我国陆地生态系统（森林、草地等）固碳能力被低估；

高精度二氧化碳观测数据缺乏，使得东亚地区碳汇能力计算存在不确定性；

自上而下的碳同化反演算法，未来或成为温室气体核查的重要支撑和验证方法。

专家

中国科学院大气物理研究所研究员刘毅、博士王婧

浙江工业大学教授 方双喜

01中国让地球变得更绿的新证据
近期，中国科学院大气物理研究所（以下简称中科院大气物理所）团队联合气象、林草等领域专家开展的一项研究表明，2010年至2016年，中国陆地生态系统年均吸收约11.1亿吨二氧化碳，是此前国内外研究结果3.5亿吨的3倍多，我国的陆地生态系统固碳能力被低估。研究还认为，年均固碳量约占我国人为碳排放的45%。也就是说，这几年，我国每年有将近一半的二氧化碳被森林等陆地固碳系统吸收。众所周知，工业革命以来，人类对化石燃料的巨大消耗使得大气中二氧化碳浓度急剧上升，是影响全球升温的重要因素。森林生态系统是吸收二氧化碳的主要力量，增加森林碳汇已成为国际通用做法。

中科院大气物理所研究员、研究团队负责人刘毅认为，近40年来，中国持续增长的森林面积，尤其是西南地区速生林中幼龄森林，正在成长为固碳的主力军。

国家林业和草原局数据显示，自上世纪80年代以来，我国大力开展植树造林活动，森林资源进入迅速增长阶段。

从第一次到第八次森林资源清查，全国森林面积增加了70.2%，森林蓄积量增加了75%。由于大量的新生森林，我国森林中中幼龄林占比约65%。刘毅表示，由于新增森林相对“年轻”，未来有更大的碳吸收潜力。

该研究也验证了2019年2月美国国家航空航天局（NASA）公布的一份研究报告——《中国正在让地球变得更绿》。该报告称，2000年至2017年，地球新增的绿叶面积（植物叶片总面积）相当于多出一个亚马逊雨林，其中，中国净增长绿叶面积及净增长率均高居全球首位，最大的贡献来自植树造林。对此，《自然》杂志和BBC均认为，中国近40年来恢复天然森林植被、加强人工林培育的巨大投入取得了成果；中国森林的日益茂盛显而易见。

02自上而下的碳同化反演算法

二氧化碳主要在大气、海洋、陆地以及化石燃料4个库中循环。碳汇即碳吸收，一般指通过植树造林等措施，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的浓度的过程。而该研究团队采用“自上而下”的碳同化反演算法，即从大气角度入手，通过分析大气中CO2含量的变化来计算和反演碳汇量。

中科院大气物理所王婧介绍，该计算方法中，大气净通量－人为碳排放＝陆地生态系统碳汇量。

该研究采用中国气象局分布全国的7个地面温室气体观测站的二氧化碳浓度观测数据、日俄联合高塔观测网等资料进行同化反演计算。

同时，在另一组实验中仅采用通用的NOAA数据集进行计算。经过对比和验证，研究人员发现，2010年至2016年，中国陆地生态圈碳汇平均吸收了人为排放的44.8%，且西南地区（全年）以及东北地区（夏季）贡献最大。

与目前国际碳排放核算方法相比，通过多源温室气体观测数据结合气象反演模式，以直观和快速的方式反映温室气体“排放”或“留存”在大气中的温室气体总量，是独立评估及验证国家温室气体排放清单结果的重要方式之一，也被政府间气候变化专门委员会纳入《IPCC国家温室气体清单编制指南2019增补指南》。世界气象组织也正在积极开发“全球温室气体综合信息系统”以推进该项工作。

03摸清碳汇家底需要更多观测数据支撑

“增加了中国气象局7个大气本底监测站的观测数据，使得碳同化的计算相比之前的研究，不确定度降低。”刘毅说。

方双喜介绍，该项研究中的观测数据资料主要来自我国唯一的全球大气本底基准观测站（瓦里关本底台）和6个具有典型区域生态系统代表性的大气本底监测站（黑龙江龙凤山站、北京上甸子站、浙江临安站、湖北金沙站、云南香格里拉站和新疆阿克达拉站），以及日本-俄罗斯高塔观测和卫星遥感等数据资料。

卫星遥感将在碳源汇研究中发挥重要作用。相比地面观测而言，卫星遥感在赤道、海洋等建设地面观测站网难度大的地区具有明显优势。

我国首颗自主研制的中国碳卫星（TanSat）、国家高技术研究发展计划（863计划）支持下的“全球二氧化碳监测科学实验卫星与应用示范”重大项目以及中国科学院战略先导专项“大气浓度反演的净排放”等研究项目，也为该项目提供了重要支撑。

王婧表示，大气本底站的数据也是非常重要的。多年来，中国气象局大气本底监测站的温室气体观测数据已广泛用于国内和国际多边多类型科研交流合作。

刘毅认为，相对于发达国家，我国的观测站网还需不断完善。未来进一步研究我国碳源汇收支问题，还需要国际多边配合，以充分利用天空地一体化的新技术，开展不同区域人为碳排放和生态系统固碳能力的综合、深入研究。