黄土高原是我国水土保持工作的重点区域，经过多年治理，黄土高原已成为重要的水土保持碳汇高地，为黄河流域乃至全国提供了水土保持碳汇价值实现的实践基础。水土保持碳汇是生态产品价值的一种类型，是陆地ECO碳汇的重要组成部分。对黄土高原水土保持碳汇研究现状、监测方法、核证要点进行总结，结合宁夏彭阳李岔小流域水土保持碳汇交易、陕西延安薛张小流域水土保持碳汇交易、黄委绥德站辛店沟小流域水土保持生态产品价值转化和碳汇交易、黄委西峰站南小河沟小流域水土保持碳汇交易4个实践案例，全方面分析黄土高原水土保持碳汇及生态产品价值实现机制与策略，总结黄土高原水土保持碳汇交易经验。围绕保障黄土高原水土保持碳汇能力稳定发挥和持续提升、助力黄土高原水土保持高水平质量的发展，提出加强水土保持碳汇和生态产品价值转化协调、推动将水土保持碳汇交易纳入国家温室气体自愿减排交易机制、规范水土保持碳汇监测核算方法等建议。
关键词：黄土高原；水土保持；碳汇；生态产品价值实现；温室气体自愿减排交易
作者简介：郜国明，正高级工程师，主要是做水土保持、水力学及河流动力学研究。
黄土高原地处干旱半干旱地区，水土流失严重，生态环境脆弱，同时该地区又是我国煤炭、石油、天然气等多种能源富集的区域，矿产资源开发过程中的人为扰动会对原本脆弱的生态系统造成破坏，加剧区域水土流失和碳排放。多年来，党和国家一直将黄土高原作为我国水土保持工作的重点区域，经过多年综合治理，黄土高原实现由“黄”变“绿”，慢慢的变成了水土保持碳汇高地，为黄河流域乃至全国提供了水土保持碳汇价值实现的实践基础。
温室气体排放造成的全球气候平均状态随时间的变化已对人类未来的生存发展构成严重威胁。2020年9月，习向全世界作出了“力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的中国承诺。水土保持措施通过改变地表覆被与ECO经营方式，对陆地ECO资源进行保护、改良和合理规划利用，是增强陆地碳汇能力的有效措施，也是实现“双碳”目标的重要一环。2021年，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，提出实施“碳达峰十大行动”，将水土流失综合治理纳入碳汇能力巩固提升行动。2023年，中央办公厅、国务院办公厅印发《关于加强新时代水土保持工作的意见》，要求“将水土保持碳汇纳入温室气体自愿减排交易机制。制定完善水土保持碳汇能力评价指标和核算方法，健全水土保持标准体系”。党的二十届三中全会审议通过的《中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》提出：“健全碳市场交易制度、温室气体自愿减排交易制度，积极稳妥推进碳达峰碳中和。”水利部、国家发展改革委、中国人民银行印发的《关于建立健全生态清洁小流域水土保持生态产品价值实现机制的意见》提出：“牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持保护优先、合理规划利用，厚植水土保持生态产品价值，以体制机制创新为核心，完善政府主导、企业和社会各界参与、市场化运作、可持续的生态产品价值实现路径，促进产业生态化和生态产业化，培育经济高水平质量的发展新动力，塑造城乡区域协调发展新格局”。水土保持碳汇是生态产品价值的一种类型，是陆地ECO碳汇的重要组成部分。开展黄土高原水土保持碳汇研究，是水土保持领域深入贯彻落实习生态文明思想，以及习“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路和关于治水的重要论述的具体举措。
