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《Nature Geoscience: 定量揭示近50年大气CO2升高对陆地碳汇增加的贡献》

  • 来源专题：长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者： changjiang
  • 发布时间：2019-09-04

  • 陆地生态系统吸收了约三分之一的人类活动累计CO2排放量，减缓了气候变暖。1960年代以来，全球陆地碳汇增加了近一倍，对气候变暖的减缓作用持续增强。大气CO2升高是陆地碳汇变化的重要驱动因子之一。但是，CO2对陆地碳汇施肥效应的定量估计仍不明确。难点在于，多模型间全球尺度结果差异较大，而野外CO2施肥实验观测局限于站点尺度。

    　　中国科学院青藏高原研究所生态系统功能与全球变化团队结合多个陆地生态系统模型模拟结果和野外CO2施肥实验观测结果，并构建植被-土壤碳库周转理论模型（two-box-model），分析了1959-2010年大气CO2升高对北温带和全球陆地碳汇变化的作用。研究发现，北温带陆地碳汇对CO2升高的敏感性为0.64 ± 0.28 PgC yr-1 [100 ppm]-1（图1）。与此相比，碳-氮耦合模型均值低估。就全球尺度而言，1960年代至2000年代，CO2升高对陆地碳汇增加的贡献为2.01 ± 1.06 PgC yr-1。这意味着， CO2升高是同期全球陆地碳汇增加（1.2 PgC yr-1）的主因。本研究为定量理解陆地碳汇变化的归因提供了重要科学支撑，亦为模型和控制实验相结合解决全球变化对陆地碳循环影响相关科学问题提供了新的研究思路。

    　　该研究成果以“Field-experiment constraints on the enhancement of the terrestrial carbon sink by CO2 fertilization”为题发表于《自然-地球科学》（Nature Geoscience）杂志（DOI：10.1038/s41561-019-0436-1）。中国科学院青藏高原研究所刘永稳副研究员为第一作者、朴世龙教授为通讯作者。本研究得到中国科学院A类战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”专项等资助。

    　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41561-019-0436-1

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    • 发布时间：2019-10-25
    • 土地对人类生计和福祉至关重要，而与土地利用有关的行动也在气候系统中发挥重要作用。IIASA的研究人员为制定一个新的路线图做出了贡献，该路线图概述了关于森林砍伐、恢复和碳减排的行动，这可能导致到2040年土地部门实现碳中和，到2050年实现碳净汇。 发表在《自然气候变化》杂志上的一项研究揭示了土地部门的路线图，其中列出了森林、农业和粮食系统方面的关键行动，世界应该采取这些行动来避免全球气温升高。这项研究最全面探索土地的贡献1.5°C的目标日期,和第一次的逐点提供了一个识别特定的土地利用行为,相关地域和实现途径,每十年土地利用碳排放减少50%在2020年和2050年之间。上述行动还将有助于气候适应和实现联合国可持续发展目标。 IIASA的研究人员在这项研究的技术方面起了带头作用，他们采用了综合评估模型，并评估了24项土地管理实践，这些实践提供了最大的缓解潜力以及其他社会和环境效益。国际研究小组制定了各国可采取的优先行动，到2040年实现陆地部门零排放，以限制全球气温上升超过1.5摄氏度。报告中提出的六项优先行动包括:到2030年减少森林砍伐、泥炭地排水和焚烧，以及将红树林的转化率降低70%;恢复森林、排干泥炭地和沿海红树林;改善森林管理和农林业;加强所有农业国家农业中的土壤碳汇;减少发达国家和新兴国家的消费食品浪费;到2030年，五分之一的人将以植物性饮食为主。 分析表明，通过这些行动进行可持续的土地管理可以为实现《巴黎协定》所规定的将气温保持在1.5°C以下的目标所需的减排做出30%的贡献。这是在自然封存的30%碳排放的基础上。然而，报告作者指出，机会之窗越来越小，我们拖延行动的时间越长，我们实现《巴黎协定》目标的机会就越小，我们对自然和粮食系统的负担就越重。 “路线图预测了一个分阶段的方法，其中避免排放的首要行动是优先考虑的。这意味着要集中精力避免在巴西和印度尼西亚等热点地区的森林砍伐。更多关于大气中碳去除的高科技选择需要在今天进行测试和试点。然而，考虑到当前国际气候政策体制的现实，大规模部署预计不会在未来10年内发生，”研究作者之一、IIASA生态系统服务与管理(ESM)项目研究员Michael Obersteiner解释说。 根据研究报告的作者斯蒂芬妮·罗伊,IIASA年轻科学家的女毕业生暑期项目(YSSP)和弗吉尼亚大学的环境科学家,2°C下保持地球需要我们每十年排放量减半,并删除大量的二氧化碳在大气中。 “恢复森林、泥炭地、湿地和农业土壤是立即可行的，并得到了大规模的验证，与其他气候解决方案相比，还提供了许多其他好处。然而，我们还需要开发和试验更多的负排放技术——如直接空气捕获技术和碳捕获与储存(BECCS)低影响生物能源技术——以可持续地从未来的大气中去除更多的碳。否则，我们将越来越依赖我们的自然系统。土地可以而且已经做了很多，但它不能做所有的事情。今天在负排放技术方面的研究和投资对于帮助它们在未来的可持续部署将是至关重要的，”她说。 如果各国实施该路线图，到2040年，土地部门可能成为碳中和，到2050年成为净碳汇。土地部门目前每年排放约11吨二氧化碳(约占全球排放的25%)。根据这一路线图，到2050年，全球每年将净吸收约3千吨二氧化碳。这些行动加在一起，每年将减少15个GtCO2e——约50%来自减排，50%来自陆地额外吸收的碳。虽然作者强调世界各国可以为更好的土地管理做出贡献，但他们得出的结论是，美国、欧盟、加拿大、中国、俄罗斯、澳大利亚、阿根廷、印度、巴西和其他热带国家的行动尤其重要，因为它们有巨大的缓解潜力。 “这项研究在协调全球气候稳定路径和自下而上的缓解潜力评估方面做得很好，从而为土地利用部门制定到2040年实现碳中和的可行路线图，”IIASA ESM项目研究员、共同作者Stefan Frank总结道。 超越类似气候路线图严格关注气候效益,研究识别行为,交付赢得除了削减温室气体排放和删除,而在土地和更新IPCC报告的基础上,认为森林破坏,糟糕的农业实践和不可持续的饮食,除了化石燃料,必须解决在一起避免气候混乱。参与制定路线图的几位作者是IPCC土地报告的撰稿人。 ——文章发布于2019年10月23日
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