生态文明建设是中国特色社会主义事业的重要内容，关系人民福祉，关乎民族未来，事关两个一百年奋斗目标和中华民族伟大复兴中国梦的实现。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央高度重视生态文明建设，党中央、国务院先后出台了一系列重大决策部署，推动生态文明建设取得了重大进展和积极成效。但总体上看我国生态文明建设水平仍滞后于经济社会发展，已成为经济社会可持续发展的重大瓶颈制约。

习近平总书记指出：要把生态环境保护放在更加突出的位置，像保护眼睛一样保护生态环境，像对待生命一样对待生态环境。党的十八大以来，党中央、国务院对生态文明建设作出一系列重大战略决策和部署，绿水青山就是金山银山已成为全国人民的共识，全社会保护生态环境的合力正在形成。在生态文明建设稳步推进的当前阶段，我们更多需要的是良好的科研支撑和有效的实施方法。

一、坚持绿色发展，亟需增加碳汇手段工业文明为人类创造了丰富多彩的社会财富和幸福生活的同时，也带来了对生态环境的巨大伤害，目前全球气候变暖日益严峻。中国作为负责任的大国，不仅签署了《巴黎协定》，而且在中美联合声明中作出了庄严承诺：中国到2030年左右达到碳排放峰值，并将于2030年将非化石能源在一次能源消费中的比例提高到20%。

为了减少碳排放，尽早完成《巴黎协定》的承诺，中国不仅要积极探索绿色发展方式，优化能源结构，还必须增加森林、草原、湿地、海洋碳汇等手段，有效控制二氧化碳、甲烷、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫等温室气体排放。《中共中央、国务院关于加快推进生态文明建设的意见》指出，坚持把绿色发展、循环发展、低碳发展作为生态文明建设的基本途径。

事实上绿色发展、循环发展和低碳发展的本质，都是要根据能源规律，通过人类资源消耗与资源补偿的平衡，达到低碳甚至零碳发展。绿色发展的关键是提高植物光合作用效率，增加地球生物质总量。

一方面，不断扩大生态面积和生态空间，重视石漠化、荒漠化、沙漠化、海岸侵蚀、水土流失区域的生态建设，科学地协调发展农、林、牧、副、渔。另一方面，不断增加地球生物质总量和生物的种群数量，种植速生草本植物、灌木和乔木，形成多盖度的复合生态系统，从生物链的源头为生物多样性创造条件，增强生态生产力；采用生物工程技术，最大限度地获得生物质累积量，达到人类资源消耗与资源补偿平衡。循环发展的关键是研究掌握碳循环规律。

采用生物育种技术，改良遗传特性，选育优良高产的生物品种，在单位时间内反复收获，实现生物飞跃大增产，将大气圈中的二氧化碳转入生物圈中，发展育种、种植经济，增加生物固碳量；种草、造灌、植树，形成多盖度的复合生态系统，发展生态固碳经济，扩大植物蓄碳量；改良耕作方式，生产、使用生物有机肥，增加土壤中生物质总量及动物、微生物的种群数量，发展土壤固碳经济，提高土壤储碳量；运用生物技术，加工生物碳产品，制备生物制品，发展生物产品固碳经济，拓展生物封碳量；繁育丰产的水生生物，发展渔业固碳经济，加大水圈转碳量；扩大畜牧业规模，促进植物碳转化为动物碳，发展畜牧业固碳经济，扩充动物传碳量；收集生物质直接填埋，把生物碳输入岩石圈，发展碳封存经济，限制大气总碳量；用清洁能源替代化石燃料，发展新能源经济，控制大气增碳量；采取节能减排措施，提高能效，发展碳减排经济，减少人为排碳量；综合开发利用大气碳资源，建立人工碳库，发展碳循环经济。将光合作用吸收大气中的二氧化碳形成的生物质分配到新气候经济的产业链中，通过固碳、蓄碳、储碳、封碳、转碳、传碳、限碳、控碳、减碳、用碳等方法，实现全球净零碳排放，解决资源与相关环境问题。因此，必须深入研究碳循环原理，有效增加碳汇手段。

碳汇，是指通过植树造林、森林管理、植被恢复等措施，利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，并将其固定在植被和土壤中，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。地球大气中有动碳与静碳两种物质。动碳（碳源）是指地球大气圈中能自由运动，产生大气温室效应的含碳物质及二氧化碳当量物质；静碳（碳汇）是指大气圈、生物圈、水圈、岩石圈中不产生大气温室效应的含碳物质及二氧化碳当量的前体物质。

