面向碳中和的地質(zhì)生態(tài)環(huán)境工程建設(shè)的思考

摘要：為應(yīng)對全球氣候變化和環(huán)境污染帶來的挑戰(zhàn)，我國已在第七十五屆聯(lián)合國大會作出二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值、2060年前實現(xiàn)碳中和的承諾。文章從地質(zhì)生態(tài)環(huán)境行業(yè)角度，結(jié)合藍綠工程、低碳土地整治、綠色建筑以及礦山生態(tài)修復(fù)等工程特點，提出相應(yīng)的減排固碳的措施和對策。關(guān)鍵詞：碳達峰；碳中和；地質(zhì)生態(tài)；環(huán)境工程；建設(shè)思考0引言2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布，我國二氧化碳排放量力爭2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。2021年3月13日，《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》全文發(fā)布，進一步明確了“十四五”時期“單位GDP能源消耗和單位GDP二氧化碳排放分別降低13.5%、18%”的目標要求。2021年3月15日，中央財經(jīng)委員會第九次會議，研究了實現(xiàn)碳達峰、碳中和的基本思路和主要舉措，以及“十四五”期間要重點做好的七個方面工作。目前，我國對生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護提出了遠景目標：到2035年，生態(tài)環(huán)境基本好轉(zhuǎn)，美麗中國目標基本實現(xiàn)；到本世紀中葉，生態(tài)文明全面提升，實現(xiàn)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化。所以，統(tǒng)籌做好節(jié)能減排、固碳增匯等系統(tǒng)性工作，提高土壤、植被、海洋等碳庫的碳匯作用與固碳能力，做好山水林田湖草沙一體化保護與修復(fù)、低碳土地整治工作、提升生態(tài)系統(tǒng)固碳能力，將是未來一段時間的主要任務(wù)。1基于碳中和的地質(zhì)生態(tài)環(huán)境工程施工減排增匯措施探討當前，由于荒漠化、水土流失、水土資源開發(fā)利用等引起的地質(zhì)生態(tài)環(huán)境問題，其既是環(huán)境地質(zhì)問題，也是生態(tài)環(huán)境問題。地質(zhì)生態(tài)環(huán)境建設(shè)中，按照碳達峰碳中和目標，如何從工程設(shè)計、施工方案優(yōu)化、技術(shù)措施改進、綠色施工管理等方面做好碳的減排增匯，提出幾點思考。1.1提高藍綠工程的減排碳匯能力藍綠工程即城市藍綠基礎(chǔ)設(shè)施（UrbanGreenandBlueInfrastructure，簡稱GBI)），通常包括開放空間、公園、綠地、人工濕地、建筑物綠色屋頂、街樹、綠色墻壁、城市農(nóng)業(yè)等。通過研究GBI生態(tài)系統(tǒng)的碳儲存機理、途徑和能力，建立、維護或修復(fù)并提升GBI系統(tǒng)的碳減排和碳匯能力，減緩及適應(yīng)氣候變化，促進城鄉(xiāng)宜居環(huán)境實現(xiàn)碳中和目標。主要措施有：（一）充分利用綠色植被的生物固碳作用，可以減緩氣候變化，調(diào)節(jié)微氣候。同時，提高綠色植被產(chǎn)生的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源能力，減緩城市能源壓力。（二）提高建筑綠色覆蓋度設(shè)計。