用自然保护自然，我们如何为地球”解暑“

分析表明，为了限制全球变暖，我们必须削减排放量；为了将来，我们必须现在在保护、管理和恢复生态系统以及土地方面加以投入。

管理、保护以及恢复生态系统的项目,被广泛视为应对21世纪全球最大的两个挑战——气候变化和生物多样性减少的双赢战略。然而，这种基于自然的解决方案对缓解气候变化的潜在贡献仍然存在争议。

决策制定者迫切需要知道：在实现净零排放和阻止全球气温进一步上升中，基于自然的解决方案起什么样的作用？

对基于自然的解决方案的分析通常关注它们能够从大气中移除多少碳。在这里，我们提供了一个新的视角，即模拟这些解决方案将如何影响全球温度——这是人类试图限制全球变暖的一个关键指标。

我们的分析表明，从长远的角度来看，基于自然的解决方案可以在降低地球温度方面发挥强大的作用。土地利用变化将在实现净零排放和全球温度达到峰值（变暖峰值）之后的很长时间内继续起到作用，并将在本世纪下半叶继续帮助地球降温。在此之前，基于自然的解决方案可以提供真实但有限的缓解效益。关键在于，减缓全球变暖的目标越积极，此类解决方案越能尽快对变暖峰值产生效果。

换句话说，设计基于自然的解决方案，必须从长远出发。这就意味着人们要更关注解决方案的长期碳汇潜力，以及它们对生物多样性、公平和可持续发展目标的影响。这也意味着要通过其他方法持续限制全球变暖——从脱碳到二氧化碳地质储存。

我们的模型强调一个结论，即需要快速且周密地积极扩大基于自然的解决方案的规模——并且不能以牺牲其他措施为代价。

双赢

到 2100 年，全球目前的气温可能会比工业化前水平升高 3°C（尽管美国和中国最近的政策声明可能会减缓这一情况）。2015 年巴黎气候协议旨在将本世纪全球气温增幅限制在远低于 2°C，理想情况下，力争控制在 1.5°C。除了“本世纪末”这一字眼，这两个目标都没有提到明确的完成日期。最重要的指标是峰值温度，与 2°C 的目标相比，要保持气温增幅低于 1.5°C 需要更积极的努力。

然而，仅通过减少温室气体排放，不可能实现所需的变暖峰值降低程度，因为某些行业（例如农业和一些重工业）的排放量短期内无法实现为零。因此，我们还需要以前所未有的规模移除大气中的温室气体[1]。

有许多方法可以利用。例如，燃烧生物质植物作为能源时，排放的 CO2可以保留并储存在地下。这一过程被称为生物能源与碳捕获和储存(BECCS)，需要大面积的土地——以牺牲粮食安全和生物多样性为代价——而且大规模发展也需要时间。其他方法包括捕获空气中CO2的工业设备；这些技术目前刚刚兴起，而且代价高昂。

一部分基于自然的解决方案可专门用于限制全球变暖。这些“自然气候解决方案” 旨在通过三种方式降低大气温室气体浓度。一是通过保护生态系统从而减少碳排放，来阻碍温室气体排放；这当中包括尽力遏制森林砍伐。第二种是恢复生态系统，例如湿地，因其具有固碳能力。第三种方案是改善生产林用地、农业土地以及放牧用地的土地管理，以减少碳、甲烷和一氧化二氮的排放，以及固碳（参见“自然降温三步法”）。

数十年的工作有力地证明，基于自然的解决方案可以为当地带来许多生态和社会经济效益[2]。例如，恢复溪流旁的森林对降低洪水风险、改善碳储存和支持渔业都有帮助。人们正日益认识到这些好处，意味着人们对基于自然的解决方案的兴趣大增：这些解决方案可以帮助人们适应气候变化、实现可持续发展目标、保护生物多样性以及减缓气候变化。

量化自然的作用

关于基于自然的解决方案帮助人们实现本世纪中叶净零排放目标的作用仍存在争议。这是对一系列目标、时间框架和模型假设进行估计得到的结果[4,5]（参见补充信息;SI）。一些研究人员认为，恢复森林是人们可用的最有效的气候变化解决方案[6]（这点就引发了激烈的争论）；另一些学者则认为，基于自然的解决方案往往不会像宣称的那样快速而有效[7]。

陷入僵局的部分原因是：许多知名论 探讨了基于自然的解决方案每年碳吸收的能力,却并没有讨论它们对帮助地球降温的产生的逐年影响。由于巴黎协议是根据温度制定的，我们认为填补这个空缺至关重要：研究人员需要了解基于自然的解决方案如何影响全球温度。