在一定条件下，动碳和静碳可以相互转化。动碳转化成静碳时，大气温室效应减弱；静碳转化成动碳时，大气温室效应增强。因此，如何把动碳转化成静碳，增加碳汇，就成为亟需解决的问题。

生物的光合作用与氧化作用对地球环境具有动态影响。首先，生物的光合作用具有降温效应与储能效应。降温效应是指生物圈通过光合作用吸收二氧化碳，减少大气圈中的二氧化碳总量，增加下垫面对太阳辐射的反射，降低大气温室效应的现象；储能效应是指地球生物圈吸收太阳能，转变成化学能的形式储存在生物质中的现象。

增加地球生物圈光合作用的面积、空间和生成物的总量，可使降温效应和储能效应增强；减少地球生物圈光合作用的面积、空间和生成物的总量，可使降温效应和储能效应减弱。其次，生物的氧化作用具有增温效应与释能效应。增温效应是指地球生物质通过氧化作用释放二氧化碳，增加大气圈中的二氧化碳总量，减少下垫面对太阳辐射的反射，增强大气温室效应的现象；释能效应是指地球生物质氧化释放热能减少能源物质储存量的现象。

增加地球生物质氧化的总量，可使增温效应和释能效应增强；减少地球生物质氧化的总量，可使增温效应和释能效应减弱。如果生物的光合作用与氧化作用达到平衡，就意味着光合作用吸收大气圈中的二氧化碳总量减去生物氧化排放到大气圈中的二氧化碳总量等于零，这就是零碳。光合作用产物的量大于生物氧化的量时，地球储存的生物质总量增加，大气温室效应减弱，温度下降；生物氧化的量大于光合作用产物的量时，地球储存的生物质总量减少，大气温室效应增强，温度上升。

零碳发展以节能减排为基础，以生物碳封存为措施，以实现全球温室气体净零排放为目标。二、培育速生碳汇草，有效减少碳排放联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）指出，化石燃料燃烧和土地利用变化是人类活动造成的主要二氧化碳排放源，二氧化碳排放总量的30%被海洋生态系统吸收，25%被陆地生态系统吸收，45%滞留在大气圈中。据此，如果人类通过减排、替代、转化、抵消和封存每年碳排放总量的50%左右，可实现大气二氧化碳零增长，适度增加碳封存量，可实现大气二氧化碳负增长。

速生碳汇草研究的开展，使人们找到了转化和封存碳的有效手段。所谓速生碳汇草，指自然界中生长发育迅速，可以反复萌发，捕碳效率高，一年能刈割多次的速生草本植物。目前经科学研究，共选育了76个陆生和水生品种，适应种植范围广。

实验证明，选育的速生碳汇草叶片总面积50年累积值是同等面积乔木50年累积值的260～370倍，叶绿体总数量50年累积值是同等面积乔木50年累积值的250～350倍。速生碳汇草及生物碳产品经南方林业生态应用技术国家工程实验室和湖南农业大学教育部重点实验室检测，平均碳含量为49.2%；经中南大学能源环境检测与评估中心检测，每公斤热值为3000～4500大卡；经湖南工业大学检测证明，经过紫外光加速老化实验，储藏50年无明显变化；经中国质量认证中心核算，每亩年净碳汇量为14吨；50年的碳汇增量是同等面积森林碳汇增量的650倍；因此可以说速生碳汇草是一类快速捕碳固碳、调节大气温室效应的先锋植物。

速生碳汇草与乔木的固碳效率差异，其本质是C4植物与C3植物的光合效率差异。草本植物系C4植物，光合作用启动快，效率高。

木本植物系C3植物，光合作用启动慢，效率低。C4途径的光合效率比C3途径高的原因是PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）与二氧化碳的结合能力远远大于RuBP（1,5-二磷酸核酮糖），这是C4植物固碳效率高于C3植物的关键。C4途径主要存在于草本植物中，至今木本植物中还未发现C4途径。

与木本植物相比，速生碳汇草生长发育迅速，可反复萌发和刈割，在单位时间、单位面积内能多次收获生物质，生物质累积量大，能快速捕碳固碳，调节大气温室效应；而木本植物生长缓慢，不可反复萌发和刈割，在单位时间、单位面积内不能多次收获生物质，生物质累积量小。速生碳汇草的界定、选育与种植，为实现生物质大增产和形成丰富多彩的生态系统创造了条件。第一，由于生物光合作用生产1吨生物质需吸收大气中1.47吨二氧化碳，可向大气中释放1.07吨氧气，速生碳汇草加速大气圈中的动碳转变为静碳，同时向大气中释放大量的氧气，为臭氧层输送氧源，屏障紫外线辐射，把太阳射向地球表面的光线更多地向太空反射，降低大气温室效应；第二，速生碳汇草使光能更多地转变为化学能被吸收储存，增加了地球能源物质的储存量，提高了地球生物圈光合作用产物的总量，在为人类创造社会财富的同时，调节和稳定地球气候系统。