自2023年12月7日全国首单水土保持碳汇交易在福建长汀成功签约以来，水土保持碳汇交易引起全国广泛关注。为深入践行黄河流域生态保护和高水平发展重大国家战略，积极落实《关于加强新时代水土保持工作的意见》等有关要求，统筹推进黄河流域水土保持碳汇交易和生态产品价值实现机制，黄河流域各省（自治区）快速推进水土保持碳汇交易相关工作。本文基于目前黄土高原水土保持碳汇研究现状、监测核算方法研究现状以及已开展的4笔碳汇交易实践，全方面分析黄土高原水土保持碳汇交易和生态产品价值实现机制与策略，探索将水土保持碳汇交易纳入国家温室气体自愿减排交易机制的途径，推动水土保持生态产品价值转化和相关机制建立，助力黄土高原水土保持碳汇能力稳定发挥和持续提升，推进黄土高原水土保持高质量发展。
黄土高原实施的梯田、淤地坝、造林等水土保持措施，通过改善微地形、调节地表径流、减少土壤侵蚀，降低因土壤流失造成的碳排放，增加拦蓄保育土壤的碳储存，稳定并提升土壤碳库容量。造林、种草、封育等水土保持植物措施通过吸收同化大气中的二氧化碳，增加绿碳储量。
多年来，黄土高原实施的大量水土保持措施产生了显著的水土保持碳汇效益。张玥等的研究表明，黄土高原在1979—2023年梯田总固碳量约为3829万t；在黄土高原丘陵沟壑区，已建30年的梯田有机碳含量比坡耕地高146%；1970—2020年黄土高原淤地坝保碳量约22万t，增汇量约68万t，淤地坝的减蚀减排作用降低了43万~87万t碳排放。张祎等针对黄土丘陵区王茂沟小流域的研究表明，林地、梯田、草地和灌木分别比坡耕地有机碳含量高24.2%、22.4%、18.7%和10.1%。许小明等针对黄土丘陵区北洛河流域的研究表明，实施水土保持措施的不同ECO碳密度差异明显，草地、沙棘、柠条、刺槐和小叶杨碳密度分别是坡耕地碳密度的1.49、2.53、2.25、2.66、6.31倍；乔、灌和草地的固碳能力分别是坡耕地的4.09、1.70、1.48倍。
2012年，国家发展改革委发布《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》，提出中国核证自愿减排量（CCER）交易机制，对国内温室气体自愿减排项目实施备案管理。CCER是我国碳排放权交易市场的重要组成部分，是指对我国境内可再次生产的能源、林业碳汇、甲烷利用等项目的温室气体减排效果进行量化核证，并在国家温室气体自愿减排交易注册登记系统中登记的温室气体减排量。目前，水土保持碳汇尚未纳入CCER交易机制，为普惠式交易。为了规范重点排放单位参与全国碳排放权交易的相关活动，根据生态环境部发布的《碳排放权交易管理办法（试行）》和国家温室气体排放控制的有关要求，2022年6月30日，陕西省生态环境厅发布了《陕西省碳排放权交易管理实施细则（试行）》；2023年11月，宁夏回族自治区生态环境厅印发了《宁夏回族自治区碳排放权交易管理实施细则（试行）》；2024年6月，水利部水土保持司主持编制“水土保持碳汇核算技术规范”（待发布）。另外，水利部水土保持司积极地推进淤地坝、梯田、小流域综合治理和黑土地侵蚀沟治理等温室气体自愿减排项目方法学的编制，为将水土保持碳汇交易纳入CCER交易奠定基础。
水土保持碳汇交易过程包括碳汇监测核算、核证以及交易签约等步骤。水土保持碳汇监测核算最重要的包含确定项目边界、选择项目碳库、确定基准线情景和项目情景、划定项目计入期、划分项目碳层、植被碳库监测、土壤碳库监测。水土保持碳汇项目需要第三方核证机构做全面核证，核证要点包括项目合规性、项目起始时间、项目边界、监测工作及成果等；核证后进行公告、交易、签约。
