做好碳达峰、碳中和工作是我国2021年重点任务之一。《自然》上的一项研究显示我国陆地生态系统固碳能力巨大,被严重低估。专家解释>>> |
撰文/记者 韩继波 编辑/刘昭
新媒体编辑/房永珍
采访专家
刘毅(中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心主任、研究员)
魏科(中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心副主任、副研究员)
关键词
碳汇:指森林、草地、灌丛、农田利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳,并将其固定在植被和土壤中,从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。
碳中和:指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。
碳达峰:指某个地区或行业年度二氧化碳排放量达到历史最高值,然后经历平台期进入持续下降的过程,是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点,标志着碳排放与经济发展实现脱钩,达峰目标包括达峰年份和峰值。
▲沙地变绿野,这是在内蒙古克什克腾旗拍摄的一处沙地治理后的状况(新华社记者 刘磊 摄)
2020年底的中央经济工作会议指出,做好碳达峰、碳中和工作是2021年要抓好的重点任务之一。要开展大规模国土绿化行动,提升生态系统碳汇能力。
而日前,中国科学院大气物理研究所碳中和研究中心主任、研究员刘毅,联合中外多支科研团队,历时十多年,使用最新的实地观测、卫星观测研究手段和数据,结合英国爱丁堡大学的碳同化模型,采用“天地一体化”新方法开展研究,撰写了《用大气二氧化碳数据估算中国陆地碳汇》的最新研究报告,发表在了顶尖科学期刊《自然》(Nature)上。
刘毅团队的研究表明,我国陆地生态系统固碳能力巨大,但在以往研究中被严重低估。数据表明,2010年至2016年,中国陆地生态系统年均吸收约11.1亿吨碳——是之前研究成果的3倍。该报告进一步指出,我国西南地区固碳贡献最大,每年创造3.5亿吨碳汇,占全国陆地碳汇的31.5%。同时,东北地区在夏季也有很强的碳汇创造能力,每年平均创造0.5亿吨碳汇,占全国的4.5%。
那么,我国植树造林的世界贡献是不是被低估了?就此疑问,记者专访了刘毅、魏科两位专家。
▼ ▼ ▼
海量实地观测+“碳卫星察颜观色”
“我们采用了经过严格质量控制的地面二氧化碳浓度数据和达到国际领先水平的卫星观测二氧化碳浓度数据。我们认为二氧化碳浓度信息代表了人类排放和生态系统吸收平衡后的综合结果。” 刘毅在接受北京科技报记者专访时表示。
目前,国际常用的碳汇研究方法有两种,一种是实地测量,另一种是卫星观测。中国科学院大气物理研究所季风系统研究中心副主任、副研究员魏科介绍,我国碳汇研究也主要基于这两种方法。比如,第一种自下而上的实地测量,该种研究方法需要在我国划分、确定数以万计的样地,然后在这些样地内进行实地观测、测量,估算出森林、沼泽、草地等不同土地类型的碳排放量和吸收量。这种收集碳汇数据的方法是比较准确和直观的,但工作量非常大。
另一种研究方法是自上而下的卫星观测。我国碳卫星观测数据主要依靠碳卫星上搭载的高光谱二氧化碳监测仪、多谱段云与气溶胶探测仪这些主要载荷,观测数据再经过地面处理生成大气氧气和二氧化碳吸收光谱图。通俗地说,就是通过颜色识别大气中的二氧化碳,研制人员采用了新技术,赋予了碳卫星超常规的“视力”,可以测量大气中二氧化碳1%浓度的变化,然后逐一扫描、观测目标区域,最后汇总相加所有数据,得出我国的碳汇总量。
