我國科學家首次摸清中國陸地生態系統固碳「家底」

2020-11-27 中華網

新華網北京4月18日電(王瑩)在2001-2010年期間,我國陸地生態系統年均固碳2.01億噸,相當於抵消了同期中國化石燃料碳排放量的14.1%;其中,中國森林生態系統是固碳主體,貢獻了約80%的固碳量,農田和灌叢生態系統分別貢獻了12%和8%的固碳量,草地生態系統的碳收支基本處於平衡狀態。

這一最新研究成果來自中國科學院戰略性先導科技專項「應對氣候變化的碳收支認證及相關問題」(簡稱「碳專項」)之「生態系統固碳」項目群。項目群的研究成果已於4月18日凌晨以專輯形式發表在《美國科學院院刊》(PNAS)上。

眾所周知,以全球變暖為主要特徵的全球氣候變化是人類生存發展面臨的嚴峻挑戰,人類使用煤炭、石油、天然氣等化石燃料所導致的以二氧化碳為主的溫室氣體排放被認為是引起全球變暖的主要原因。如何有效降低溫室氣體排放,減緩全球升溫速率成為各國科學家普遍關注的重要研究課題。

據「生態系統固碳」項目群首席科學家之一、中科院植物所前所長方精雲院士介紹,陸地生態系統通過植被的光合作用吸收大氣中的大量二氧化碳。利用陸地生態系統固碳,是減緩大氣二氧化碳濃度升高最為經濟可行和環境友好的途徑。「如何提高陸地生態系統碳儲量和固碳能力,既是全球變化研究的熱點領域,也是國際社會廣泛關注的焦點。」

記者了解到,2011年中科院啟動「碳專項」,設立「生態系統固碳」項目群。來自中科院及高校、部委所屬35個研究院所的350多名科研人員,按照項目統一的實驗設計和調查方法,系統調查了中國陸地生態系統(森林、草地、灌叢、農田)碳儲量及其分布,調查樣方17000多個、累計採集各類植物和土壤樣品超過60萬份。「這是當今世界調查範圍最大的野外調查項目,為研究中國植被生產力、碳收支以及生物多樣性的宏觀格局提供了大量野外實測數據,也為我國國土資源規劃、保護與利用等提供重要的本底數據。」方精雲院士說。

據介紹,此次發表在《美國科學院院刊》(PNAS)上的7篇研究成果,全面、系統地報導了中國陸地生態系統結構和功能特徵及其對氣候變化、人類活動的響應,量化了中國陸地生態系統固碳能力的強度和空間分布,以及生物多樣性和大尺度養分條件對生態系統生產力的影響。

除了首次測算出2001-2010年期間我國的陸地生態系統年均固碳量外,此次研究成果首次在國家尺度上通過直接證據證明人類有效幹預能提高陸地生態系統的固碳能力。研究表明,我國重大生態工程(如天然林保護工程、退耕還林工程、退耕還草工程、以及長江和珠江防護林工程等)和秸稈還田農田管理措施的實施,分別貢獻了中國陸地生態系統固碳總量的36.8%(7400萬噸)和9.9%(2000萬噸)。

同時,成果首次在國家尺度上開展了群落層次的植物化學計量學研究,驗證了生態系統生產力與植物養分儲量間的正相關關係,揭示了植物氮磷元素的生產效率;首次揭示了生物多樣性與生態系統生產力和土壤碳儲量之間的相關關係,證實了增加生物多樣性不僅能提高生態系統的生產力,而且可以增加土壤的碳儲量。

「此次成果的發表不僅為驗證和發展相關的生態學基本理論、評估生態系統對未來環境變化的響應提供了基本數據,也為今後中國應對氣候變化的國際談判提供了重要支撐,同時也為人類幹預促進生態系統碳吸收提供了新的見解和啟示。」方精雲院士告訴記者。

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