溫室氣體(主要包括CO2, CH4和N2O)排放是推動全球變暖的主要原因之一。以往研究重點(diǎn)關(guān)注國家的CO2的收支，卻對溫室氣體總收支缺少系統(tǒng)的認(rèn)識。在最近發(fā)表于《國家科學(xué)評論》（National Science Review）的一篇文章中，北京大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)通過對40余個溫室氣體收支組分的計(jì)量，首次完整評估了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體收支。研究發(fā)現(xiàn)，中國陸地生態(tài)系統(tǒng)非CO2溫室氣體排放的增溫效應(yīng)，完全被中國陸地生態(tài)系統(tǒng)CO2吸收的降溫效應(yīng)所抵消。

陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收了大量的CO2，但其降溫效應(yīng)僅相當(dāng)于陸地生態(tài)系統(tǒng)CH4和N2O排放增溫效應(yīng)的一半。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第六次評估報告表明，非CO2溫室氣體（主要包括甲烷（CH4）和氧化亞氮（N2O））排放會減少特定溫升目標(biāo)下的碳排放空間，對減緩和控制氣候變化產(chǎn)生嚴(yán)重影響。然而，中國陸地生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體收支的不明確，制約了我們準(zhǔn)確理解我國陸地生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的貢獻(xiàn)，限制了我們準(zhǔn)確評估基于自然的氣候解決方案在我國的應(yīng)用潛力，是科學(xué)制定 “碳中和”實(shí)現(xiàn)路徑和參與全球氣候治理政策的重大挑戰(zhàn)。

近日，來自北京大學(xué)等單位的研究團(tuán)隊(duì)在發(fā)表于《國家科學(xué)評論》（National Science Review，NSR）的研究中，發(fā)展了得到全球碳計(jì)劃認(rèn)可的雙向約束（“自下而上”+“自上而下”）方法框架，對我國陸地生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體（CO2, CH4和N2O）收支進(jìn)行了系統(tǒng)評估。在由點(diǎn)及面、“自下而上”的評估中，研究人員整合了31個清單（包括11個CO2清單，10個CH4清單，10個N2O清單）和48個生物地球化學(xué)模型（包括18個CO2模型，23個CH4模型，7個N2O模型），對森林、灌叢、草地、濕地、農(nóng)田、牧場和內(nèi)陸水體等生態(tài)系統(tǒng)的近40個通量項(xiàng)進(jìn)行了計(jì)量；在基于大氣溫室氣體濃度反演陸地生態(tài)系統(tǒng)收支“自上而下”的評估中，研究人員整合了17個大氣反演模型（其中CO210個，CH43個，N2O4個），并校正了反演結(jié)果中化石燃料產(chǎn)生的溫室氣體排放和橫向CO2輸送通量。

基于“自下而上”和基于“自上而下”的評估一致表明，自2000年以來，中國陸地生態(tài)系統(tǒng)是一個較小的溫室氣體匯:

-29.0 ± 207.5 Tg CO2-eq yr-1 (“自下而上”)，

-75.3 ± 496.8 Tg CO2-eq yr-1 (“自上而下”)

(負(fù)值代表凈吸收，如圖1）。

即：中國陸地生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體凈收支可能略微減緩了全球氣候變暖，這與全球陸地生態(tài)系統(tǒng)顯著的溫室氣體凈排放形成了鮮明對比。

這一反差主要源自中國陸地生態(tài)系統(tǒng)顯著的CO2吸收（-1151.0 ± 425.1 Tg CO2 yr-1 （“自下而上”）；-1229.2 ± 149.1 Tg CO2 yr-1（“自上而下”））。因此，中國以不到全球7%的陸地面積，貢獻(xiàn)了約20%的全球陸地CO2吸收。其中，得益于我國持續(xù)的大規(guī)模植樹造林行動，森林生態(tài)系統(tǒng)對我國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯的貢獻(xiàn)逾50%。中國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯也完全抵消了其CH4排放（自下而上：26.1 ± 4.4 Tg CH4 yr-1；自上而下：26.4 ± 5.6 Tg CH4 yr-1）和N2O排放（自下而上：1.8 ± 0.3 Tg N2O yr-1；自上而下：1.3 ± 0.8 Tg N2O yr-1）。

約60%的陸地生態(tài)系統(tǒng)CH4排放源于牲畜腸道發(fā)酵和水稻種植，而一半以上的陸地生態(tài)系統(tǒng)N2O排放源于氮肥施用引起的農(nóng)田N2O排放。因此農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)為顯著的溫室氣體排放源（809.4 ± 122.7 Tg CO2-eq yr-1），但這一溫室氣體源被自然生態(tài)系統(tǒng)可觀的溫室氣體匯（-838.4 ± 167.0 Tg CO2-eq yr-1）所抵消。

圖1 近20年來中國陸地生態(tài)系統(tǒng)的溫室氣體收支

綜上，這一研究初步查清了我國陸地生態(tài)系統(tǒng)溫室氣體收支的現(xiàn)狀，為制定符合我國國情的氣候變化政策提供了支撐。作者認(rèn)為，“自上而下”與“自下而上”估算結(jié)果的吻合度較高，增強(qiáng)了評估結(jié)果的可信度，但源自觀測數(shù)據(jù)和模型的不確定性仍然影響了溫室氣體收支的更精準(zhǔn)計(jì)量。進(jìn)一步發(fā)展天地一體、多源數(shù)據(jù)與方法約束的溫室氣體計(jì)量體系是實(shí)現(xiàn)溫室氣體收支“可測量、可報告、可核查”的必然要求，也能夠?yàn)樽粉櫤驮u估各國碳中和進(jìn)程、積極參與全球氣候治理提供更可靠的科學(xué)依據(jù)。

這項(xiàng)研究以“The greenhouse gas budget for China’s terrestrial ecosystems”為題發(fā)表于《國家科學(xué)評論》（National Science Review）。北京大學(xué)的王旭輝研究員為第一和通訊作者，其他主要作者來自北京大學(xué)、中科院青藏高原研究所、中山大學(xué)和西湖大學(xué)等單位。該研究得到了國家自然科學(xué)基金的資助。

原文：The greenhouse gas budget for China's terrestrial ecosystems

鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwad274