摘要：为应对全球气候变化和环境污染带来的挑战，我国已在第七十五届联合国大会作出二氧化碳排放力争2030年前达到峰值、2060年前实现碳中和的承诺。文章结合当前国内外碳达峰、碳中和形势和我国面临的压力和挑战，从地质生态环境行业角度，结合蓝绿工程、低碳土地整治、绿色建筑以及矿山生态修复等工程特点，提出相应的减排固碳的措施和对策。
关键词：碳达峰；碳中和；地质生态；环境工程；建设思考
1引言
2020年9月22日，国家主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，我国二氧化碳排放量力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。2021年3月13日，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》全文，进一步明确了“十四五”时期“单位GDP能源消耗和单位GDP二氧化碳排放分别降低13.5%、18%”的目标要求。2021年3月15日，中央财经委员会第九次会议，研究了实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措，以及“十四五”期间要重点做好的七个方面工作[1]。目前，我国对生态文明建设和生态环境保护提出了远景目标：到2035年，生态环境基本好转，美丽中国目标基本实现；到本世纪中叶，生态文明全面提升，实现国家治理体系和治理能力现代化。所以，统筹做好节能减排、固碳增汇等系统性工作，提高土壤、植被、海洋等碳库的碳汇作用与固碳能力，做好山水林田湖草沙一体化保护与修复、低碳土地整治工作、提升生态系统固碳能力，将是未来一段时间的主要任务。
2碳达峰碳中和国内外形势
2.1碳达峰碳中和的概念
碳达峰，就是某个地区或行业年度二氧化碳排放量达到历史最高值，然后经历平台期进入持续下降的过程，是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点。碳中和，就是某个地区在一定时间内（一般是一年）人为活动直接或间接排放的二氧化碳与其通过植树造林等吸收的二氧化碳相互抵消，实现二氧化碳“净零排放”。
2.2国内形势
2020年9月22日，国家主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布，我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和，并于2020年12月的气候雄心峰会上宣布，到2030年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右，森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。根据PBL挪威环评机构的数据，2018年全温室气体排放量约为556亿吨二氧化碳当量，碳排放量前五的国家排放了全体62%的温室气体，依次为中国（27%）、美国（13%）、欧盟27国家（8%）、印度（7%）和俄罗斯（5%）。中国已成为世界碳排放最主要国家，提出在2060年前实现碳中和，虽然相较于欧洲和日韩等发达国家的2050年碳中和实现时点晚10年，但压力巨大。以德国、法国、英国等为代表的国家在20世纪80年代左右就已经碳达峰，以美国、加拿大、意大利为代表的国家在2007年左右就已经碳达峰，这些发达国家实现碳中和的窗口期分别为70年、45年左右的过渡期。而我国计划从2030年碳达峰到2060年实现碳中和，窗口期仅为30年，明显短于欧美等发达国家。但这将可能使全球实现碳中和的时间提前5～10年，也将对全球气候治理起到关键性的推动作用。
2.3国际形势
为解决全球变暖问题，人类历史上先后通过了三个里程碑式的国际法律文本：一是1992年在巴西里约热内卢举行的联合国环境与发展大会上通过的《联合国气候变化框架公约》，该公约具有法律约束力，终极目标是将大气温室气体浓度维持在一个稳定的水平，在该水平上人类活动对气候系统的危险干扰不会发生；二是1997年在日本京都通过的旨在限制发达国家温室气体排放量以控制全球变暖、具有法律约束力的《京都议定书》，首次为发达国家设立强制减排目标，也是人类历史上首个具有法律约束力的减排文件；三是2015年签署了《巴黎协议》，要求全球尽快实现温室气体排放达到峰值，本世纪下半叶实现温室气体净零排放。截至2020年，全球已有53个国家如瑞士（2000年）、意大利（2007年）、冰岛（2008年）已经实现碳达峰，中国、马绍尔群岛、墨西哥、新加坡的碳排放预计在2030年以前达峰，届时这些国家的碳排放总量将占全球碳排放的60%。截至2020年底，全球共有44个国家和经济体正式宣布了碳中和目标，包括已经实现目标、已写入政策文件、提出或完成立法程序的国家和地区。其中，英国2019年6月27日新修订的《气候变化法案》生效，成为第一个通过立法形式明确2050年实现温室气体净零排放的发达国家。
