本期嘉賓：

中國科學院大氣物理研究所研究員劉毅、博士王婧

浙江工業(yè)大學教授 方雙喜

采訪人：中國氣象報記者 簡菊芳

本期觀點：

■我國陸地生態(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數(shù)據(jù)缺乏，使得東亞地區(qū)碳匯能力計算存在不確定性；

■自上而下的碳同化反演算法，未來或成為溫室氣體核查的重要支撐和驗證方法。

中國讓地球變得更綠的新證據(jù)

近期，中國科學院大氣物理研究所（以下簡稱中科院大氣物理所）團隊聯(lián)合氣象、林草等領(lǐng)域?qū)＜议_展的一項研究表明，2010年至2016年，中國陸地生態(tài)系統(tǒng)年均吸收約11.1億噸二氧化碳，是此前國內(nèi)外研究結(jié)果3.5億噸的3倍多，我國的陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力被低估。研究還認為，年均固碳量約占我國人為碳排放的45%。也就是說，這幾年，我國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，人類對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際通用做法。

中科院大氣物理所研究員、研究團隊負責人劉毅認為，近40年來，中國持續(xù)增長的森林面積，尤其是西南地區(qū)速生林中幼齡森林，正在成長為固碳的主力軍。

國家林業(yè)和草原局數(shù)據(jù)顯示，自上世紀80年代以來，我國大力開展植樹造林活動，森林資源進入迅速增長階段。

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

該研究也驗證了2019年2月美國國家航空航天局（NASA）公布的一份研究報告——《中國正在讓地球變得更綠》。

該報告稱，2000年至2017年，地球新增的綠葉面積（植物葉片總面積）相當于多出一個亞馬遜雨林，其中，中國凈增長綠葉面積及凈增長率均高居全球首位，最大的貢獻來自植樹造林。

對此，《自然》雜志和BBC均認為，中國近40年來恢復天然森林植被、加強人工林培育的巨大投入取得了成果；中國森林的日益茂盛顯而易見。

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個庫中循環(huán)。碳匯即碳吸收，一般指通過植樹造林等措施，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程。而該研究團隊采用“自上而下”的碳同化反演算法，即從大氣角度入手，通過分析大氣中CO2含量的變化來計算和反演碳匯量。

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

該研究采用中國氣象局分布全國的7個地面溫室氣體觀測站的二氧化碳濃度觀測數(shù)據(jù)、日俄聯(lián)合高塔觀測網(wǎng)等資料進行同化反演計算。

同時，在另一組實驗中僅采用通用的NOAA數(shù)據(jù)集進行計算。經(jīng)過對比和驗證，研究人員發(fā)現(xiàn)，2010年至2016年，中國陸地生態(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）貢獻最大。

與目前國際碳排放核算方法相比，通過多源溫室氣體觀測數(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，是獨立評估及驗證國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納入《IPCC國家溫室氣體清單編制指南2019增補指南》。世界氣象組織也正在積極開發(fā)“全球溫室氣體綜合信息系統(tǒng)”以推進該項工作。

摸清碳匯家底需要更多觀測數(shù)據(jù)支撐

“增加了中國氣象局7個大氣本底監(jiān)測站的觀測數(shù)據(jù)，使得碳同化的計算相比之前的研究，不確定度降低。”劉毅說。

方雙喜介紹，該項研究中的觀測數(shù)據(jù)資料主要來自我國唯一的全球大氣本底基準觀測站（瓦里關(guān)本底臺）和6個具有典型區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)代表性的大氣本底監(jiān)測站（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拉站），以及日本-俄羅斯高塔觀測和衛(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。相比地面觀測而言，衛(wèi)星遙感在赤道、海洋等建設(shè)地面觀測站網(wǎng)難度大的地區(qū)具有明顯優(yōu)勢。

我國首顆自主研制的中國碳衛(wèi)星（TanSat）、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）支持下的“全球二氧化碳監(jiān)測科學實驗衛(wèi)星與應用示范”重大項目以及中國科學院戰(zhàn)略先導專項“大氣濃度反演的凈排放”等研究項目，也為該項目提供了重要支撐。

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

劉毅認為，相對于發(fā)達國家，我國的觀測站網(wǎng)還需不斷完善。未來進一步研究我國碳源匯收支問題，還需要國際多邊配合，以充分利用天空地一體化的新技術(shù)，開展不同區(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。（來源：《中國氣象報》2020年11月18日三版 責任編輯：王美麗）