通过这种方式达到 10 GtCO2yr?1的减排，能够实现：停止对全球生态系统的破坏（包括 2.7 亿公顷的森林砍伐）；恢复 6.78 亿公顷的生态系统（印度面积的两倍多）；到本世纪中叶，改善约 25 亿公顷土地的管理[4]。这些目标雄心勃勃，但也要注意到，大部分所需土地(85%)来自对现有农业、放牧和生产林用地的管理的改善，这不会影响粮食、木质产品或燃料的产量（参见“自然降温三步法”）。

这些估计有一些需要注意之处（参见 SI）。例如，如果考虑到它们对除CO2之外的其他温室气体的影响，基于自然的解决方案的作用可能会更大：每年大约有1-3 亿吨CO2当量的额外气候缓解量。另一方面，如果陆基干预措施的碳减少水平随着时间推移降低，此类解决方案的贡献可能长期来说会变小。如果天然汇变得饱和或是受到森林火灾等气候影响时，就会发生这种情况。这些附加要点没有包含在我们的估计中。

然后，我们模拟了到2100年，基于自然的解决方案会如何影响全球温度（参见“持久战”和 SI）。我们查阅了政府间气候变化专门委员会公布的全球温度变化路径，其变暖峰值限制在1.5 °C 或 2 °C，然后我们以上述基于自然的解决方案的附加贡献对情景进行模拟。这些路径包括了 BECCS，但除了避免森林砍伐之外，未提到基于自然的解决方案。

给地球量体温

我们的分析表明，在到2055 年全球升温 1.5°C的情景中，实施基于自然的解决方案可以将变暖峰值再降低 0.1°C；在到2085 年全球升温 2°C的情景中，可再降低 0.3°C；在到2100 年全球升温3°C的情景中，变暖峰值降低 0.3 °C（参见“持久战”）。

改编自参考 献[1]的图SPM.1

在2°C 的情景下，基于自然的解决方案为缓解变暖峰值的贡献最为明显。在更激进的 1.5 °C 情景中，基于自然的解决方案没有足够的时间对峰值变暖产生如此大的影响。在 3 °C 情景中，有几个问题限制了基于自然的解决方案产生的影响，包括在变暖的世界中生态系统吸收碳的能力受限。

总体而言，与经济脱碳达到的效果相比，基于自然的解决方案的对缓解全球变暖的潜力仍然很小。然而，假设脱碳实现了，基于自然的解决方案仍可以很大程度地抑制全球变暖（见 SI）。

极为重要的是，在达到峰值温度后很久，基于自然的解决方案还能使地球降温。在 1.5 °C 的情景中，到 2100 年，这些解决方案总共给地球降温了0.4 °C——四倍于2055 年达到峰值时的降温数值（参见 SI，表 S2）。

实现这些显著的长期利益有几个条件。高质量的、基于自然的解决方案，其规模需快速扩大——且不以牺牲其他稳健策略为代价。例如，随着技术的成熟和价格的下降，未来十年CO2的长期地质储存将需大幅增加。基于自然的解决方案的长期利益，还取决于人类对全球变暖的控制。野火等自然影响因素的频率和强度增加，会破坏生态系统及其储碳或为社会提供其他益处的能力。

受到保护和精心管理的生态系统——例如完整的泥炭地和古老的热带雨林——很可能会继续储存碳数千年。这些也更能抵御极端气候和病原体。

正确的指标

人们广泛认为，恢复森林覆盖是近期最可行的碳清除措施。然而，人们将部分热情投入到了种植人工林中——种植年龄和树种单调的树木（例如，种植单一人工林），其与维持完整的森林生态系统相比，无法达到相同的碳收益[10]。

一个严重的问题是，目前实施的一些基于自然的解决方案可能会产生意想不到、事与愿违的后果。例如，柬埔寨 34007 公顷的完整森林生态系统成为了伐木特许区，其中大部分树木被金合欢单一树种所取代。这是在减缓气候变化的背景下，在柬埔寨资助的第一个大规模重新造林项目。该项目导致了不道德的生态破坏，影响了该地区的 1900 个家庭[11]。

类似地，智利政府对松树和桉树新种植园的补贴导致种植园自 1986 年以来扩大了 130 万公顷，相关的碳固存量约为 560万吨。然而，规定不能以牺牲原生生物多样性森林为代价进行扩张的法规却并未得到执行，导致原生森林覆盖率大幅减少。自 1986 年以来，原始森林的砍伐导致约50万吨碳储存的净减少[12]。

这些例子表明，如果只是单一地将快速碳封存作为陆基气候减缓成功的衡量标准，会导致结果不尽如人意。人们应使用正确的指标进行评估和监控，以长远的眼光考虑方案活动带来的多种益处。

