《自然》：中国碳汇规模有多大？

文章速读：

遏制全球升温有赖于碳减排行动及陆地碳汇对CO₂的清除。目前，中国是全球最大的CO₂排放国，对中国陆地生物圈通量的认识一直受数据覆盖率的限制，这导致对通量的大范围后验估计。该文提供了2009-2016年中国六个地点测量的大气CO₂摩尔分数最新数据，在此基础上估计2010-2016年陆地生物碳汇的平均值为-11.1±3.8 亿吨碳/年，相当于该时期中国年均人为碳排放估计值的45%。研究结果显示，中国西南地区（云南、贵州和广西）的全年陆地碳汇，以及中国东北地区（特别是黑龙江和吉林省）的夏季陆地碳汇在此前被低估。这些省份在过去10-15年中持续造林，省域森林面积每年增加4-44万公顷，人工林地的快速增长亦有助于木材出口及国内纸张生产。该研究对植被绿度的空间观测结果显示，随着时间的推移，植被绿度大幅增加，进一步解释了造林地区土地碳汇的增加。

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CO₂通量估计的约束

该研究使用中国2009-2016年最新的现场CO₂摩尔分数数据修正中国省级和全国碳平衡。通过独立卫星遥感测量的植被绿度、土壤水分有效性、卫星观测的CO₂柱以及中国森林普查数据，证实了通量的后验估计。

利用多种数据来源调查中国的碳平衡：原位测量的CO₂摩尔分数、卫星观测的CO₂柱、叶面积指数（LAI）、归一化差异植被指数（NDVI）、增强植被指数（EVI）、根据重力异常得出的液态水当量厚度以及根据微波测量得出的地上生物量。利用GEOS-Chem大气化学传输模式结合贝叶斯反演工具对大气数据进行分析，从大气数据中推算CO₂通量。

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从大气数据推算CO2通量

利用大气反演来估计中国陆地生物圈CO₂通量的大小和分布。图1b表示中国大部分地区存在碳汇，主要集中在中部、东北部和南部地区。这些数据显示出中国CO₂通量的分布（图1c），增加了西南地区（主要是云南、贵州和广西省）的净吸收量及东北地区（主要是黑龙江、吉林和辽宁省）的净排放量（图1d）。研究发现，中国每年的碳汇主要来自生长季节（5-9月）的吸收，特别是6-8月。这些数据与陆地生物圈2010-2016年平均净吸收量估计值一致，即-6.6±5.2亿吨碳/年（图1e）。

图1 中国陆地生物圈CO₂通量

中国西南地区CO₂吸收量约占中国大陆CO₂吸收量的32%。图2a，b为西南地区碳吸收量年际变化情况，这一变化部分源于森林生态系统的幼龄结构及气象学变化。东北地区相对较小的吸收量源于生长季节的碳汇量增加（图2c，d），这将由一年中其余时间的排放量来补偿。

图2 区域陆地生物圈CO₂通量

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了解 CO₂ 通量分布

CO₂通量估计值的差异可以部分解释为晴空视域的季节变化（由云量和气溶胶负荷确定）。结合每五年一次的《中国森林资源清查》，自20世纪90年代以来，中国东北和西南地区的森林面积快速增长，这一发现由土地覆盖遥感观测数据、植被指数（图3a）和地上生物量数据（图3b）进一步证实。在过去的30年中，中国迅速增加的造林面积使得森林中存在大量幼龄和中龄树木，这与高固碳率有关。该文利用卫星观测来验证从现场数据推断的后验通量，使CO₂监测大幅改进。

图3 与植被生长有关的卫星观测值

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本文总结

该研究基于大气温室气体浓度计算排放通量的方法体系将为我国“碳中和”核算和国际谈判提供有力的科学依据。但该研究结果在一定程度上依赖于新增的地面观测资料，由于人为排放和陆地生态系统存在很大的时空变化，现有观测仍显不足。研究人员表示，随着未来卫星观测能力的进一步提升，现在的观测不足将得到弥补，从而建立更全面的观测体系，提供更准确的碳收支数据，为我国碳中和目标提供科技支撑。大气中CO₂浓度是人为化石燃料排放与陆地、海洋生态系统吸收平衡的结果，生态系统的固碳对碳中和贡献巨大，但是如何定量评估仍存在很大不确定性。

原文信息：

Wang, J., Feng, L., Palmer, P.I. et al. Large Chinese land carbon sink estimated from atmospheric carbon dioxide data. Nature 586, 720–723 (2020). 

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内容：马涟蕊

编辑：丁博文鹏

审核：何可汉、成璐

图片来源于网络，侵删

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