作為頭號(hào)碳排放國(guó)，中國(guó)“固碳”的能力有多強(qiáng)？

作者：陳可鑫（中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所）

文章來(lái)源于科學(xué)大院公眾號(hào)（ID：kexuedayuan）

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2020年11月4日，美國(guó)正式退出了應(yīng)對(duì)全球氣候變化的《巴黎協(xié)定》，這意味著美國(guó)不再履行曾經(jīng)做出的減排承諾。而就在不久前，中國(guó)加強(qiáng)了在《巴黎協(xié)定》中的承諾力度。

作為目前世界上頭號(hào)碳排放國(guó)，中國(guó)卻向世界做出莊嚴(yán)承諾，表明了要與世界人民攜手應(yīng)對(duì)氣候變化的堅(jiān)定決心。中國(guó)的底氣何來(lái)？靠的是我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)強(qiáng)大的“固碳”能力。

被打破的“碳平衡”如何恢復(fù)？

首先，我們來(lái)理解“碳平衡”的概念。

大部分生物吸入氧氣，呼出二氧化碳；大部分植物吸入二氧化碳，釋放氧氣。一呼一吸之間，維持著大氣中氧氣與二氧化碳的動(dòng)態(tài)平衡，長(zhǎng)此以往，生命便可恒久發(fā)展。正所謂，消長(zhǎng)相補(bǔ)天之道也，這是大自然的客觀規(guī)律。

如果大氣中二氧化碳（CO2）增加量大于其消耗量，大氣的“呼吸”就會(huì)失衡，進(jìn)而帶來(lái)全球變暖的后果。

（圖片來(lái)源：CC零圖片網(wǎng)）

工業(yè)革命以前，大氣中的碳含量基本保持著“邊增長(zhǎng)，邊消耗”的動(dòng)態(tài)平衡。生物活動(dòng)釋放出的大部分CO2被海洋、湖泊吸收并溶解于水中，少部分作為植物光合作用的養(yǎng)料被消耗，大氣中所含的CO2穩(wěn)定維持在0.03%的微量水平。

但自工業(yè)革命以來(lái)，在人口急劇增多、工業(yè)迅速發(fā)展的同時(shí)，森林等綠色植被遭到嚴(yán)重破壞。多種因素作用下，“碳平衡“被打破，大氣中CO2含量不斷增加，溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，全球溫度逐漸上升。

1900-2020年全球與能源相關(guān)的CO2排放量（圖片來(lái)源：國(guó)際能源機(jī)構(gòu)International Energy Agency）

1850-2019年全球平均溫度距平，相對(duì)于1890～1990年平均值（圖片來(lái)源：《中國(guó)氣候變化藍(lán)皮書(shū)2020》）

要想重新實(shí)現(xiàn)“碳平衡”，首先要穩(wěn)定大氣中的碳“庫(kù)存量”，減少向大氣排放的CO2。

一說(shuō)到減排，大家就會(huì)想到“減少化石能源使用”等手段，其實(shí)，“固碳”也是減排的重要手段。固碳是指增加除大氣之外的碳庫(kù)碳含量的措施，能夠?qū)⒍嘤嗟奶挤獯嫫饋?lái)，不排放到大氣中。

目前主要有物理固碳和生物固碳兩種方式。物理固碳是將CO2長(zhǎng)期存儲(chǔ)在開(kāi)采過(guò)的油氣井、煤層和深海里，而生物固碳是利用植物的光合作用，將CO2轉(zhuǎn)化為碳水化合物，以有機(jī)碳的形式固定在植物體內(nèi)和土壤里。

其中生物固碳被認(rèn)為是緩解全球變暖最具前景的方法，而森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，無(wú)疑也是陸地上最大的“碳庫(kù)”，在調(diào)節(jié)氣候，緩解全球變暖中發(fā)揮著重要作用。這也是中國(guó)賴(lài)以實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的重要手段。

綠色植物通過(guò)光合作用實(shí)現(xiàn)生物固碳

中國(guó)：目前全球最大的CO2排放源

化石燃料的燃燒和水泥生產(chǎn)是大氣中CO2增加的主要人為來(lái)源。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，作為世界人口大國(guó)的中國(guó)在2006年超過(guò)了美國(guó)，成為全球最大的CO2排放源。

由于巨大的人口基數(shù)以及勞動(dòng)生產(chǎn)生活的需要，2001-2006年間，全球54%的碳排放增長(zhǎng)量來(lái)自中國(guó)；2010-2012年間，接近四分之三的全球碳排放增長(zhǎng)量來(lái)自中國(guó)。英國(guó)廣播公司BBC報(bào)道稱(chēng)，由于新冠疫情的影響，在此期間中國(guó)的碳排放較2019年同期下降25%。但隨著6個(gè)月之后疫情得到控制，社會(huì)全面逐漸實(shí)現(xiàn)復(fù)工復(fù)產(chǎn)，中國(guó)的碳排放量再次反彈。

中國(guó)化石燃料和水泥的月二氧化碳排放量，在2019年(藍(lán)色)和2020年(紅色)分別是數(shù)百萬(wàn)噸二氧化碳(MtCO2)。陰影顯示了兩年之間的差異。（資料來(lái)源：來(lái)自WIND信息和中國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的CREA數(shù)據(jù)分析）

在中國(guó)巨大碳排放量的背景下，總能聽(tīng)到國(guó)際上傳來(lái)不少對(duì)中國(guó)實(shí)現(xiàn)低碳綠色發(fā)展目標(biāo)的質(zhì)疑聲音。不過(guò)，事實(shí)真的是這樣么？

