“我们首次在地球系统模型中
评估了减少农作物亩产量
对气候变化的正反馈效应，
该反馈机制帮助我们评估
农业-气候变化的相互作用、
认识气候-经济耦合系统中的
气候变化临界点，
为确定不同的气候减排启动时间
对气候变暖的影响提供了依据。”
通过多因素综合、多机制互构的模拟技术，复旦大学环境科学与工程系青年研究员王戎课题组及合作者揭示全球未来能源、技术、气候、农业的相互作用和反馈机制：如果全球大规模减排行动推迟到2060年及以后，依赖生物质能源作物的负碳减排技术将无法保持高实施强度，可能导致温控目标无法达到，进而引发全球粮食风险。
9月7日，相关研究成果以《生物质能源作物的推迟使用可能导致全球的气候与食品危机》（“Delayed use of bioenergy crops might threaten climate and food security”）为题在《自然》（Nature）杂志上发表，强调了开展早期减排的重要性。
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Q：上海科技 A：王戎
您为什么会选择生物质能源作物的使用对全球气候与粮食的影响作为此次的研究课题？
应对全球气候变化和实施气候减排是一项重要的国际议题。
为实现巴黎气候协定的温升目标，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）最新发布的第六次评估报告和综合评估模型（IAMs），都强调了负排放技术在实现巴黎协定2℃目标中所起的重要性，其中生物能源碳捕获和储存技术（Bioenergy with carbon capture and storage，简称BECCS）被认为是最具发展潜力、性价比高的负减排技术，在气候减排中发挥着不可或缺的作用。同时，气候变化影响粮食生产，将农作物秸秆作为生物质原料，用于BECCS负减排技术，可进一步提高粮食产量，维系粮食安全。
依赖农业残余物作为生物能源的社会生态系统对大规模 BECCS 减缓延迟的反应
这个新的研究发现，您是如何得到的？
我们的团队一直特别关注气候、农业、能源、社会经济系统的相互作用。
我们在地球系统模型中引入基于BECCS的负碳减排技术，建立全球的未来社会经济情景大数据集，在共享社会经济路径减排的基础上，考虑在2030-2100年的不同时间段启动实施大规模的BECCS负碳技术，并考虑了拓展农业土地、增强氮肥施肥强度、提高施肥效率、植树造林、国际粮食贸易等综合方案，全力满足未来的全球粮食需求，动态评估了在2030-2200年期间，由于推迟减排导致BECCS减排潜力下降的反馈作用对未来全球增温和食品卡路里的影响。
在研究过程中，您遇到了哪些挑战和瓶颈？解决方案是什么？
我们研究中遇到的瓶颈和挑战主要在于如何获取关键数据，让我们的地球系统模型模拟的结果更可靠，并支撑我们的结论。
为此，我们使用了全球观测资料校准了农作物亩产量对生长季节平均气温、大气CO2浓度、氮肥施肥强度和降水的响应关系。
在研究生长季节平均温度对农作物亩产量的影响关系时，我们对数据进行收集整理并反复尝试，最终通过拟合得到不同国家地区、不同农作物品种对温度增加的响应关系，并考虑了不同国家农业活动（播种、收获）的详细信息资料。我们在不同减排情景的设置上也需要反复试验，我们通过对比不同的敏感性试验、改变减排启动时间、调整BECCS电厂利用方式等手段，对研究结果的可靠性进行了系统评估。
目前您在环境科学与工程领域最关注的焦点是什么？有哪些最新进展和行业最新发展趋势？
我们团队目前关注的重点是如何在中国未来实现双碳目标的过程中，如何选择成本最低、效用最高的能源转型方案，并评估这些这些能源转型方案对中国未来社会经济的综合影响。
我国承诺的2030碳达峰和2060碳中和之间仅有短短的30年，相较于发达国家，我国的低碳进程时间紧、任务重。建议加快我国低碳技术的研发、推广和实施。
据估计，例如BECCS，其年经济规模可达近6万亿元人民币。在能源转型过程中，现有的燃煤火电厂均面临关停风险，BECCS技术的推广可为火电厂提供转型契机，并为中国农村发展生物质能源提供新的经济增长点，助力应对经济增长与碳减排的双重挑战。同时，其它清洁能源（如风能、太阳能、水能、核能等）也有非常大的潜力和开发空间，如果优化我国清洁能源和负碳技术的使用，对于实现碳中和、减缓全球气候变暖具有重要意义。
在发展趋势上看，我们关注：
1
如何加强低碳能源理论与技术研究，摸实、摸透各类技术的减排潜力、成本及风险。
2
如何建立我国低碳能源的综合利用工程以及示范基地建设，突破新能源发电、碳储存等关键技术以及综合配套。
3
如何实现地球系统模型与综合评估模型的深层耦合，认识和评估能源、气候、经济耦合系统中的气候变化临界点。
另外，基于第三世界国家生物质能源现状，我们希望评估低碳能源在全球的推广应用力度，如何推动我国先进低碳理论与技术在第三世界国家中的广泛使用，这将有助于强化我国在全球气候治理体系中的领导地位与话语权。
王戎 ｜PROFILE
复旦大学青年研究员，长期从事气候变化研究
在气溶胶、碳循环、地球系统、气候系统及低碳能源等领域开展研究，已发表SCI论文90余篇。近年以独立通讯作者在Nature,Joule,PNAS,NatureGeoscience,NatureCommunications,TheInnovation,EST,GCB等国际期刊发表论文10余篇，曾获联合国工业发展组织颁发的全球科技创新“突出贡献奖”、亚洲气溶胶“杰出青年科学家奖”、中国化学会环境化学青年奖、2021“上海科技青年35人引领计划”提名奖等。
