面向碳中和的地质生态环境工程建设的分析

面向碳中和的地质生态环境工程建设的分析

张宏

云南润玖环境工程有限公司 650000

摘要：2020年9月22日，我国承诺在2030年前达到CO₂排放峰值，在2060年前努力争取碳中和。我国的碳达峰与碳中和战略，是全球气候治理、保护地球环境、构建人类共同体的重大需求，也是我国发展生态文明建设与环境综合质量的内在需求。本文根据当前我国碳中和与碳达峰的形势，以及面对的压力与挑战，从地质生态环境行业的角度出发，结合地质修复等工程特点，提出相应的减排固碳的措施以及对策。

关键词：碳中和；地质生态环境；工程建设

一、引言

碳中和战略涉及深度社会经济发展转型，其目的是实现低碳甚至灵探排放，是面向可持续发展的重大机遇。因此，要充分发挥国家自然基金的基础性、科学性、前瞻性优势，满足国家实施碳中和战略对基础科学的研究，以及面向国家碳中和的重大基础科学问题与相关解决对策。当前我国对生态文明建设与环境保护提出远景目标：到2035年，我国生态环境基本好转，能够提升生态文明，国家治理体系与治理能力已实现现代化，进而达成美丽的中国最终目标。所以，需要做好节能减排、固碳增汇等工作，使土壤、植被、海洋等碳库的碳汇作用与固碳能力得的提高，并且要做好保护山水林田湖泊等工作，以此提升生态系统固碳能力^[1]。

2. 当前国内外碳达峰与碳中和的形势

碳达峰是指某区域年度二氧化碳排放的最高值，然后经历平台期进入持续下降的过程，是CO₂排放量由增转降的历史拐点。碳中和是指某地区在一定时间内人为活动直接或间接排放的CO₂与其植树造林等吸收的CO₂相互抵消，进而实现CO₂净零排放。

我国在2020年9月22日就宣布二氧化碳在2030年达到峰值，努力在2060年实现碳中和。并且承诺2030年我国生产总值二氧化碳排放量将会下降。根据挪威环评机构的数据显示，我国是世界碳排放最主要的国家，提出在2060年实现碳中和，尽管与欧洲、日韩等发达国家相比，我国实现时间晚了10年，但仍然承受着巨大的压力。一些欧美老牌资本主义国家在20世纪末就已经达到碳达峰，美国、加拿大等国家再2007年就达到了碳达峰，窗口期明显短于欧美发达国家，在一定程度对全球气候治理起到关键性推动作用。

近几年，全球变暖问题越来越严峻，为了解决此问题，先后通过多起国际法律文本。截止2020年，全球已经超过50个国家实现碳达峰，我国以及一些其他的国家预计2030年实现碳达峰。目前全球40多个国家与经济体宣布碳中和目标，并为此写进政策文文件，其中英国重新修订气候变化法案，成为全球第一个以立法形式明确在2050年实现温室气体零排放的国家。

根据我国当前的国情来看，我国要想在2060年实现碳中和目标，需要将发展划分两个阶段，前四十年为改革开放时期，后四十年为绿色低碳，在我国实现碳中和十分困难，实现该目标，我国需要将能源结构加速转型，也是我国经济结构的一次重大变革，是一场具有深远意义的革命。因此，在后四十年绿色低碳的窗口期，我国要严格制定与实施绿色低碳的转型方案，必须进行系统性干预，才能够避免碳锁定效应，在2060年实现碳中和目标^[2]。

2. 面向碳中和的地质生态环境工程施工减排增汇的有效策略

当前我国荒漠化情况严重，水土资源过度开发，导致水土流失，进而出现地质生态问题。在地质生态环境建设中，按照碳中和的目标，要从工程设计、施工方案优化、技术措施改进、绿色施工管理等方面进行改进。

1. 蓝绿工程减排碳汇能力需提高

蓝绿工程是指城市中蓝绿基础设施，例如，城市中的绿地、开放空间、公园等。通过对生态系统的碳储存机理、途径以及能力的研究，提升蓝绿工程碳减排与碳汇能力，减缓及适应气候变化，促进城乡宜居环境，实现碳中和目标。主要措施为：要利用绿色制备的生物固碳作用，不仅能够减缓气候变化，调节微气候，还能够提高绿色制备产生的生物质转化为能源能力，以此减缓城市能源压力。其次，建筑方面要提高绿色覆盖度的设计，建筑采用绿色屋顶或绿色墙体，使其夏季凉爽冬季保温，能够对建筑室内的气温起到调节作用，进而减少空调制冷或供暖的需求，达到节约能源的目的。

