实现“双碳”目标，有工程技术问题，也有自然问题
随着全球变暖，世界上很多监测点已经观察到过去100年以来全球海平面上升，且上升幅度并不小，在10厘米到25厘米之间。如果海平面按照当前速度继续上升，未来人类在地球上的可生存面积可能会收缩，从而面临严重的生存环境问题。其实，地球现在已经慢慢进入冰期，理论上说应该降温变冷，但当前，甲烷气体、二氧化碳浓度以及温度依然在上升。这说明人类活动是引起气候变化的主要因素。除了气候变暖以外，一系列的气候灾变事件给人类社会带来各种各样的冲击。刚刚发布的IPCC 第一工作组报告《气候变化2021：自然科学基础》指出，人类活动造成的气候变化已经影响到全球每个区域的天气气候，引发诸多天气气候事件。气候危机将来会变成生态危机、政治危机，还有其他方面的危机。因此，气候变化已是当前人类面临的最紧要问题，也是当前社会面临的最重要课题之一。面对气候变化，人类必须考虑可持续发展问题。罗马俱乐部在上世纪七八十年代提出，需要每个人都参与全球环境治理，即需要全球共同考虑、共同治理正带来威胁的一系列生态和环境问题，这需要大家有共同的未来意识。就个体和社会而言，减排和增汇都是非常重要的举措。植树造林、增强自然生态系统的固碳能力是最主要的举措。而增强固碳能力的关键，从长远来看，碳生物循环和其他元素循环是制约全球稳定性的关键，比如气候变化跟碳循环有关，水陆系统变化等都跟生物地球化学紧密相关。
比如温度上升，温度只是一个线性关系，除可以确定二氧化碳的温室气体效应，还有甲烷、氧化亚氮、含氟的其他气体等可使温室气体效应达到几百倍甚至两千多倍，碳中和要真正解决气候问题也要考虑这些因素，如果不统筹考虑就没有办法正确评估生态系统的固碳能力、碳汇能力究竟有多大。
此外，从生态系统的固碳能力来看，土地利用及改变和化石燃料直接排放是两大碳源。碳汇有三个方面，陆地吸收、大气吸收、海洋吸收，各占差不多1/3的比例。现在需要进行深入系统研究把这些碳汇搞清楚，从而评估陆地上的碳汇潜力和碳源潜力。实现“双碳”目标途径是减排和碳汇，有工程技术问题，也有自然问题。自然解决方案就是寻找生态系统的碳汇和固碳，这又涉及如何进行评估的问题。现在有遥感、大气反演等评估方法，每个方法都有其片面性，所以必须将其综合运用，更进一步准确、精确地估算每一种生态系统的固碳现状。而要真正达到自然系统碳汇解决现在的碳中和问题，还有很多科学问题需要研究。比如估计一个碳汇，如果不能准确估算出将来碳汇发展潜力速率有多大，那么评估数据将来在科学上的效率还是有限的。所以对于一个生态系统来讲，地质背景和生态系统的相互作用也值得研究。
另外，生态系统生物循环，与碳汇、碳源机理也是一大科学问题，涉及对将来生态系统、固碳潜力、碳循环制约经济的理解，因此生态系统的稳定性、可持续服务机制真正实现碳中和、碳达峰，实现可持续发展，就要发挥整个社会和科学界的作用，需要社会科学和自然科学共同努力。
这涉及生态经济学、社会生态学、人文生态学、环境哲学、政治经济学等一系列学科交叉理论，相应学科原理的研究，也是未来的主攻方向。