建筑綠色屋頂或者綠色墻體夏季降溫和冬季保溫，調(diào)節(jié)室內(nèi)氣溫，減少空調(diào)制冷和供暖需求，節(jié)約能源。（三）進行屋頂光伏（PV）板改造設(shè)計。建筑屋頂光伏（PV）板可以進行太陽能發(fā)電，將建筑物從能源消費者轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉瓷a(chǎn)者，間接為城市能源產(chǎn)量做貢獻。1.2低碳土地整治最近，中國科學(xué)院青藏高原研究所研究人員深入研究了草地土壤固碳微生物群落特征及其固碳潛力。研究表明：荒漠草地和草原土壤固碳微生物數(shù)量遠低于草甸土壤，但其固碳潛力卻比草甸土壤高61%。土壤微生物固碳量與地上植被生物量和土壤氨濃度顯著負相關(guān)，表明越貧瘠土壤中微生物固碳潛力越大，如荒漠草地。土壤固碳微生物數(shù)量隨年均降水量、地上植被生物量和土壤銨態(tài)氮濃度增加而顯著升高，但隨干旱度指數(shù)（1-AI）增加而降低。根據(jù)研究成果，可借助土地整治充分發(fā)揮土壤的固碳功能，可嘗試采用以下措施：（一）研發(fā)低碳土地整治工程技術(shù)通過研發(fā)低碳土地整治工程技術(shù)，探索開展低碳型全域土地綜合整治試點，保護土壤有機碳庫，培育土壤固碳的細菌群落和微生物群落。同時，開展土地整治全過程碳收支評價，研究土地整治工程的減排固碳效果。（二）農(nóng)業(yè)保護性耕作施用有機肥可改善土壤結(jié)構(gòu)，使用多種管理方法（如少耕種、秸稈還田、種植覆蓋作物、輪作、施肥、更多地結(jié)合種植固氮豆科作物），促進增加土壤中的有機質(zhì)含量，使更多的碳返回土壤，不僅有助于提高土壤碳儲存，還可提高生產(chǎn)率。因此發(fā)展有機農(nóng)業(yè)，固碳貢獻率非?？捎^。（三）發(fā)展轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)抗除草劑是轉(zhuǎn)基因作物的主要性狀之一，種植該類作物，可以利用除草劑除草，避免了傳統(tǒng)的翻耕除草，可以減少農(nóng)田擾動，大幅減少由于機械作用而產(chǎn)生的CO2和其他溫室氣體。（四）研究碳吸收土壤假如土壤中含有硅酸鈣，那么植物根系排放出來的CO2可能會和土壤中的鈣起反應(yīng)，形成無害的礦物質(zhì)碳酸鈣，使CO2被安全地鎖定在碳酸鈣里，以覆蓋在卵石表面或自成顆粒的形式保存在植物根系周圍的土壤里。這一思路可應(yīng)用于土地復(fù)墾、土地修復(fù)和其他開發(fā)項目中混合含鈣豐富且具有CO2保存能力的土壤治理，成為特制碳吸收土壤。1.3露天礦山的生態(tài)修復(fù)采用生物多樣性方法和措施，對廢棄礦區(qū)及閉坑礦區(qū)進行生態(tài)修復(fù)和土地綠化整治，通過擴大植被覆蓋面積，發(fā)展固碳林，增加林地碳儲量，防止多余的碳向大氣排放，提升礦區(qū)林草碳匯能力。根據(jù)礦坑地形情況，采用修建生態(tài)溝渠、生態(tài)道路、場地漬水凈化系統(tǒng)、生物通道和生物棲息地等工程和生物措施，提高修復(fù)后的礦區(qū)生態(tài)功能。（一）生態(tài)溝渠傳統(tǒng)溝渠不利于物種生存和生物多樣性發(fā)展。而如果采用生態(tài)襯砌方式，在生態(tài)卡扣護坡磚上預(yù)留生態(tài)孔，只襯砌至設(shè)計水位，設(shè)計水位以上采用草皮護坡。這種生態(tài)襯砌方式，相對于傳統(tǒng)襯砌方式，有以下優(yōu)點：一是為水生生物提供了棲息場所；二是卡扣護坡磚預(yù)留孔能夠排除場地漬水，是解決土場潛育化的有效工程措施；三是減少了混凝土的使用量，降低了碳的排放和能源消耗。