黄土高原目前已经开展了4笔碳汇交易：2024年9月12日，宁夏固原市彭阳县李岔小流域水土保持碳汇交易在银川签约；9月19日，陕西延安市宝塔区薛张小流域水土保持碳汇交易在延安签约；10月19日，绥德辛店沟小流域水土保持生态产品价值转化交易、西峰南小河沟小流域水土保持碳汇交易在西安集中签约。已开展的4笔碳汇交易是践行绿水青山就是金山银山理念、贯彻落实党的二十届三中全会精神、快速推进水土保持生态产品价值实现机制的具体实践。辛店沟小流域水土保持生态产品价值转化交易是水利部、国家发展改革委、中国人民银行联合印发《关于建立健全生态清洁小流域水土保持生态产品价值实现机制的意见》后，国内按照意见规范开展的水土保持生态产品价值转化交易第一单，将为黄河流域乃至全国开展水土保持生态产品价值转化交易提供宝贵经验。
李岔小流域地处宁夏固原市彭阳县王洼镇，流域面积29.77km²，属黄土丘陵沟壑区。项目区涉及国有林场0.91km²，可进行水土保持碳汇交易实际面积为28.86km²（扣除国有林场面积）。从2000年开始，李岔小流域连续实施水土流失综合治理，截至2023年，流域水土保持率达80.68%。流域实施的工程措施主要为修建淤地坝、梯田，同时开展大规模退耕还林（草）工程和造林工程，全流域实施禁牧措施。2024年9月12日交易的水土保持碳汇涉及植物措施和梯田的水土保持碳汇量，包括增绿增汇量和保土保碳量，计入期为2000年7月1日到2023年7月1日，共23年。
李岔小流域水土保持碳汇监测工作基于《森林资源规划设计调查主要技术规定》《国家森林资源连续清查主要技术规定》等技术文件，编制了《北方黄土区小流域综合治理水土保持项目碳汇方法学》。通过对比2000年和2023年两期遥感影像确定未治理地块，将其设为基准线情景。使用无人机搭载RIEGL VUX-240激光雷达扫描仪对项目区全域进行扫描，获取了LiDAR数据，结合样地调查数据的相互验证，采用林分生物量碳计量模型与其含碳率计算各株样木的碳储量，累计得到样地碳储量。项目区共布设67个样地。土壤碳库监测是针对样地内1m深土层，分5层采集土壤样品，通过实验室检测，获取土壤有机碳含量和土壤容重等指标。土壤碳库监测共挖取201个土壤剖面，采集1005个土壤样品，以确保数据的全面性和代表性。
通过分别计算保土保碳量、植被碳库碳储量、土壤碳库碳储量，得到李岔小流域水土保持措施碳汇增量8.37万t二氧化碳当量，保碳0.99万t二氧化碳当量，碳总量9.36万t二氧化碳当量。通过厦门产权交易中心（厦门市碳和排污权交易中心），实现碳汇交易量3.6万t，单价31元/t，交易总金额111.6万元，所得交易资金重点用于县域水土保持及生态保护修复项目建设。
薛张小流域位于陕西省延安市宝塔区冯庄乡，是省级水土保持科技示范园，流域面积25.8km²，其中水土流失面积12.26km²。2005年以来，薛张小流域实施各项水土保持措施共治理面积23.2537km²，其中营造水土保持乔木林870.88hm²、灌木林612.22hm²，封禁管护605.15hm²，实施坡改梯项目237.12hm²，修建中型淤地坝6座，治理油井井场、煤矿、天然气井场4处，水土流失综合治理程度达到92.46%，植被覆盖率超65%。2024年9月19日交易的水土保持碳汇涉及植物措施和梯田的水土保持碳汇量，包括增绿增汇量和减蚀减排量。计入期为2005年1月1日至2024年7月31日，约20年。
