本期嘉賓：

中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所研究員劉毅、博士王婧

浙江工業(yè)大學(xué)教授 方雙喜

采訪人：中國(guó)氣象報(bào)記者 簡(jiǎn)菊芳

本期觀點(diǎn)：

■我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)（森林、草地等）固碳能力被低估；

■高精度二氧化碳觀測(cè)數(shù)據(jù)缺乏，使得東亞地區(qū)碳匯能力計(jì)算存在不確定性；

■自上而下的碳同化反演算法，未來(lái)或成為溫室氣體核查的重要支撐和驗(yàn)證方法。

中國(guó)讓地球變得更綠的新證據(jù)

近期，中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所（以下簡(jiǎn)稱中科院大氣物理所）團(tuán)隊(duì)聯(lián)合氣象、林草等領(lǐng)域?qū)＜议_(kāi)展的一項(xiàng)研究表明，2010年至2016年，中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)年均吸收約11.1億噸二氧化碳，是此前國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果3.5億噸的3倍多，我國(guó)的陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力被低估。研究還認(rèn)為，年均固碳量約占我國(guó)人為碳排放的45%。也就是說(shuō)，這幾年，我國(guó)每年有將近一半的二氧化碳被森林等陸地固碳系統(tǒng)吸收。

眾所周知，工業(yè)革命以來(lái)，人類對(duì)化石燃料的巨大消耗使得大氣中二氧化碳濃度急劇上升，是影響全球升溫的重要因素。森林生態(tài)系統(tǒng)是吸收二氧化碳的主要力量，增加森林碳匯已成為國(guó)際通用做法。

中科院大氣物理所研究員、研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人劉毅認(rèn)為，近40年來(lái)，中國(guó)持續(xù)增長(zhǎng)的森林面積，尤其是西南地區(qū)速生林中幼齡森林，正在成長(zhǎng)為固碳的主力軍。

國(guó)家林業(yè)和草原局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，自上世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)大力開(kāi)展植樹(shù)造林活動(dòng)，森林資源進(jìn)入迅速增長(zhǎng)階段。

從第一次到第八次森林資源清查，全國(guó)森林面積增加了70.2%，森林蓄積量增加了75%。由于大量的新生森林，我國(guó)森林中中幼齡林占比約65%。劉毅表示，由于新增森林相對(duì)“年輕”，未來(lái)有更大的碳吸收潛力。

該研究也驗(yàn)證了2019年2月美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）公布的一份研究報(bào)告——《中國(guó)正在讓地球變得更綠》。

該報(bào)告稱，2000年至2017年，地球新增的綠葉面積（植物葉片總面積）相當(dāng)于多出一個(gè)亞馬遜雨林，其中，中國(guó)凈增長(zhǎng)綠葉面積及凈增長(zhǎng)率均高居全球首位，最大的貢獻(xiàn)來(lái)自植樹(shù)造林。

對(duì)此，《自然》雜志和BBC均認(rèn)為，中國(guó)近40年來(lái)恢復(fù)天然森林植被、加強(qiáng)人工林培育的巨大投入取得了成果；中國(guó)森林的日益茂盛顯而易見(jiàn)。

自上而下的碳同化反演算法

二氧化碳主要在大氣、海洋、陸地以及化石燃料4個(gè)庫(kù)中循環(huán)。碳匯即碳吸收，一般指通過(guò)植樹(shù)造林等措施，利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定在植被和土壤中，從而減少溫室氣體在大氣中的濃度的過(guò)程。而該研究團(tuán)隊(duì)采用“自上而下”的碳同化反演算法，即從大氣角度入手，通過(guò)分析大氣中CO2含量的變化來(lái)計(jì)算和反演碳匯量。

中科院大氣物理所王婧介紹，該計(jì)算方法中，大氣凈通量－人為碳排放＝陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯量。

該研究采用中國(guó)氣象局分布全國(guó)的7個(gè)地面溫室氣體觀測(cè)站的二氧化碳濃度觀測(cè)數(shù)據(jù)、日俄聯(lián)合高塔觀測(cè)網(wǎng)等資料進(jìn)行同化反演計(jì)算。

同時(shí)，在另一組實(shí)驗(yàn)中僅采用通用的NOAA數(shù)據(jù)集進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過(guò)對(duì)比和驗(yàn)證，研究人員發(fā)現(xiàn)，2010年至2016年，中國(guó)陸地生態(tài)圈碳匯平均吸收了人為排放的44.8%，且西南地區(qū)（全年）以及東北地區(qū)（夏季）貢獻(xiàn)最大。

與目前國(guó)際碳排放核算方法相比，通過(guò)多源溫室氣體觀測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合氣象反演模式，以直觀和快速的方式反映溫室氣體“排放”或“留存”在大氣中的溫室氣體總量，是獨(dú)立評(píng)估及驗(yàn)證國(guó)家溫室氣體排放清單結(jié)果的重要方式之一，也被政府間氣候變化專門委員會(huì)納入《IPCC國(guó)家溫室氣體清單編制指南2019增補(bǔ)指南》。世界氣象組織也正在積極開(kāi)發(fā)“全球溫室氣體綜合信息系統(tǒng)”以推進(jìn)該項(xiàng)工作。

摸清碳匯家底需要更多觀測(cè)數(shù)據(jù)支撐

“增加了中國(guó)氣象局7個(gè)大氣本底監(jiān)測(cè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)，使得碳同化的計(jì)算相比之前的研究，不確定度降低?！眲⒁阏f(shuō)。

方雙喜介紹，該項(xiàng)研究中的觀測(cè)數(shù)據(jù)資料主要來(lái)自我國(guó)唯一的全球大氣本底基準(zhǔn)觀測(cè)站（瓦里關(guān)本底臺(tái)）和6個(gè)具有典型區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)代表性的大氣本底監(jiān)測(cè)站（黑龍江龍鳳山站、北京上甸子站、浙江臨安站、湖北金沙站、云南香格里拉站和新疆阿克達(dá)拉站），以及日本-俄羅斯高塔觀測(cè)和衛(wèi)星遙感等數(shù)據(jù)資料。

衛(wèi)星遙感將在碳源匯研究中發(fā)揮重要作用。相比地面觀測(cè)而言，衛(wèi)星遙感在赤道、海洋等建設(shè)地面觀測(cè)站網(wǎng)難度大的地區(qū)具有明顯優(yōu)勢(shì)。

我國(guó)首顆自主研制的中國(guó)碳衛(wèi)星（TanSat）、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）支持下的“全球二氧化碳監(jiān)測(cè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星與應(yīng)用示范”重大項(xiàng)目以及中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)“大氣濃度反演的凈排放”等研究項(xiàng)目，也為該項(xiàng)目提供了重要支撐。

王婧表示，大氣本底站的數(shù)據(jù)也是非常重要的。多年來(lái)，中國(guó)氣象局大氣本底監(jiān)測(cè)站的溫室氣體觀測(cè)數(shù)據(jù)已廣泛用于國(guó)內(nèi)和國(guó)際多邊多類型科研交流合作。

劉毅認(rèn)為，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的觀測(cè)站網(wǎng)還需不斷完善。未來(lái)進(jìn)一步研究我國(guó)碳源匯收支問(wèn)題，還需要國(guó)際多邊配合，以充分利用天空地一體化的新技術(shù)，開(kāi)展不同區(qū)域人為碳排放和生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的綜合、深入研究。（來(lái)源：《中國(guó)氣象報(bào)》2020年11月18日三版 責(zé)任編輯：王美麗）