专家观点 | 袁文平：面向碳中和的陆地生态系统碳循环评估
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“陆地碳汇与碳中和协同减排路径”
视频回顾
中国实现碳中和愿景充满机遇和挑战。在推动能源、经济结构转型的基础上，提高陆地生态系统碳汇能力，将助力实现碳中和愿景。在自然生态系统中，二氧化碳（CO2）排放主要被陆地及海洋生态系统吸收。其中，陆地碳汇占生态系统碳汇总量约31%，但其年际波动大，受气候变化和极端气候事件影响显著。因此，需要进一步完善陆地碳汇能力评估研究，探究包括气候变化在内的影响因素，助力我国尽快实现“碳中和”“气候中和”等目标。
一、中国陆地生态系统碳汇估算需不断完善
基于整合多项研究的结果表明，我国陆地生态系统年均碳汇为0.11-1.11 Pg C（1 Pg C，即10亿吨碳），目前的估算存在较大不确定性。应用陆地生态系统模型，分别有研究得到0.118 Pg C [1] 和0.28 Pg C的估算值；利用大气反演模型估算，有研究得到1.11 Pg C的估算值 [2]；综合应用遥感数据、陆地生态系统模型、大气反演方法，较权威的估算值为0.19～0.26 Pg C [3]。由于陆地碳汇评估存在不确定性，估算时应综合多种方法，并借助模型评估工具不断校正模型精度，对比和佐证不同估算方法，以提供更全面、准确的估算结果。
补充知识
评估陆地生态系统碳汇能力，目前主要有三种方法：· 清查方法：基于国家层面的森林清查资料，准确反映森林植被碳储量变化；· 大气反演：利用大气CO2浓度变化反演陆地碳汇，是一种自上而下的方法；· 过程模型：通过基于过程的生态系统模型估算陆地碳汇，是一种自下而上的方法。基于上述结果分析得出，在控制全球平均气温较工业化前水平上升1.5℃以内的减排情景下（以下简称为“1.5℃温升情景”），如陆地碳汇为每年约0.11 Pg C，我国将于2057年实现碳中和；如果陆地碳汇为每年约1.1 Pg C，则碳中和可提前至2046年实现（图1）。由此可见，在加速能源、产业、交通等部门低碳转型的同时，需有效提升陆地碳汇能力，不断完善陆地碳汇量的科学评估，助力尽早实现碳中和愿景。
图. 1.5℃温升情景下，我国陆地碳汇估算为0.11Pg C和1.1 Pg C的碳中和时间线 [4]
二、气候变化会对陆地生态系统固碳能力产生负面影响
气候变化会导致干旱、热浪等极端气候事件频发，该类极端气候事件会降低陆地生态系统碳汇能力，从而影响大气CO2浓度，加剧温室效应。1999年至2011年，我国东北地区持续干旱，使得该地区每年约0.011 Pg C碳汇转变为每年约0.018 Pg C碳源 [5]。2013年，我国南方约13个省市经历过去110年中最严重的极端干旱和热浪事件，区域碳汇在两个月中减少约0.1 Pg C，占全国陆地生态系统碳汇量39%~53%。伴随全球升温，大气干旱胁迫明显加剧，导致1998年后我国植被增长明显停滞。未来，大气干旱或将对我国乃至全球陆地生态系统的固碳能力产生更大负面影响。
三、从“碳中和”到“气候中和”
相比CO2排放量，甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）两种温室气体排放量相对较低，但CH4和N2O的全球增温潜势远高于CO2，会对气候变化产生较大影响。农业排放是N2O的主要来源之一。从上世纪80年代起，我国农业N2O排放量较大且呈显著增加趋势。CH4排放模型显示，我国陆地生态系统的CH4排放量约为每年15.05 Tg（1 Tg，即1百万吨），按CH4增温潜能为CO2的28倍计算，相当于抵消约0.42 Pg C陆地碳汇。因此，尽管目前“碳中和”战略主要聚焦CO2减排，为实现“气候中和”，CH4、N2O温室气体的排放同样不容忽视，现有陆地生态系统模型需包括其他温室气体的模拟方案。
目前，估算陆地生态系统碳汇能力的重点是提高对陆地碳汇强度和稳定性的评估，并以此为基础，定量或客观评价陆地碳汇对碳中和的贡献。未来，需进一步完善陆地碳汇综合评估方法，通过方法间相互佐证和对比，提高模型的准确度，并进一步评估极端气候事件对陆地碳汇的影响。此外，需关注和评估其他温室气体对气候变化的影响，从聚焦“碳中和”到实现“气候中和”。
专
家
简
介
袁文平
中山大学大气科学学院
教授
【CCAPP 秘书处根据会议记录整理发布，如需转载或引用，请注明“作者, 文章名, 发布平台：中国清洁空气政策伙伴关系CCAPP, 发布日期”。】
【文中图片来源：演讲者PPT，其他图片来源：网络】
参考文献
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[1] H. He et al., “Altered trends in carbon uptake in China’s terrestrial ecosystems under the enhanced summer monsoon and warming hiatus,” Natl. Sci. Rev., vol. 6, no. 3, pp. 505–514, May 2019, doi: 10.1093/nsr/nwz021.
[2] J. Wang et al., “Large Chinese land carbon sink estimated from atmospheric carbon dioxide data,” Nature, vol. 586, no. 7831, pp. 720–723, Oct. 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2849-9.
[3] S. Piao et al., “The carbon balance of terrestrial ecosystems in China,” Nature, vol. 458, no. 7241, pp. 1009–1013, Apr. 2009, doi: 10.1038/nature07944.
[4] 陈白平，陆怡，刘恭毅等。2020. 中国气候路径报告。https://www.bcg.com/zh-cn/china-climate-path
[5] W. Yuan et al., “Multiyear precipitation reduction strongly decreases carbon uptake over northern China,” J. Geophys. Res. Biogeosciences, vol. 119, no. 5, pp. 881–896, May 2014, doi: 10.1002/2014JG002608.
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