专项,与住建部签署合作协议,围绕新型城镇化和“双碳”目标展开合作。2021年7月,教育部印发了《高等学校碳中和科技创新行动计划》。
2020年9月30日,国家自然科学基金委员会地球科学部发布了“关于2020年度第 2期专项项目申请的通知”,团队申请了“2060年碳中和目标实现路线图与可持续城市化的应对与发展战略研究”项目并获得资助,与《自然资源学报》联合策划了“双碳战略”专辑,得到学界同行的积极响应,充分反映了地理资源学界积极响应国家战略需求的热情与科学研判“双碳战略”与治理的能力。
本专辑围绕“碳中和碳达峰战略的方向与路径”这一重大问题进行组稿,共收录论文18篇,包括院士特稿1篇,“双碳战略”目标与自然资源管理、可持续城市化以及实现路径等三个方面17篇。既有理论上的新思考与新发现,也有扎实的实证与案例经验研究,可为推动国家“双碳战略”目标的落地提供参考和借鉴。
邓铭江院士以新疆为例,系统总结了新疆主要能源的储量及分布,细致梳理了现阶段能源生产与消费现状,认为新疆能源系统中化石能源占比超过85%,碳减排任务艰巨,而且弃风弃光问题严峻,指出要实现绿色转型目标,必须控制煤炭消费增长、建设水风光储一体化的清洁能源基地、扩大电力对外输送通道、推进“电气化新疆”进程等措施和建议。
山水林田湖草沙海等自然资源是碳汇的重要载体,是双碳战略目标实现的重要基底。《碳达峰碳中和目标下自然资源管理领域的关键问题》围绕“双碳”目标下自然资源管理,专家们从不同视角提出创新策略,从“要素—空间—系统”多层次视角构建低碳导向的自然资源管理体制。《碳中和目标下的国土空间格局优化：理论框架与实践策略》构建碳中和与国土空间格局优化调控的理论框架,提出区域“经济—社会—生态”复合系统的优化路径和关键领域。《中国耕地低碳利用绩效测算与时空分异》测算中国耕地利用净碳汇强度为3.644 t∙hm-2,全国及四大区域绩效均呈β收敛,省份间存在追赶趋势。《中国保护性耕作净碳汇的时空格局》测度中国保护性耕作碳汇为碳排2倍,净碳汇逐年递增,预测2030年净碳汇潜力峰值将达5794.38万t。《中国南北过渡带生态系统碳储量时空变化及动态模拟》模拟估算秦巴山地2000—2020年碳储量增加1.12×107 t,2020—2040年增长情景减少50.24×107 t,保护情景有效控制碳储量减少29.52×107 t。《近20年重庆市主城区碳储量对土地利用/覆被变化的响应及脆弱性分析》估算重庆主城区近20年碳储量累计减少5.78 Tg,建设用地侵占耕地是碳储量下降的主导因素,土地利用程度指数提高,表现负面潜在影响。《基于土地利用变化的陕西省植被碳汇提质增效优先区识别》评估生态修复工程下陕西省生态系统碳储量总体增加9.19×107 t,退耕还林（草）工程的碳汇提升明显。
城市化与经济社会发展等人类活动是碳排主要来源,是双碳战略目标实现的关键内容。《碳中和的缘起、实现路径与关键科学问题：气候变化与可持续城市化》强调从生产生活方式的需求侧改革推动碳中和目标,展望碳中和与可持续城市化领域的关键科学问题,加强气候变化—碳中和—可持续城市化关联研究。《基于函数极值条件下的中国碳达峰碳中和情景分析》分解并验证碳达峰出现理论条件,中国2030年碳排放峰值上限为112.2亿t,2060年碳中和基准情景下碳排放约为31.4亿t,强化情景下约为26.6亿t,提出低碳消费是碳中和关键。《中国低碳试点城市碳排放效率时空演变与影响因素》测度低碳试点城市的碳排放效率整体呈上升趋势,年均增长率为6.31%,城市化水平提高对碳排放效率有显著促进作用。《多情景视角下京津冀碳排放达峰预测与减排潜力》构建碳排放系统动力学模型,考察不同情景对北京碳减排、天津与河北碳达峰提前及峰值降低的影响。《全国各省域碳达峰时空特征及影响因素》构建碳达峰时间预测模型,预测2020—2040年中国各省份碳排放总量,基准情景下15个省份能在2030年前达峰,产业结构与政府干预程度等对碳达峰影响显著。
双碳战略目标任重道远,亟待探索实现的方向与路径。《国际贸易“碳中和”研究热点领域及其动向》聚焦国际贸易与碳中和密切关联,指出以生产者责任划分的碳核算原则不再适用国际贸易合作,中国亟待通过国内增汇减排与碳减排交易市场建设推动“双碳”行动。《中国环境产品进出口贸易对碳排放的影响》分析了中国环境产品进出口规模、结构与贸易网络结构演进变化,对碳排放影响表现为短期促进和长期抑制,但对进口的长期依赖不利于碳减排。《中国光伏发电的时空分布、竞争格局及减排效益》测算中国光伏装机的潜在减排效益,2030年将达到19.2亿t,大规模光伏电站的并网发电对“双碳”目标落实有重要推动作用。《基于系统动力学的中国碳减排路径模拟》从供给侧角度分析碳排放内部要素间相互关系与碳减排路径,综合调控经济、能源和产业方案,预测将于2024年达到峰值104.45亿t,2058年实现碳中和。《宜居地球、碳中和与全球可持续城市化》分析了全球大规模城市化与碳排放快速上升的事实特征,城市化地理过程是地球系统碳循环与多圈层复杂交互效应的关键环节,探索可持续城市化路径将有助于实现碳中和目标与宜居地球未来。
实现碳达峰碳中和是国家重大战略决策,是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求,也必将是一场全方位、系统性深刻变革。系统综合、学科交叉与治理创新是解决问题的三把钥匙。系统综合强调要用系统观视角,综合分析碳排与碳汇的动态平衡及其复杂性过程与机理;学科交叉突出自然、人文与工程等学科间的广泛融合与交叉,需要有勇气打破学科壁垒和边界桎梏;治理创新则要求充分借鉴国际经验,以中国特色治理体系为基础,创新碳管理的一系列政策、制度、模式与路径,形成面向双碳战略目标的科学治理的中国方案。本次专辑的18篇论文,来自于不同学科,从各自视角切入双碳战略目标,是一次有益的探索与尝试,以期抛砖引玉,激发和鼓励更多跨学科的思考和关注。
