作者:崔雪芹 来源:中国科学报 发布时间:2021/3/19 18:58:06
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科学家首次系统评估我国水体二氧化碳排放通量

 

我国1980年代和2010年代内陆水体CO2排放通量对比

3月19日,《自然—通讯》刊发研究论文,香港大学地理系与广州大学地理与遥感学院研究人员,以及美国、瑞士、澳大利亚和德国的合作者首次系统性地评估了我国环境及社会经济发生剧烈变化前后(即1980年代和2010年代)的内陆水体(包括河流、湖泊和水库)CO2排放。

“我们使用了史无前例的时空数据集来重建过去因气候变化和人类活动引起的扰动,并进一步研究了它们对中国内陆水域CO2排放的影响。”论文第一作者冉立山告诉《中国科学报》。

在全球气候变化的背景之下,准确评价全球碳收支对未来的可持续发展至关重要。

但目前依然缺乏针对特定区域基于长时间序列的内陆水体碳排放评价,以及其对于区域乃至全球变化的响应的研究。由于碳循环与地球系统及全球气候变化之间的紧密联系和反馈机制,解决这一问题至关重要,

研究者基于1980年代在1709个地点收集的历史水化学数据以及最近在全国1064个地点进行的野外采样数据,结合遥感技术,研究小组估算了我国内陆水体的CO2排放通量。结果表明,中国内陆水体的CO2排放通量已从1980年代的1.38±0.31亿吨碳/年降至2010年代的0.98±0.19亿吨碳/年。

也就是说,在过去的30年间中国内陆水体CO2排放量总体下降29%。河流是CO2排放的主要来源,占总排放量的88%–93%。从空间上看,只有青藏高原地区的内陆水体CO2排放在这30年间呈现了增加的趋势,其中河流和湖泊的CO2排放分别增加18%和81%。相比之下,中国其他地区的河流CO2排放均呈下降趋势(降低幅度为:31%–56%)。

此项研究的另一成果就是重新精确估算了我国1980年代和2010年代的水面积变化。在参考历史资料的同时,研究人员采用高精度卫星影像与人机交互的方式对我国内陆水体面积进行了重新提取。

“由于经济蓬勃发展刺激了对能源和粮食生产的需求,从1980年代到2010年代之间我国共新修了约15000个水库,水库的蓄水量增加了一倍以上。自由流动的河流在向水库的转化后,具有类似于湖泊的理化特性,从而大大减少了CO2的排放。如果将河流和水库一起考虑,则在最近的30年中,它们的总CO2排放量减少了大约三分之一,这在很大程度上是由于我国各地水库的蓄水所致。” 通讯作者之一杨现坤解释说。

“内陆水体排放的CO2主要来自陆地生态系统的呼吸作用,一般以溶解的土壤或者湿地CO2的形式进入水生系统;或者来自水体中源自陆地生态系统的有机物的矿化分解作用,将有机碳转化为溶解CO2。 因此,在评价陆地生态系统的碳汇时,应综合考虑经内陆水体排放的CO2。” 冉立山解释说。

研究表明,如考虑1980年代我国内陆水体排放的CO2通量,则我国同期的陆地生态系统碳汇的估算结果将减少24%–59%。自1980年代初开始实施全国性的生态恢复计划以来,我国的陆地生态系统在2010年代得到了极大的恢复。即便如此,如考虑2010年代全国内陆水体排放的CO2通量,其也会抵消掉17%–21%的陆地生态系统碳汇。“由于经内陆水体排放的CO2当前尚未纳入我国陆地生态系统的碳收支估算中,忽略内陆水体的碳排放将高估陆地生态系统的碳汇功能。”冉立山说。

该研究结果对于全球碳排放评估也具有重要意义。“考虑到我国横跨全球大多数气候带以及多样化的地貌格局,而且还涵盖了大多数全球植被类型,此项基于中国的研究具有全球性的参考价值。” 冉立山进一步说道。

此项研究首次提供了基于长时间尺度的对于内陆水体CO2排放的综合评价方法。“我们的研究表明,气候变化和人类活动都会直接或间接地对内陆水体碳排放产生重大的影响。只有全面准确地评估内陆水体的CO2排放变化,我们才能更深入理解人类活动在复杂的全球碳循环系统中的作用,进而为未来以应对全球气候变化提供理论支持。”冉立山补充说。

相关论文信息:https://doi.org/ 10.1038/s41467-021-21926-6

 
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