第三，速生碳汇草可转化大气中的二氧化碳，吸附、降解、转化土壤和水体中的重金属离子（铅、镉、砷、汞等）、农药、石油等多种污染物质，修复生态系统，可促进生物链循环，创造和增加生物种群数量。三、创建零碳发展新模式，建设零碳排放示范区为贯彻绿色发展理念，党的十八届五中全会提出，实施近零碳排放区示范工程。所谓近零碳排放区示范工程，是指基于现有低碳试点工作基础和低碳技术成果，在工业、建筑、交通、能源、农业、林业、废弃物处理等领域综合利用各种低碳技术、方法和手段，以及增加碳汇、购买自愿减排量等碳中和机制减少碳排放，使在指定评价范围内的温室气体排放量逐步趋近于零，最终实现绿色低碳发展。目前在广东省部分地区已经陆续开展试点，以期为中国探索近零碳排放提供先行经验。

开展近零碳排放区示范工程，需要编制近零碳排放城市示范区发展规划，推进能源优化利用，打造低碳产业体系，推动城乡低碳化建设和管理，实施控制温室气体排放目标考核制度，以及在生态农业建设、绿色城镇化和绿色金融支持等方面全面实施创建示范工程任务。这是一项综合性工程，其核心是探索零碳排放模式。从高碳到低碳，从低碳到零碳，是人类发展理念和方式的不断飞跃，零碳排放模式是可持续发展的高级方式和终极目标。

运用系统工程技术，规划、普查、核算、核查、统筹总排碳量与总减碳量，采用节能减排、绿色能源替代、碳产品封存、生态碳汇补偿及实体碳交易等方法，使一个行政区划（或一个单位）边界范围内的总排碳量与总减碳量处于动态平衡，这就是零碳区域发展模式。我们应立足现有成果，在全国范围内创建更多零碳区域。创建方法是采取整体规划、全面统筹、分步实施策略，分阶段实现规划目标：一是实现单位GDP碳排放量的零增长或负增长；二是实现年度碳排放总量的零增长或负增长；三是实现二氧化碳零排放或负增长。

通过创建零碳工厂零碳机关零碳学校零碳社区零碳村庄零碳乡镇零碳县（区），形成零碳负碳发展模式，然后复制和推广，逐步实现零碳国家零碳世界发展模式。目前，湖南省长沙县、桃源县、娄底市以速生碳汇草捕碳固碳技术和实现零碳区域发展模式的方法为支撑，正在创建全国首个零碳县负碳县零碳市。经《人民日报》《光明日报》《经济日报》《科技日报》等媒体报道，对其他地区形成示范作用。

创建零碳新模式，还要创新碳税制度。对化石燃料及产品按碳含量的比例征税，可实现减少化石燃料消耗和二氧化碳排放的目的。

没有消费就没有生产，没有生产就没有排放，每一个使用产品的人都应该成为缴纳碳税的主体。应建立与实体碳交易相符合的碳税制度，用碳税支撑生物碳封存和发展新气候经济，创建零碳发展模式，用积极的态度和行动应对全球气候变暖。建议创立《国际生物碳封存与碳排放权交易新公约》，制定《生物碳封存的技术标准》，用生物碳产品参与碳交易，根据生物碳封存量收取碳排放权交易费，改虚拟的碳排放权配额指标交易为实物碳交易。建立有力的治碳制度和技术标准，并严格执行，既能解决我国节能减排的难题，又可解除西方国家要求减排的巨大压力，使我国获得治碳的主动权、话语权与经济权，成为经济发展和应对全球气候变化的先锋。

习近平总书记指出，在生态环境保护上一定要算大账、算长远账、算整体账、算综合账，不能因小失大、顾此失彼、寅吃卯粮、急功近利。经济发展过程不能再盲目地向自然界索取资源、排放污染物，而是要减少生产性排碳，控制生活性排碳，以更丰富的手段汇碳固碳，解决同根同源的灰霾与全球气候变暖的化石燃料污染问题，唯有如此，才能为建设美丽中国、维护全球生态安全做出更大贡献。（作者雷学军，为中南林业科技大学碳循环研究中心主任，湖南省精细化工研究所所长）。

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