中國(guó)：被嚴(yán)重低估的固碳能力

近日中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所劉毅團(tuán)隊(duì)在《自然》正刊上發(fā)布了最新研究成果：我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力巨大。

由于現(xiàn)有觀測(cè)覆蓋稀疏，資料不足，加之人為排放和陸地生態(tài)系統(tǒng)存在著很大的時(shí)空變化，因此如何定量評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力具有很大的不確定性，導(dǎo)致這一能力在以往研究中被嚴(yán)重低估！

劉毅研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《自然》雜志正刊的研究成果

而劉毅團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，2010-2016年，我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)年均吸收約11.1億噸碳(下圖中左側(cè)，SR-2列)，約為先前國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果（3.5億噸碳）的3倍。這一巨大的固碳能力相當(dāng)于吸收了同時(shí)期年均人為碳排放的45%。

中國(guó)和亞洲二氧化碳通量統(tǒng)計(jì)結(jié)果（左側(cè)為劉毅團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果，右側(cè)為前人研究成果）

該研究強(qiáng)調(diào)，我國(guó)陸地生態(tài)圈擁有巨大的碳匯能力。其主要來(lái)自于我國(guó)重要林區(qū)，尤其是西南林區(qū)的固碳貢獻(xiàn)，同時(shí)我國(guó)東北林區(qū)在夏季也有非常強(qiáng)的碳匯作用。

中國(guó)五年一度森林清單報(bào)告的結(jié)果顯示，在國(guó)家植樹(shù)造林政策的支持下，自1990年代以來(lái)，中國(guó)東北和西南地區(qū)的森林面積快速增長(zhǎng)。我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)的高碳固存率與我國(guó)森林植被的固碳能力有關(guān)。

衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)中反映出的我國(guó)植被增長(zhǎng)情況（來(lái)自劉毅團(tuán)隊(duì)研究結(jié)果）左圖為2010-2016每月累計(jì)的環(huán)境植被指數(shù)，右圖為1993-2012年多個(gè)衛(wèi)星傳感器反映出的地面生物量的變化情況

該研究還指出，中國(guó)西南地區(qū)特別是廣西壯族自治區(qū)盛產(chǎn)桉樹(shù)。這種樹(shù)木生長(zhǎng)速度快，產(chǎn)量高，并且具有很高的潛在生物固碳能力。在西南地區(qū)廣泛且合理的生態(tài)系統(tǒng)治理下，全球變暖帶來(lái)的氣候變化在該地區(qū)產(chǎn)生的影響較小。

廣西象州縣林改后種植的桉樹(shù)林（廣西林業(yè)廳黃耀高 攝）

廣西桉樹(shù)速生豐產(chǎn)林（廣西林業(yè)廳韋健康 攝）

劉毅團(tuán)隊(duì)的研究成果顯示出我國(guó)近40年來(lái)對(duì)恢復(fù)天然森林植被、加強(qiáng)人工林培育的巨大投入取得的成果。

此外，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織在2020年發(fā)布的《全球森林資源評(píng)估》報(bào)告也充分肯定了中國(guó)在森林保護(hù)和植樹(shù)造林對(duì)全球的貢獻(xiàn)。在全球森林面積減少的背景下，我國(guó)的森林面積年均凈增加量在近十年中排在全球第一并且遠(yuǎn)超其他的國(guó)家。

2000-2017年亞洲年均綠葉面積變化趨勢(shì)（來(lái)自NASA）

中國(guó)的目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)“碳中和”

2020年9月22日，國(guó)家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上發(fā)表重要講話(huà)，強(qiáng)調(diào)中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。中國(guó)首次向世界作出實(shí)現(xiàn)“碳中和”的莊嚴(yán)承諾，這是繼《巴黎協(xié)定》中2℃溫升目標(biāo)后最新的氣候承諾。

2020年9月22日國(guó)家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上發(fā)表重要講話(huà)（新華社發(fā)，圖片來(lái)源UN Multimedia /埃瑟金德?tīng)枴さ仑愗?攝）

碳中和可簡(jiǎn)單理解為：一個(gè)企業(yè)、團(tuán)體或個(gè)人在一定時(shí)間內(nèi)，直接或間接排放了多少的溫室氣體，那么Ta就要通過(guò)植樹(shù)造林或者節(jié)能減排等方式，使得減少的溫室氣體與這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的溫室氣體相抵消。

生態(tài)環(huán)境部氣候變化事務(wù)特別顧問(wèn)、清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院院長(zhǎng)解振華表示:“目前中國(guó)提出的2060年之前碳中和的目標(biāo)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了《巴黎協(xié)定》下2℃溫升控制目標(biāo)下全球2065-2070年左右實(shí)現(xiàn)碳中和的要求，這將可能使全球?qū)崿F(xiàn)碳中和的時(shí)間提前5-10年，此外也對(duì)全球氣候治理起到關(guān)鍵性的推動(dòng)作用?！?/p>

（圖片來(lái)源：中國(guó)低碳發(fā)展戰(zhàn)略與轉(zhuǎn)型路徑研究，清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院）

可持續(xù)發(fā)展離不開(kāi)科學(xué)技術(shù)的廣泛支撐，劉毅團(tuán)隊(duì)的研究成果所顯示出的我國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)強(qiáng)大的固碳能力，表明了植樹(shù)造林政策的正確性與前瞻性。同時(shí)劉毅研究團(tuán)隊(duì)還表示，在未來(lái)衛(wèi)星觀測(cè)能力進(jìn)一步提高的基礎(chǔ)上，將建立起更加全面的觀測(cè)體系，以提供更為準(zhǔn)確的碳收支數(shù)據(jù)，為我國(guó)的“碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供強(qiáng)有力的科技支撐。

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