监测核算单位使用无人机对薛张小流域进行航空测绘，获取了流域高精度（厘米级）正射影像图、实景三维模型和全景图，划分碳层后，在各个碳层内设置监测样地。根据薛张小流域实施的水土保持措施和土地利用类型，将项目区划分为8个碳层作为一级评估单元，再考虑地形、植被类型、坡位、坡度及坡向、地域特点，以及人为干扰情况和水土保持措施实施年限，进一步将每个一级评估单元细分，得到182个二级评估单元。共设置监测样地182个，密度为7个/km²。在开展植被固碳量调查时，通过实测树高、胸径与树干生物量、树根生物量的相关关系，建立了主要树种的生物生长量模型。采集项目区乔木、灌木、封禁草地、梯田的所有样地1m深土层样品，测定土壤有机碳含量、土壤容重，针对样地内1m深土层，分5层采集土壤样品，计算各项措施的减蚀减排量。
通过监测核证，薛张小流域水土保持措施碳汇增量为15.99万t二氧化碳当量，碳减排量0.97万t二氧化碳当量，碳汇总量16.96万t二氧化碳当量。通过陕西省公共资源交易中心，实现碳汇交易量15.1万t，单价35.4元/t，交易金额543.6万元，交易收益全部用于薛张小流域水土保持及乡村振兴。
辛店沟小流域是位于黄河一级支流无定河中游左岸的一级支沟，总面积1.44km²，属于黄河粗泥沙集中来源区，是黄河水利委员会黄河上中游管理局绥德水土保持科学试验站的试验场、国家级水土保持科技示范园和全国水土保持科普教育基地。70年来，绥德站先后开展水土流失规律、综合治理模式、治理效益分析与评价、径流调控及高效利用、水土保持优良植物引种等科学研究及技术示范和推广工作，建设完成水土保持林58.60hm²、人工草地10.67hm²、经果林7.93hm²、苗圃2.2hm²，生态修复面积16.40hm²，建设梯田及台地24.33hm²、淤地坝22座，淤地面积18hm²，植被覆盖度由原来的5%提高到75%，水土流失治理度达到86%，拦沙率达98%。
水土保持生态产品分为3个大类13个小类23项指标，包括物质供给、调节服务、文化服务等。按照《水土保持生态产品价值核算方法（试行）》核算，辛店沟小流域水土保持生态产品价值为：物质供给类12.32万元/a，调节服务类61.59万元/a，文化服务类91.16万元/a，水土保持生态产品总值为165.07万元/a。辛店沟小流域水土保持生态产品类别与价值详见表。
辛店沟小流域碳汇监测核算方法同延安薛张小流域碳汇监测核算方法。辛店沟小流域碳层和监测样点分布见图。计入期从1986年1月1日至2024年6月30日，共38年半。通过分别量化项目情景碳储量、基线情景碳储量、项目情景增汇量和基线情景增汇量，核算出项目区水土保持碳汇量。辛店沟小流域1986年到2024年水土保持碳汇总量为1.68万t二氧化碳当量。
辛店沟小流域本次交易包括物质供给、调节服务和文化服务三部分水土保持产品，涉及农业产品1.44万kg、5年文化服务价值的18%及水土保持措施固碳增汇二氧化碳当量1万t，交易金额150万元。交易资金将全部用于辛店沟小流域水土保持治理成果提质增效。
