以二氧化碳為主的溫室氣體排放是導(dǎo)致全球氣候變化的重要因素。在碳收支的研究中，科學(xué)家們比較容易測算碳排放的總量，但生態(tài)系統(tǒng)固碳，也就是碳吸收的能力，卻一直難以測算。北京時間18日凌晨3時出版的《美國科學(xué)院院刊》以專輯形式，發(fā)表了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“應(yīng)對氣候變化的碳收支認(rèn)證及相關(guān)問題”(以下簡稱“碳專項”)子項目“生態(tài)系統(tǒng)固碳”任務(wù)群系列研究成果，為這個問題提供了解答。

科研人員對群落植物進(jìn)行分器官取樣。中國科學(xué)院供圖

“生態(tài)系統(tǒng)固碳”任務(wù)群首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士方精云介紹，“碳專項”于2011年啟動，來自中科院及高校、部委所屬35個研究院所的350多名科研人員，按照專項統(tǒng)一的實驗設(shè)計和調(diào)查方法，系統(tǒng)調(diào)查了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)(森林、草地、灌叢、農(nóng)田)碳儲量及其分布，調(diào)查樣方17000多個、累計采集各類植物和土壤樣品超過60萬份。在發(fā)表的7篇論文中，中國科學(xué)家全面、系統(tǒng)地報道了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能特征及其對氣候變化、人類活動的響應(yīng)，量化了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的強(qiáng)度和空間分布，以及生物多樣性和大尺度養(yǎng)分條件對生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的影響。

其中，代表性的研究成果有四項：第一，中國陸地生態(tài)系統(tǒng)在過去幾十年一直扮演著重要的碳匯角色。例如，在2001年—2010年期間，陸地生態(tài)系統(tǒng)年均固碳2.01億噸，相當(dāng)于抵消了同期中國化石燃料碳排放量的14.1%;其中，中國森林生態(tài)系統(tǒng)是固碳主體，貢獻(xiàn)了約80%的固碳量，而農(nóng)田和灌叢生態(tài)系統(tǒng)分別貢獻(xiàn)了12%和8%的固碳量，草地生態(tài)系統(tǒng)的碳收支基本處于平衡狀態(tài)。

第二，首次在國家尺度上通過直接證據(jù)證明人類有效干預(yù)能提高陸地生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力。例如，我國重大生態(tài)工程(如天然林保護(hù)工程、退耕還林工程、退耕還草工程以及長江和珠江防護(hù)林工程等)和秸稈還田農(nóng)田管理措施的實施，分別貢獻(xiàn)了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳總量的36.8%(7400萬噸)和9.9%(2000萬噸)。

第三，首次在國家尺度上開展了群落層次的植物化學(xué)計量學(xué)研究，驗證了生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力與植物養(yǎng)分儲量間的正相關(guān)關(guān)系，揭示了植物氮磷元素的生產(chǎn)效率。

第四，首次揭示生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力和土壤碳儲量之間的相關(guān)關(guān)系，證實了增加生物多樣性不僅能提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力，而且可以增加土壤的碳儲量。

系列文章不僅為驗證和發(fā)展相關(guān)的生態(tài)學(xué)基本理論、評估生態(tài)系統(tǒng)對未來環(huán)境變化的響應(yīng)提供了基本數(shù)據(jù)，也對人類干預(yù)促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)碳吸收提供了新的見解，不僅為今后中國應(yīng)對氣候變化的國際談判提供了重要支撐，也為其他國家提供了有益的經(jīng)驗和啟示，為應(yīng)對全球氣候變化貢獻(xiàn)了中國智慧。