2. 低碳土地整治

根据相关机构对我国草地土壤固碳微生物群落特征及其固碳潜力进行深入的研究，表明：荒漠草地与草原土壤固碳微生物数量抵御草甸土壤，其碳固潜力却高于草甸土壤，土壤微生物固碳量与地上植被生物量和土壤胺浓度显著负相关，表明越贫瘠土壤微生物固碳的潜力越大，例如，荒漠草地。土壤固碳微生物数量随着均降水量、地上植被生物量与土壤铵态氮浓度增加显著提高，但随干旱度指数增加而降低^[3]。根据研究结果，借助土地整治充分发挥土壤的固碳功能，可研发低碳土地整治工程技术，通过研发此项技术，探索开展低碳型全域土地综合整治试点，保护土壤有机碳库，培养土壤固碳的细菌群落。

在耕作期间，尽可能施用有机肥，以此改善土壤结构，可通过多种管理方法来促进增加土壤中的有机质含量，让更多的碳返回土壤，使土壤碳储存量增加，还能够提高生产率。抗除草剂是转基因作物的主要性状，种植此类植物可利用除草剂，防止传统的翻耕除草、减少农田扰动，进而降低由于机械作用而产生的二氧化碳和其他温室气体。

3. 露天矿山的生态修复

废弃矿区与闭坑矿区整治需要采用多样化方法，例如，扩大植被覆盖面积、发展固碳林、增加林地碳储量，防止多余的碳向大气排放，以此提升矿区林草碳汇能力。要根据矿坑地形的实际情况，采用修剪生态沟渠、生态道路、场地渍水净化系统等，以提高修复后的矿区生态功能。传统沟渠与生态沟渠不同，传统沟渠会对物种的生存与发展带来不利影响，如果采用生态衬砌的方式，在生态卡扣护坡转上预留生态孔，只衬砌至设计水位，并采用草皮护坡，此方式与传统方式相比具有许多优点，不仅为水生生物提供栖息场所，卡扣护坡转预留孔能够将场地的渍水排出，有效解决了土场潜育化的有效工程，另外，还能够减少混凝土使用量，减低碳排放与能源的消耗。

4. 改造传统建筑

当前根据国际能源署发布的报告显示，总碳排放量持续上升，如果按照目前建筑能耗标准与管理水平以及城市化建设的程度提高，建筑建造行业的温室气体排放还在持续上升，需要对建筑进行绿色低碳改造。首先应积极参与绿色建筑与既有建筑绿色改造设计与施工，优化被动房的设计，被动房是指通过特殊的建筑设计，让建筑在冬季能够充分利用太阳辐射取暖，夏季减少太阳的辐射，并保证室内环境通风舒适。其次，推广零碳建筑，其是指在不消耗煤炭、石油、电力能源的情况下，由可再生能源提供全年能耗的节能建筑，主要特点是加强建筑围护结构的被动式节能设计，还将建筑能源的需求转向太阳能或其他再生能源，从而解决了人类、建筑、环境的之间的矛盾，和谐发展。

5. 生态修复效果评价

国内外在建筑、蓝绿工程、市政工程方面的固碳进行了核算及生态效益评价，并且已经具有成熟的评价模式与公式。但对于露天矿山的修复取得的生态效益评价，国内媒体却少有报道。例如，地形重塑、土壤重构、植被重建、水环境建造后所取得的生态效益等^[4]。矿山修复效果可根据两个阶段进行，其一是核算矿山修复期间人员、机械、材料、施工等全过程的能源消耗、水资源消耗以及碳排放。其二是评估矿山修复工程结束后的直接生态效益，包括植被覆盖率、生物量以及碳储存等方面。

结束语：

综上所述，当前我国为了达到碳达峰与碳中和的目标，已经开始研究基本思路与举措。地质生态环境工程建设重点要依托绿色建筑、矿上修复、国土整治以及污染土壤修复等方面，结合地质环境工程的特点，因地制宜，做好施工期间低碳生产与绿色施工，以及修复后矿上碳养护与评价工作，为国家实现碳达峰与碳中和的目标做出贡献。

参考文献：

1. 程昊,蔡瑛芙.面向碳中和的地质生态环境工程建设的思考[J].交通节能与环保,2021, 17(4):4.

2. 《中国矿业报》报社.地质工作与碳中和——实现碳达峰,碳中和的自然碳汇解决方案.

3. 肇倩莹.污水厂碳排放模型建立与碳中和运行潜力测算[D].沈阳建筑大学,2018.

4. 郝晓地,李季,曹达啟.污水处理碳中和运行需要污泥增量[J].中国给水排水,2016, 32(12):6.