PNAS | 中科院“碳专项”重要成果：中国六大生态修复工程对碳汇的影响

土壤观察 2022-07-27

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原名：Effects of national ecological restoration projects on carbon sequestration in China from 2001 to 2010

译名：2001~2010年国家生态修复工程对中国碳汇的影响

期刊：PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)

通讯作者：刘国华/于贵瑞

通讯作者单位：中科院生态环境科学研究中心/植物所

原文链接: https://doi.org/10.1073/pnas.1700294115

Introduction

陆地生态系统在全球碳循环和减缓气候变化方面发挥着关键作用。全球陆地生态系统每年净碳吸收范围为2.0~3.4 Pg C。以往的研究表明，亚洲陆地生态系统碳储量的增加主要是由于造林和再造林的增加，特别是中国国家生态修复工程的实施。

自20世纪70年代末以来，中国先后实施了6项国家重点生态修复工程，保护生态环境，恢复退化生态系统。第一个项目是“三北防护林计划”(简称“北防护林计划”)，于20世纪70年代末启动。由于其巨大的面积跨越了中国北方的一半，该项目被称为“绿色长城”。第二个项目是1989年在中国南方启动的长江和珠江防护林工程(简称河流防护林)，其目的是与洪水作斗争，减少水土流失。第三个项目是1998年启动了“天然林保护工程”(简称“天然林保护工程”)，取得了许多成果，包括保护生物多样性、减少水土流失和洪水风险，以及预防与森林砍伐有关的其他自然灾害。第四个项目是2000年启动的“退耕还林工程”(简称GGP，也称中国退耕还林工程)推进了山地退耕还林。GGP是世界上规模和投资规模最大的生态修复项目，是生态补偿的典型例子。第五个项目是于2001年启动的京津沙源治理工程(简称沙源治理工程)，旨在通过控制风沙和水土流失灾害风险，促进首都(北京)附近的环境保护。最后一项“退牧还草”工程(简称“草原保护”)，于2003年启动，目的是减少过度放牧的影响，提高草地生产力。这些项目覆盖了中国44.8%的森林和23.2%的中国草原。但到目前为止，些项目对陆地碳汇的贡献尚不清楚。

Methods

本研究对6个项目实施区域(占全国土地面积的16%)的森林、灌丛和草地生态系统的生物量和土壤碳进行了大规模的实地调查和文献调查。主要基于生态系统固碳计划提供的数据，构建了国家生态项目区生态系统和参考点的碳密度数据集。数据集包括样地空间位置、植被类型、各层植被生物量及相关C含量、土壤有机C含量、容重，深度为100 cm。关于本研究实地调查的清查程序、地块大小、土壤样本收集和实验室分析的详细信息可见于此前的推送内容（PNAS | 中科院“碳专项”重要成果：中国陆地生态系统碳储量）。

Results

1. 生态修复项目区域的生态系统C汇

在21世纪的第一个十年(森林保护为13 年,GGP 为11年, 草原保护为8年,为其他所有项目为10年),所有项目区域的生态系统C密度大幅度增加(表1),在这十年里, 草原保护地区的草地生物量碳密度增加了1.1 MgC/ hm2，其他5个项目区域的森林生物量C密度每公顷增加6.6~22.0 MgC (表1), GGP区土壤C密度增加9.7 MgC/hm2,紧随其后的是其次是森林保护区内区土壤C密度增加5.6 MgC，其他四个项目地区每公顷增量为1.0~3.2 MgC (表1),不同项目区的生态系统C密度增加了2.1~29.4 MgC/hm2，其中GGP区域的增量最大，草原保护区的增量最小(表1)。

6个项目区的年代际碳汇为1519TgC，其中植被生物量为919.3 TgC(60.5%)，土壤为599.5 TgC(39.5%)(表2)。在6个项目中，森林保护项目占总碳库的889.1 Tg C(58.5%)，其次是GGP (270.8 Tg C)，占17.8%，三北防护林第四期占8.2% (表2)。在研究期间, 项目区域内每年总生态系统C封存率估计为132TgC，相对较高的C封存能力项目为森林保护(68.4 TgC/y), GGP (24.6 TgC/y)和草原保护(15.5TgC/y)，部分原因是这些项目的范围较大(表1和2)。

2. 生态修复项目对碳汇的贡献

六个恢复项目都对十年尺度的碳汇有重要贡献(表2)。在研究期间, 项目对碳汇的贡献为770.4 Tg C，年汇量为74Tg C，占6个项目区生态系统碳汇总量的一半以上，表明了生态恢复项目的显著成功。在六个项目当中,GGP作出了最大的贡献而言,以198.5 Tg C,占总数的25.8%,紧随其后的是森林保护(181.7Tg C,占23.6%),三北防护林第四阶段(119.7Tg C,占15.5%),和草原保护(117.8Tg C,占15.3%)(表2)。研究结果表明，国家恢复工程的实施是导致项目区C储量增加的首要因素，尤其是东部、北部和南部地区。继续支持这些项目对于实现国家缓排目标至关重要。

Conclusion

综上所述，本研究6个项目区域的年碳汇总量为132TgCy-1，其中超过一半(74TgC y-1, 56%)归功于项目的实施。研究结果表明，这些生态修复项目的实施显著增加了全国的生态系统碳汇，为中国的二氧化碳减排做出了巨大贡献。

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