我国流域减污降碳协同增效：路径、技术与对策
Pathway, Technology, and Strategy for Synergizing the Reduction of Pollution and Carbon Emissions in China's Watersheds
“十四五”时期，我国生态环境保护进入了减污降碳协同治理的新阶段。流域承载了经济社会发展的巨大负荷，排放和消纳了大量温室气体和污染物，在流域尺度上推进减污降碳协同成为当前备受关注的问题。本文阐述了流域尺度上温室气体和污染物的协同减排机制，将流域划分为人工生态系统和自然生态系统，列举了不同生态系统间减污降碳协同的主要路径和重点技术，并以黄河流域、长江流域为例，分析了在流域尺度上减污降碳协同技术的具体应用情况。在负排放技术、农业面源污染控制技术和水体富营养化修复技术的支撑下，本文提出了细化流域水生态环境保护标准、建立监控预警和风险防控系统，构建污染源和温室气体排放源综合整治体系、健全流域管控机制，加大科技支撑力度、积极开展气候变化国际合作等对策建议，助推我国流域减污降碳协同。
China's eco-environmental protection enters a new stage of synergizing the reduction of pollution and carbon emissions during the 14th Five-Year Plan period. Watershed bears heavy loads from economic and social development and emits a large amount of greenhouse gases and pollutants. Therefore, synergizing the reduction of pollution and carbon emissions on a watershed scale becomes an issue of concern. This study expounds on the synergistic mechanism for the reduction of greenhouse gases and pollutants, categorizes the ecosystem of a watershed into artificial and natural ecosystems, and proposes the main pathways and key technologies for these ecosystems. Using the Yellow River basin and the Yangtze River basin as examples, specific applications of the key technologies are summarized. Negative emissions technology, agricultural non-point source pollution control technology, and water eutrophication remediation technology should be further developed. Furthermore, three countermeasures are proposed: (1) refining the water ecological environment protection standards and establishing a risk prevention and control system; (2) establishing a comprehensive treatment system for pollution and greenhouse gas emission sources to improve the watershed management and control mechanism; and (3) increasing investment in science and technology and participating in international cooperation on climate change.
减污降碳 / 协同 / 流域 / 温室气体 / 污染物 / 负排放技术
减污降碳 / 协同 / 流域 / 温室气体 / 污染物 / 负排放技术 / reduction of pollution and carbon emissions / synergization / watershed / greenhouse gas / pollutant / negative emissions technology
| 流域 | 概述 | 技术应用 | 未来发展建议 |
|---|---|---|---|
| 黄河流域 | 总面积约为7.95×105 km2，横跨9个省区，人口与地区生产总值分别约占全国的30%和25%。2021年，黄河流域第一产业占比为8.8%，第二产业占比为41.4%，第三产业占比为49.8%，产业结构“倚能倚重”特征明显 | 当耕地或其他土地利用类型转化为林地和草地时，土壤有机碳含量显著增加。增加土层深度可有效减少土壤有机碳损失 ［27］ 流域内236个燃煤发电厂若采用结合强化水回收技术的CO2捕获和储存技术，每年最大可捕获7.39×108 t CO2，并可在退役前提供约1.31×1010 t淡水 ［28］ | 产业结构、能源强度以及能源结构是推动流域内各省区碳减排的重要因素，应重视工业领域的绿色低碳转型。例如，流域上游的清洁能源发展优势明显，通过“西气东输”“西电东运”等政策规划，带动整个流域能源结构的优化 ［29］；流域内碳减排与大气污染物控制的协同效益逐年增加，应不断升级产业结构，重点发展现代服务业和高新技术产业，严格执行产业环境准入制度 ［30］；应根据不同省区的发展现状设计不同的碳控制路径：山东和河南应重点增加对绿色技术尤其是全氧燃烧技术的投资，甘肃、宁夏和青海可通过土地利用变化和林业活动抵消部分碳排放，四川和内蒙古应提高能源利用效率，陕西和山西可利用绿色金融实现地方产业升级 ［31］；为实现流域农业面源污染高效治理，应注重陕西、河南和山东等省份瓜果蔬菜化肥减量，以及西部地区牛羊养殖和中东部地区生猪养殖污染治理 ［32］ |
| 长江流域 | 总面积约为2.052×106 km2，覆盖11个省市，人口与地区生产总值均超过全国的40%。2021年，长江流域第一产业占比为7.6%，第二产业占比为38.3%，第三产业占比为54.1%，产业以劳动和资本密集型为主 | 长江防护林工程对长江经济带碳储量和碳汇量的贡献率（81%~83%）高于其他重点生态工程 ［33］ 在植树造林过程中，较之于土壤碳固定，更多的碳固定来自于生物质的积累；优化植树造林措施可增加碳固定潜力 ［34］ 人工湿地系统可实现对农田排水的生态拦截，其对水体总氮、总磷的去除率均可达到60% ［35］ | 流域内第二产业贡献了近80%的CO2排放。在工业和能源消费部门中，热电生产和供应以及非金属矿产品工业排放了最多的CO2，应大力发展清洁能源，形成有助于优化以煤炭为主的能源消费结构 ［36］；为促进产业升级和转移，东部省份应加大自主创新力度，提高产能，促进低碳工业化；中部省份应依靠技术创新减少经济发展对资源的依赖；西部省区要加大科技投入，在发达地区进行产业转移。同时，区域间应加强科技产业的交流与合作，使经济实力强、技术人才水平高的区域带动其他区域高质量发展 ［37］ |
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中国工程院咨询项目“面向生态文明建设的水安全保障战略研究”(2021-XBZD-05)()
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