为确保长期恢复力，涉及基于自然的解决方案的项目应遵循四项高级原则（参见nbsguidelines.info）。首先，基于自然的解决方案不能替代脱碳；其次，它们需要涉及广泛的生态系统；第三，应该与当地社区合作设计解决方案，同时尊重原住民和其他权利；最后，它们必须支持从基因层面到生态系统层面的生物多样性。此外，牛津净零倡议的高质量抵消原则[13]，呼吁对排放的每一吨CO2都进行安全、持久的CO2去除和储存。成功的衡量标准应包括碳动态、跨多个营养级别的生物多样性以及社会经济因素（如妇女赋权和青年就业）。

明智地投资

很清楚的是：我们迫切需要增加对高质量的基于自然的解决方案的投资。这些解决方案目前只获得现有减缓气候融资的一小部分[4,15]，没有反映出这些方案的潜能。

人们越来越依赖碳市场来为基于自然的解决方案提供资金。但自愿市场上碳抵消项目的质量参差不齐。人们并不清楚这些项目是否真的代表了碳汇，也不知道它们是否是永久性，又或者是否保障了社会和生态因素。利用符合标准的抵消方案，组织能通过基于自然的解决方案提供更低的成本，从而获得更大的气候缓解成果；然而，排放化石燃料的预算应该迅速降低，以避免因持续的温室气体排放而导致的延迟脱碳。

基于自然的解决方案需要公共和私人资金；尤其是政府需要奖励生态系统管理，同时向污染者征税并加强监管，以确保企业达到严格的社会和环境保障要求。

联合国气候变化框架公约(UNFCCC)需要为国家级核算基于自然的解决方案提供明确的指导方针。这可以指引《巴黎协定》的“国家自主贡献”中设定的目标，提供遵守这些目标所需的监测、 告和验证方法。

下一次 UNFCCC 会议 COP26 将于今年 11 月在英国格拉斯哥举行，这将为国家 告系统加强与基于自然的解决方案相关的国家碳排放核算提供机会。这将确保此类解决方案对碳减排能够做出真正的长期贡献，并可以制定方针，以确保高生物多样性水平且最大限度地提高人类福祉。COP26 的一个紧迫问题是《巴黎协定》第 6 条，该条款建立了“有助于减缓温室气体排放和支持可持续发展的机制”。第 6 条中定义的严格监管的合规市场将为严格监管的自愿抵消市场奠定基础。

COP26 还提供了机会，协调 UNFCCC 目标和“生物多样性公约”目标。例如，基于自然的解决方案项目可能需要遵守当地人民自由自愿、事先知情的认可权的原则：当地社区需要参与项目规划和管理的所有阶段。同样地，基于自然的解决方案需要保护和加强生物多样性。这项工作可以建立在现有的社会和生物多样性标准之上[3]。

我们的经济必须以前所未有的速度脱碳，才能在本世纪中叶实现净零排放目标。通过使用基于自然的解决方案和其他方式，从大气中去除碳，以应对难以清除的碳排放。为了转变社会和经济体系，以在面对持续的气候影响时提供复原力，世界现在必须对基于自然的解决方案进行投资，这些解决方案在生态层面是合理的、在社会层面是公平的，并且旨在支付一个世纪或更长时间的红利。如果管理得当，这些解决方案将造福未来数代人。

参考 献：

1. Intergovernmental Panel on Climate Change. Summary for Policymakers. InGlobal Warming of 1.5°C(eds Masson-Delmotte, V.et al.) (World Meteorological Organization, 2018).

2. Chausson, A.et al. Glob. Change Biol.26, 6134–6155 (2020).

3. Seddon, N.et al. Glob. Change Biol.27, 1518–1546 (2021).

4. Griscom, B. W.et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA114, 11645–11650 (2017).

5. Roe, S.et al. Nature Clim. Change9, 817–828 (2019).

6. Bastin, J.-F.et al. Science365, 76–79 (2019).

7. Baldocchi, D. & Penuelas, J.Glob. Change Biol.25, 1191–1197 (2019).

8. Griscom, B. W.et al. Phil. Trans. R. Soc. B375, 20190126 (2020).

9. Busch, J.et al. Nature Clim. Change9, 463–466 (2019).

10. Lewis, S. L., Wheeler, C. E., Mitchard, E. T. A. & Koch, A.Nature568, 25–28 (2019).

11. Scheidel, A. & Work, C. Land Use Policy 77, 9–18 (2018).

12. Heilmayr, R., Echeverría, C. & Lambin, E. F.Nature Sustain.3, 701–709 (2020).

13. Allen, M.et al.The Oxford Principles for Net Zero Aligned Carbon Offsetting(Univ. Oxford, 2020).

14. Badola, R. & Hussain, S. A.Environ. Conserv.32, 85–92 (2005).

15. Buchner, B.et al. Global Landscape of Climate Finance 2019(Climate Policy Initiative, 2019).

原 以Nature-based solutions can help cool the planet — if we act now标题发表在2021年5月12日的《自然》的评论版块上

nature

doi: 10.1038/d41586-021-01241-2

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施普林格?自然的可持续发展目标

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