2.4中国面临的压力
有专家认为，我国2060年前实现碳中和的目标，将中国发展划分为了两个阶段：前40年是改革开放，那么后40年则是绿色低碳。中国实现碳中和并非易事，“3060碳达峰碳中和”目标是在中国经济持续增长、能源需求持续增加的背景下实现，这个过程的实现不仅需要中国能源结构的加速转型，更是中国经济结构的一次变革，是一场意义深远的供给侧和需求侧的革命[2]。《中国低碳发展战略与转型路径研究》提出，中国需在2030年前执行“强化政策路径”，其后加速向“1.5℃路径”靠拢。因此，在未来的40年窗口期，我国必须从现在开始制定并严格实施绿色低碳转型方案，需要尽快进行系统性干预来避免碳锁定效应才能促使2060年碳中和目标如期实现。
3基于碳中和的地质生态环境工程施工减排增汇措施探讨
当前，由于荒漠化、水土流失、水土资源开发利用等引起的地质生态环境问题，其既是环境地质问题，也是生态环境问题。地质生态环境建设中，按照碳达峰碳中和目标，如何从工程设计、施工方案优化、技术措施改进、绿色施工管理等方面做好碳的减排增汇，提出几点思考。
3.1提高蓝绿工程的减排碳汇能力
蓝绿工程即城市蓝绿基础设施（UrbanGreenandBlueInfrastructure，简称GBI)），通常包括开放空间、公园、绿地、人工湿地、建筑物绿色屋顶、街树、绿色墙壁、城市农业等。通过研究GBI生态系统的碳储存机理、途径和能力，建立、维护或修复并提升GBI系统的碳减排和碳汇能力，减缓及适应气候变化，促进城乡宜居环境实现碳中和目标。主要措施有：（1）充分利用绿色植被的生物固碳作用，可以减缓气候变化，调节微气候。同时，提高绿色植被产生的生物质转化为能源能力，减缓城市能源压力。（2）提高建筑绿色覆盖度设计。建筑绿色屋顶或者绿色墙体夏季降温和冬季保温，调节室内气温，减少空调制冷和供暖需求，节约能源。（3）进行屋顶光伏（PV）板改造设计。建筑屋顶光伏（PV）板可以进行太阳能发电，将建筑物从能源消费者转变为能源生产者，间接为城市能源产量做贡献。
3.2低碳土地整治
最近，中国科学院青藏高原研究所研究人员深入研究了草地土壤固碳微生物群落特征及其固碳潜力。研究表明：荒漠草地和草原土壤固碳微生物数量远低于草甸土壤，但其固碳潜力却比草甸土壤高61%。土壤微生物固碳量与地上植被生物量和土壤氨浓度显著负相关，表明越贫瘠土壤中微生物固碳潜力越大，如荒漠草地。土壤固碳微生物数量随年均降水量、地上植被生物量和土壤铵态氮浓度增加而显著升高，但随干旱度指数（1-AI）增加而降低。根据研究成果，可借助土地整治充分发挥土壤的固碳功能，可尝试采用以下措施：（1）研发低碳土地整治工程技术通过研发低碳土地整治工程技术，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，培育土壤固碳的细菌群落和微生物群落。同时，开展土地整治全过程碳收支评价，研究土地整治工程的减排固碳效果。（2）农业保护性耕作施用有机肥可改善土壤结构，使用多种管理方法（如少耕种、秸秆还田、种植覆盖作物、轮作、施肥、更多地结合种植固氮豆科作物），促进增加土壤中的有机质含量，使更多的碳返回土壤，不仅有助于提高土壤碳储存，还可提高生产率。因此发展有机农业，固碳贡献率非常可观。（3）发展转基因农业抗除草剂是转基因作物的主要性状之一，种植该类作物，可以利用除草剂除草，避免了传统的翻耕除草，可以减少农田扰动，大幅减少由于机械作用而产生的CO2和其他温室气体。（4）研究碳吸收土壤假如土壤中含有硅酸钙，那么植物根系排放出来的CO2可能会和土壤中的钙起反应，形成无害的矿物质碳酸钙，使CO2被安全地锁定在碳酸钙里，以覆盖在卵石表面或自成颗粒的形式保存在植物根系周围的土壤里。这一思路可应用于土地复垦、土地修复和其他开发项目中混合含钙丰富且具有CO2保存能力的土壤治理，成为特制碳吸收土壤。
3.3露天矿山的生态修复
