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这项最大的野外调查,为我国应对气候变化的国际谈判提供了重要支撑
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来源:上观新闻 作者:黄海华 2018-04-18 03:01
摘要:以专辑形式,在这个刊物上系列发表7篇研究论文,不仅是中国首次,在亚洲也是首次,在国际上也十分少见。

人类使用煤炭、石油、天然气等所导致的以二氧化碳为主的温室气体排放,被认为是引起全球变暖的主要原因。陆地生态系统通过植被的光合作用吸收大量的二氧化碳,是减缓大气二氧化碳浓度升高最为经济可行和环境友好的途径。如何提高陆地生态系统碳储量和固碳能力,既是全球变化研究的热点,也是国际社会广泛关注的焦点。

 

解放日报·上观新闻记者获悉,北京时间4月18日凌晨,中国科学院战略性先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”之生态系统固碳项目群系列研究成果以专辑形式正式发表在国际著名学术期刊《美国科学院院刊》上,全面、系统地报道了中国陆地生态系统结构和功能特征及其对气候变化、人类活动的响应,量化了中国陆地生态系统固碳能力的强度和空间分布,以及生物多样性和大尺度养分条件对生态系统生产力的影响。

 

以专辑形式,在这个刊物上系列发表7篇研究论文,不仅是中国首次,在亚洲也是首次,在国际上也十分少见。

科研人员对群落植物进行分器官取样

 

累计采集各类植物和土壤样品超60万份

 

作为负责任的大国和《巴黎气候变化协定》的缔约方,近年来中国从转变经济发展模式和保护生态环境的需要出发,制定了“调整经济发展模式、促进节能减排技术进步、增强生态系统碳汇功能”的战略思路,并在降低能耗和减少温室气体排放方面取得了举世瞩目的成绩。但是,中国不仅是世界第二大经济实体,也是最大的发展中国家。为满足人民对美好生活需求的持续提升,中国能源消耗和温室气体排放量持续增加的趋势难以逆转,势必面临履行《巴黎气候变化协定》中温室气体减排或限排的巨大压力。

 

中国科学院审时度势,积极响应国家重大需求,作为最先部署的战略性先导科技专项之一,于2011年1月,率先启动了“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”专项(简称“碳专项”)。该专项的一个核心内容,就是通过对中国各类生态系统的碳储量和固碳能力进行系统调查和观测,来深入揭示中国陆地生态系统碳收支特征、时空分布规律以及国家生态环保政策的固碳效应,从而为我国经济转型发展、气候谈判提供科学支撑。

 

在中科院植物所前所长、北京大学教授方精云院士和中科院地理与资源所副所长于贵瑞研究员2位项目首席科学家的领导下,来自中科院及高校、部委所属35个研究院所的350多名科研人员,按照统一的实验设计和调查方法,系统调查了中国陆地生态系统(森林、草地、灌丛、农田)碳储量及其分布,调查样方17,000多个、累计采集各类植物和土壤样品超过60万份。就连审稿人也惊讶于,“样方数量如此之多,取样方法如此规范。”这是当今世界调查范围最大的野外调查项目,为研究中国植被生产力、碳收支以及生物多样性的宏观格局提供了大量野外实测数据,也为我国国土资源规划、保护与利用,以及生态文明建设提供了重要的本底数据。

对样品碳元素含量进行测定

 

实现了从跟踪、并行到领跑的飞跃

 

自2015年1月开始,在方精云院士的组织和推动下,科研人员创新科研组织模式、打破课题间壁垒、实现数据完全共享,在凝练出若干个重大科学问题的基础上,对所有采集的数据统一汇交整理、统一控制数据质量、统一进行数据挖掘,取得了一系列原创性重大成果。

 

其中,代表性的研究成果有:(1)中国陆地生态系统在过去几十年一直扮演着重要的碳汇角色。例如,在2001-2010年期间,陆地生态系统年均固碳2.01 亿吨,相当于抵消了同期中国化石燃料碳排放量的14.1%;其中,中国森林生态系统是固碳主体,贡献了约80%的固碳量,而农田和灌丛生态系统分别贡献了12%和8%的固碳量,草地生态系统的碳收支基本处于平衡状态;(2)首次在国家尺度上通过直接证据证明人类有效干预能提高陆地生态系统的固碳能力。例如,我国重大生态工程(如天然林保护工程、退耕还林工程、退耕还草工程、以及长江和珠江防护林工程等)和秸秆还田措施的实施,分别贡献了中国陆地生态系统固碳总量的36.8%(7.4千万吨)和9.9%(2千万吨);(3)首次在国家尺度上开展了群落层次的植物化学计量学研究,验证了生态系统生产力与植物养分储量间的正相关关系,揭示了植物氮磷元素的生产效率;(4)首次揭示了生物多样性与生态系统生产力和土壤碳储量之间的相关关系,证实了增加生物多样性不仅能提高生态系统的生产力,而且可以增加土壤的碳储量。

对样品进行来样登记

 

美国科学院院士Inder M. Verma认为,“该专辑主题不仅在科学上,而且在社会领域,都非常重要,应该会在世界上引起广泛的兴趣和产生重大的影响。”《美国科学院院刊》是国际最权威的学术刊物之一,在资源和生态环境领域,其影响力与英国的《自然》和美国的《科学》齐名。

 

该成果的发表彰显了我国科学家在碳循环、全球变化、生态系统生态学等领域的国际地位,体现了我国科学家在该领域的研究从国际跟踪和并行到领跑的飞跃。该项研究成果不仅为验证和发展相关的生态学基本理论、评估生态系统对未来环境变化的响应提供了基本数据,也为今后中国应对气候变化的国际谈判提供了重要支撑。从科学角度有说服力地宣传了中国在国际上的良好形象以及在生态文明建设中的成就,发出了“中国声音”。同时,这也为人类干预促进生态系统碳吸收提供了新的见解,为正在经历类似经济和社会变革的其他国家提供了有益的经验和启示。

栏目主编:黄海华 文字编辑:黄海华 题图来源:视觉中国 图片编辑:雍凯
文中图片由采访对象提供
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