南小河沟小流域位于甘肃省庆阳市西峰区境内，地处董志塬腹地西边缘，流域面积38.93km²。交易的水土保持碳汇项目区以南小河沟国家级水土保持科技示范园为边界，项目土地属黄河水土保持西峰治理监督局（黄河水利委员会西峰水土保持科学试验站）自有产权，总面积4.8km²。西峰水土保持科学试验站自1951年建站以来，对南小河沟水土流失治理做试验探索，1964—1966年进行小范围治理实践，1970—1979年开始大面积治理。2000年以来，依托黄河水土保持生态工程加大水土流失综合治理力度，目前共营造水土保持林345.33hm²，种植管护草地48.1hm²，修建淤地坝9座，水土流失综合治理度达88%，林草覆盖率达84%，水土保持率达65.62%，平均径流拦蓄效益55.6%、拦泥效益97.2%，基本实现“泥不下山，洪水不出沟”。在项目建设过程中，结合水土保持常用的鱼鳞坑、水平阶，营建集水造林和集水种草工程，将水土保持科研成果应用于水土流失治理实践，提高水土保持造林成活率，使流域水土流失得到一定效果防治，促进温室气体减排。项目计入期为2001年1月1日至2024年6月30日，共23年半。
监测单位采用无人机航拍摄影、卫星影像和现场调查相结合的方式，进行项目边界确认及碳层划分。以流域未做任何治理的对比观测沟董庄沟作为基线个植被碳层的植被生物量及碳储量，采集10个土壤碳层和3个淤地坝的土壤及环刀样品各86个，利用异速生长方程和不一样林地含碳系数计算植被碳库碳储量，测定土壤有机碳和土壤容重等指标，计算土壤碳库碳储量变化量，得到水土保持增绿增汇量；通过收集项目区多年观测资料，获取基线情景和项目情景的土壤侵蚀模数，从而确定水土保持措施的减蚀量，结合土壤有机碳的测定得到水土保持减蚀减排量。通过监测核算，南小河沟小流域（科技示范园部分）水土保持增绿增汇9.40万t二氧化碳当量，减蚀减排量0.12万t二氧化碳当量，碳汇总量9.52万t二氧化碳当量。通过厦门产权交易中心（厦门市碳和排污权交易中心），实现碳汇交易量4.31万t，单价38元/t，交易金额163.8万元，交易收益将用于反哺南小河沟小流域水土流失治理，进一步巩固提升流域水土保持功能，改善区域生态环境。碳层分布详见图。
黄土高原已完成的4笔小流域水土保持碳汇交易均有其创新和特色。李岔小流域在碳汇核算过程中建立了7个树种的生物量模型，使用无人机搭载激光雷达扫描仪对项目区全域进行扫描，获取了所有树木LiDAR数据；薛张小流域建立了3个树种的生物量模型，成功实现当时全国交易量最大、交易额最高的水土保持碳汇交易；南小河沟小流域结合碳汇交易，编制了《黄土高原沟壑区小流域综合治理碳汇方法学》，已在中国国际科技促进会碳普惠分会正式备案，拟以团体标准形式正式对外发布；辛店沟小流域、南小河沟小流域是国有土地上以水土保持试验示范基地为主，开展的全国首批水土保持碳汇交易；辛店沟小流域是按照《关于建立健全生态清洁小流域水土保持生态产品价值实现机制的意见》规范开展水土保持生态产品转化交易的第一单。总结上述实践，主要有以下经验。
开展水土保持碳汇交易的4个小流域均在多年间持续开展了水土流失综合治理，植被覆盖率不断的提高。辛店沟小流域、南小河沟小流域开展水土流失治理试验研究，长期的生态治理是碳汇效果非常明显的基础，持续的管护和监测对于提高碳汇能力至关重要。
为响应国家“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的目标，贯彻落实国家碳达峰行动方案和《关于加强新时代水土保持工作的意见》，在水利部、黄河水利委员会的相关部署和推动下，地方党委政府格外的重视，成立主管部门牵头、有关部门配合的水土保持碳汇工作专班，及时研究解决碳汇工作遇到的困难和问题，从人力、物力、财力等方面全力保障支持水土保持碳汇研究、交易等工作的顺利开展。
采取专家指导和实地调研相结合的方式，在水利部水土保持监测中心的指导下，黄河流域水土保持生态环境监测中心与西北农林科技大学、福建师范大学地理研究所、宁夏大学等多方研讨，研究编制完成《北方黄土区小流域综合治理水土保持碳汇方法学》《黄土高原沟壑区小流域综合治理碳汇方法学》等，用于指导小流域水土保持碳汇项目的碳汇量监测核算，确保核算的科学性和准确性。