（二）生態(tài)道路礦區(qū)內(nèi)修復(fù)后，區(qū)域內(nèi)道路修建采用泥結(jié)碎石路面，既能滿足交通需求，也為礦區(qū)內(nèi)不同生態(tài)景觀內(nèi)動植物提供棲息和通行的廊道，也避免了采用混凝土路面引起的能源消耗。（三）場地漬水凈化系統(tǒng)將礦區(qū)場內(nèi)積水、漬水引進生態(tài)凈化系統(tǒng)，經(jīng)過生態(tài)凈化池中石菖蒲、千屈菜、蘆葦?shù)人参锏奈?、分解、同化作用和生態(tài)池的凈化作用及代謝作用，降低水中氨氮磷或重金屬含量，避免水質(zhì)富營養(yǎng)化，從而達到積水循環(huán)利用、自我凈化的效果。（四）生物通道和生物棲息地一是生物通道的修建。山坡和水池坡岸修建多個緩坡斜坡，作為生物通道，便于落入水中的動物攀爬逃生和山坡爬行，有利于生物在被水渠割裂區(qū)域的遷徙；二是預(yù)留生物棲息地，在礦區(qū)周邊預(yù)留農(nóng)用地或經(jīng)濟林地作為生物棲息地，以更好地保護區(qū)域生物群落。1.4升級改造傳統(tǒng)建筑（一）積極參與綠色建筑與既有建筑綠色改造設(shè)計與施工（1）進一步優(yōu)化被動房設(shè)計所謂被動房，就是指通過特殊的建筑設(shè)計，使建筑在冬季充分利用太陽輻射熱取暖，盡量減少因圍護結(jié)構(gòu)及通風滲透而造成的熱損失；夏季則盡量減少因太陽輻射、室內(nèi)人員活動及設(shè)備散熱造成的熱量，依靠建筑物的遮擋功能，實現(xiàn)室內(nèi)環(huán)境的通風舒適。（2）推廣零碳建筑設(shè)計所謂零碳建筑是指在不消耗煤炭、石油、電力等能源的情況下，全年的能耗全部由場地產(chǎn)生的可再生能源提供的節(jié)能建筑。其主要特點除加強了建筑圍護結(jié)構(gòu)的被動式節(jié)能設(shè)計外，還能將建筑能源的需求轉(zhuǎn)向太陽能、風能、淺層地熱能、生物質(zhì)能等可再生能源，為人類、建筑與環(huán)境的和諧共生找到了最佳的解決方案。（二）做好建筑工程的綠色策劃與綠色施工（1）結(jié)合施工現(xiàn)場及周邊環(huán)境、工程實際情況等進行影響因素識別和環(huán)境風險評估，并依據(jù)分析和評估結(jié)果進行綠色施工策劃。（2）按照《建筑工程綠色施工評價標準》（GB/T50640）要求，明確項目綠色施工關(guān)鍵指標。（3）對生態(tài)環(huán)境保護、資源節(jié)約與循環(huán)利用、碳排放降低、人力資源節(jié)約及職業(yè)健康安全等進行總體分析，策劃適宜的綠色施工技術(shù)路徑與措施。（4）按照《建筑工程綠色施工規(guī)范》（GB/T50905）要求，做好工程建設(shè)期“五節(jié)一環(huán)?！钡木G色施工，即：節(jié)水、節(jié)地、節(jié)材、節(jié)能、節(jié)人和環(huán)境保護。（5）積極采用工業(yè)化、智能化建造方式，實現(xiàn)工程建設(shè)低消耗、低排放。（6）建立完善的綠色建材供應(yīng)鏈，采用綠色建筑材料和部品部件。（7）編制施工現(xiàn)場建筑垃圾減量化專項方案，實現(xiàn)建筑垃圾源頭減量、過程控制、循環(huán)利用。1.5開展生態(tài)修復(fù)效果評價目前，國內(nèi)外在建筑、藍綠工程、市政工程方面的固碳核算及生態(tài)效益評價，已有成熟的評價模式和公式，但是露天礦山的修復(fù)，包括地形重塑、土壤重構(gòu)、植被重建、水環(huán)境建造后所取得的生態(tài)效益評價，國內(nèi)鮮有報道。對礦山修復(fù)效果，作者認為可基于生命周期分析（LCA）來進行，應(yīng)該包括兩個階段：一是核算礦山修復(fù)期間人員、機械、材料、施工等全過程中的能源消耗、水資源消耗及碳排放；二是評估礦山修復(fù)工程結(jié)束后的直接生態(tài)效益，評估指標包括植被覆蓋度、生物量、碳存儲量、植物群落