“刘毅团队的研究使用了实地观测、卫星观测两种方法,并将两种观测方法获得的数据进行比对得出结论。”魏科对记者表示,刘毅团队除了与英国学者合作,还利用中国气象局温室气体观测本底站碳监测数据、国家林业和草原局森林普查数据、美国与日本碳监测卫星以及生态系统全球遥感数据,数据丰富度很高。通过最新数据和更科学、严谨的研究方法,估算出的我国自然环境碳吸附能力更强的结论很扎实。
刘毅对记者表示:“多年前我国就攻克了碳卫星的卡脖子技术,不过受技术限制,碳卫星每一轨道的观测只有18千米宽,还比较小,我国正在积极研发下一代大观测面积的碳卫星,未来我们就可准确区分特定区域的碳源和碳汇,为我国的碳中和目标提供科技支撑。”
▲工人在雄安新区“千年秀林”内管护树木(2020年3月19日无人机照片) (新华社记者 牟宇 摄)
▼ ▼ ▼
新造林碳汇效应>成熟、老化林
2019年美国国家航空航天局(NASA)的卫星资料显示:“2000年至2019年,世界越来越绿了,而中国是促进这一改变的重要贡献者之一。中国的植被面积仅占全球的6.6%,但全球植被面积净增长的25%都来自中国。”
刘毅团队的报告指出,在过去10到15年里,中国西南地区和东北地区的森林面积每年增加4万至44万公顷。西南地区的陆地生物圈已成为中国最大的碳汇,约占中国陆地碳汇的31.5%,遥遥领先于其他地区。东北地区的生物圈则具有季节性,约占4.5%。以上报告结论显示:西南地区和东北地区新造树林吸收二氧化碳的能力强于成熟林、老化林,而且东北地区森林的碳汇具有季节性。
▲黑龙江大兴安岭,深冬季节,大兴安岭森林到处银装素裹风景美如画(图片来源/视觉中国)
刘毅对记者介绍,“广西、云南等西南地区大量种植人工快速生长林,林业部门的观测数据以5年或10年为单位统计,会漏掉中间被砍伐树木的碳中和数据,这部分固碳数据可能会被低估。而我们团队是以小时为单位,统计大气浓度信息推算碳中和,不会低估期间被砍伐树木的碳中和数据。数据显示,西南地区长达30年的人工林培育和持续的经济投入,取得了很好的固碳效果。”
东北地区森林与西南地区森林的植物种类、生态系统是完全不同的。进入气温极低的冬季后,东北地区的森林停止生长,所以冬季东北地区的森林碳吸收能力弱。春季以后,林木、灌木、草地开始进入生长季,碳中和能力才得以恢复。
公开资料显示,东北地区森林生长速度慢,碳中和能力相对于西南地区弱,并不是绝对的,如果东北地区的森林没有被砍伐,虽然生长速度慢,10年里只生长了10个立方米,但是累积的能力也是相当可观的。碳中和一定要看森林、草、沼泽的长期累积效果。”
▼ ▼ ▼
碳中和不仅是一次技术改革
尽管2000年至2019年,全球植被面积有了净增长,但全球升温速度或者气候行动目标仍然没有完成。
“尽管中国、印度的植被面积增长比较快,但是相对于每年的全球碳排放来讲,增加的植被面积仍是非常小的。尝试通过种树的方式抵消全球气候变化的负面影响,需要全球在1000平方千米的土地上种植人工树林。所以,我国新增的植被面积对于抵消全球气候变化的负面影响而言,是杯水车薪的。”魏科表示,“应对全球气候变化,不只是我国一个国家种树就能解决的,而是需要全球所有国家一起采取行动,才能达到预期效果。国际环境署曾经提出‘一万亿棵树’计划,如此浩大的工程,必须要全球所有国家一起努力。”
(数据来源/人民日报)
另外,魏科表示,碳中和的实质是下一波国与国间的高科技竞争主战场。德国、英国、法国、日本等发达国家希望抓住这一波高科技竞争机遇,带动经济的进一发展。我国要实现经济高质量发展,也需要在碳中和的目标下,进行二次电气化,促进低碳发展,在国际竞争中实现产业升级和环境保护的协同发展。
碳中和,绝不仅是一次技术改革,它预示着一场社会变革的到来,更或许会推动经济领域、政治领域、思想领域、世界市场等诸多方面的变革。
出品:科普中央厨房
监制:北京科技报 | 科学加客户端
欢迎转发朋友圈
公众号、报刊等转载
请发邮件至bjkjbeditor@163.com
未经授权谢绝转载,违者必究
识别二维码,下载“科学加”客户端
|