以宁夏大学、西北农林科技大学等高校和黄河流域水土保持生态环境监测中心、西安黄河工程咨询有限公司、西安黄河环境信息工程有限公司等技术型企业和事业单位为技术支撑，利用高新技术手段，通过大量野外调查采样、生物量模型建立、理化指标测定等，结合项目区多年积累的观测资料和基础数据，监测核算出项目区水土保持碳汇总量，为碳汇成功交易奠定基础。
选择国家或省级交易买卖平台作为水土保持碳汇和生态产品价值转化交易买卖平台，保证交易在第三方权威机构的认可和监督下进行，维护交易双方的合法权益，确保后续水土保持碳汇纳入温室气体自愿减排交易机制后能够顺利完成项目并轨。
黄土高原水土保持碳汇、生态产品价值实现需水利部、流域机构、省级相关的单位协调合作、共同推进。省级层面，水利厅应与发展改革委、生态环境厅沟通对接，遴选交易买卖平台，负责碳汇量登记，推动将水土保持碳汇纳入各省温室气体自愿减排范围。省、市、县三级联动，开展项目论证比选、基础数据收集、外业调查采样等，并委托拥有相对应技术实力的单位开展水土保持碳汇量监测核算和核证工作，明确出让方、受让方，推进交易工作。
目前黄土高原乃至全国开展的水土保持碳汇交易均为普惠式交易，不能抵扣企业温室气体排放量，企业购买意愿不强。建议通过多部门协作，尽快推动将水土保持碳汇纳入温室气体自愿减排交易机制，以调动企业购买水土保持碳汇的积极性；同时也能大大的提升碳汇单价，增加收益，为小流域水土流失治理和水土保持功能提升提供更多资金支持；还可以将水土保持碳汇贡献纳入国家温室气体减排量当中，提高水土保持行业对于“双碳”目标的自主贡献力度。
水土保持项目中的水土保持措施涉及自然资源、林业草原等管理部门，有关部门工作开展情况可能会对交易有所影响。建议各地党委政府统筹协调，各有关部门加强沟通协作，并在交易前明确交易项目为水土保持项目，保障交易顺利开展。
目前水土保持碳汇交易收益分配方案没有统一规定，大部分项目的收益大多数都用在小流域后续治理和水土保持功能提升，只有少部分用于区域内群众受益，这样可能会影响后续交易的积极性。建议由各地制定分配机制，明确收益分配方案。
目前尚未形成规范、统一的水土保持碳汇监测核算方法，已完成交易的监测工作由不同单位承担，根据小流域水土保持措施真实的情况，采用不一样的监测办法来进行监测核算。按照《温室气体自愿减排交易管理办法（试行）》，CCER交易计入期为2012年11月8日之后开工建设的碳汇项目且2020年9月22日之后产生的减排量。如果严格按照CCER交易要求，水土保持项目产生的碳汇量较少，目前开展的水土保持碳汇项目尚处于试点阶段，李岔小流域、薛张小流域水土保持碳汇计入期均为20年左右，辛店沟小流域、南小河沟小流域计入期均超过20年。建议尽快编制完成小流域综合治理、淤地坝、梯田等水土保持碳汇方法学，规范水土保持碳汇监测核算方法。
目前全国仅有5家单位具有温室气体自愿减排项目审定与减排量核查机构资质，水利系统尚无具有资质的单位，已完成水土保持碳汇项目交易的监测核算、核证单位均无此资质。下一步，需要加大水土保持碳汇核算技术人员培训力度，满足交易监测核算和核证工作需要。
致谢：西北农林科技大学王健、刘加彬，宁夏大学张祎等老师在本文撰写中提供了有关数据资料支持，在此表示感谢。
郜国明，喻权刚，徐佳.黄土高原水土保持碳汇研究及其价值实现路径[J].中国水利，2024（23）：12-19.