采用生物多样性方法和措施，对废弃矿区及闭坑矿区进行生态修复和土地绿化整治，通过扩大植被覆盖面积，发展固碳林，增加林地碳储量，防止多余的碳向大气排放，提升矿区林草碳汇能力。根据矿坑地形情况，采用修建生态沟渠、生态道路、场地渍水净化系统、生物通道和生物栖息地等工程和生物措施，提高修复后的矿区生态功能。3.3.1生态沟渠。传统沟渠不利于物种生存和生物多样性发展。而如果采用生态衬砌方式，在生态卡扣护坡砖上预留生态孔，只衬砌至设计水位，设计水位以上采用草皮护坡。这种生态衬砌方式，相对于传统衬砌方式，有以下优点：一是为水生生物提供了栖息场所；二是卡扣护坡砖预留孔能够排除场地渍水，是解决土场潜育化的有效工程措施；三是减少了混凝土的使用量，降低了碳的排放和能源消耗[3]。3.3.2生态道路。矿区内修复后，区域内道路修建采用泥结碎石路面，既能满足交通需求，也为矿区内不同生态景观内动植物提供栖息和通行的廊道，也避免了采用混凝土路面引起的能源消耗。3.3.3场地渍水净化系统。将矿区场内积水、渍水引进生态净化系统，经过生态净化池中石菖蒲、千屈菜、芦苇等水生植物的吸收、分解、同化作用和生态池的净化作用及代谢作用，降低水中氨氮磷或重金属含量，避免水质富营养化，从而达到积水循环利用、自我净化的效果。3.3.4生物通道和生物栖息地。一是生物通道的修建。山坡和水池坡岸修建多个缓坡斜坡，作为生物通道，便于落入水中的动物攀爬逃生和山坡爬行，有利于生物在被水渠割裂区域的迁徙；二是预留生物栖息地，在矿区周边预留农用地或经济林地作为生物栖息地，以更好地保护区域生物群落。
3.4升级改造传统建筑
据国际能源署(IEA)和联合国环境规划署(UNEP)的《2020年全球建筑和建造业状况报告》显示，2019年全球建筑建造行业碳排放占总碳排放的38%。若按目前建筑能耗标准和管理水平，随着城市化程度的不断提高，建筑建造行业的温室气体排放还将持续上升。因此，对现存建筑进行绿色低碳改造势在必行[4]。3.4.1积极参与绿色建筑与既有建筑绿色改造设计与施工。（1）进一步优化被动房设计所谓被动房，就是指通过特殊的建筑设计，使建筑在冬季充分利用太阳辐射热取暖，尽量减少因围护结构及通风渗透而造成的热损失；夏季则尽量减少因太阳辐射、室内人员活动及设备散热造成的热量，依靠建筑物的遮挡功能，实现室内环境的通风舒适。（2）推广零碳建筑设计所谓零碳建筑是指在不消耗煤炭、石油、电力等能源的情况下，全年的能耗全部由场地产生的可再生能源提供的节能建筑。其主要特点除加强了建筑围护结构的被动式节能设计外，还能将建筑能源的需求转向太阳能、风能、浅层地热能、生物质能等可再生能源，为人类、建筑与环境的和谐共生找到了最佳的解决方案。3.4.2做好建筑工程的绿色策划与绿色施工。[5]（1）结合施工现场及周边环境、工程实际情况等进行影响因素识别和环境风险评估，并依据分析和评估结果进行绿色施工策划。（2）按照《建筑工程绿色施工评价标准》（GB/T50640）要求，明确项目绿色施工关键指标。（3）对生态环境保护、资源节约与循环利用、碳排放降低、人力资源节约及职业健康安全等进行总体分析，策划适宜的绿色施工技术路径与措施。（4）按照《建筑工程绿色施工规范》（GB/T50905）要求，做好工程建设期“五节一环保”的绿色施工，即：节水、节地、节材、节能、节人和环境保护。（5）积极采用工业化、智能化建造方式，实现工程建设低消耗、低排放。（6）建立完善的绿色建材供应链，采用绿色建筑材料和部品部件。（7）编制施工现场建筑垃圾减量化专项方案，实现建筑垃圾源头减量、过程控制、循环利用。
3.5开展生态修复效果评价
目前，国内外在建筑、蓝绿工程、市政工程方面的固碳核算及生态效益评价，已有成熟的评价模式和公式，但是露天矿山的修复，包括地形重塑、土壤重构、植被重建、水环境建造后所取得的生态效益评价，国内鲜有报道。对矿山修复效果，作者认为可基于生命周期分析（LCA）来进行，应该包括两个阶段：一是核算矿山修复期间人员、机械、材料、施工等全过程中的能源消耗、水资源消耗及碳排放；二是评估矿山修复工程结束后的直接生态效益，评估指标包括植被覆盖度、生物量、碳存储量、植物群落稳定性等方面。
4结语
目前，碳达峰碳中和的目标已经锁定，国家已开始研究实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措，以及“十四五”期间要做好的重点工作。作为地质生态环境工程建设，重点依托绿色建筑、矿山修复、国土整治、污染土壤修复、水环境治理等方面，紧密结合地质环境工程特点，因地制宜，做好施工期低碳生产和绿色施工，做好修复后矿山碳养护和评价，为国家碳达峰碳中和做出应有的贡献。
参考文献：
[1]何建坤．强化实现碳达峰目标的雄心和举措[N]．中国财经报，2020-11-17（002）．
[2]潘家华．建设美丽城市要突出碳中和取向[N]．经济日报，2020-11-27（11）．
[3]王浩，李文华，李百炼，等．绿色青山的国家战略、生态技术及经济学[M]．江苏凤凰科学技术出版社，2019．
[4]杨基春．新能源在建筑节能领域中应用的思考[J]．应用能源技术，2008（3）．
[5]住房和城乡建设部办公厅．关于印发绿色建造技术导则（试行）的通知[Z]．北京：住房与城乡建设部，2021．
作者:程昊 蔡瑛芙 单位:中煤建工集团有限公司