——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報
4月18日,美國《國家科學(xué)院院刊》(PNAS) 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(xiàng)“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(xiàng))之“生態(tài)系統(tǒng)固碳”項(xiàng)目群7篇研究論文。這不僅在中國是首次,在亞洲也是首次。
據(jù)悉,該研究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,并首次在國家尺度上通過數(shù)據(jù)證明我國重大生態(tài)工程的固碳作用顯著。
項(xiàng)目群首席科學(xué)家之一、中科院院士方精云表示,這為今后中國應(yīng)對氣候變化的國際談判提高了話語權(quán),也體現(xiàn)了中國科學(xué)家在這一領(lǐng)域的研究從跟蹤、并行到領(lǐng)跑的飛躍。
提前布局
全球氣候變化是當(dāng)前人類生存和發(fā)展所面臨的共同挑戰(zhàn),為此,中國采取了一系列節(jié)能減排措施。方精云指出,除了節(jié)能減排,生態(tài)系統(tǒng)固碳——利用植被的光合作用吸收大氣中的二氧化碳——是減緩溫室效應(yīng)最為經(jīng)濟(jì)可行和環(huán)境友好的途徑。因此,提高陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲量成為全球熱點(diǎn)。不過,對像中國這樣幅員遼闊、生態(tài)系統(tǒng)類型多樣的國家的碳儲量和固碳能力進(jìn)行系統(tǒng)、規(guī)范調(diào)研難度巨大。
作為項(xiàng)目最初的設(shè)計者,中科院副院長丁仲禮表示,“碳專項(xiàng)”是中科院響應(yīng)國家重大需求,前瞻部署、頂層設(shè)計、凝聚全院相關(guān)力量推進(jìn)的重大科技項(xiàng)目,其目的是服務(wù)于國家在氣候變化應(yīng)對和談判方面的重大需求。
2011年1月,中科院率先啟動“碳專項(xiàng)”,設(shè)立“生態(tài)系統(tǒng)固碳”項(xiàng)目群,試圖系統(tǒng)調(diào)查中國各類生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量和固碳能力,深入揭示中國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支特征、時空分布規(guī)律以及國家政策的固碳效應(yīng)。
在其后的5年中,科研人員系統(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。連PNAS審稿人都驚嘆:“樣方數(shù)量如此之多,取樣方法如此規(guī)范?!?/p>
“這是當(dāng)今世界調(diào)查范圍最大的野外調(diào)查項(xiàng)目,為研究中國植被生產(chǎn)力和碳收支提供了大量實(shí)測數(shù)據(jù),也為我國國土資源利用和生態(tài)文明建設(shè)提供了重要的本底數(shù)據(jù)。”方精云說。
成果顯著
收集到數(shù)據(jù)已屬不易,但項(xiàng)目群又定下了更高的目標(biāo):向PNAS申請以專輯形式發(fā)表研究成果。自2015年1月開始,在方精云的組織和推動下,科研人員創(chuàng)新科研組織模式、打破課題間壁壘、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)完全共享,在凝練出若干個重大科學(xué)問題的基礎(chǔ)上,對所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一整理、控制、挖掘、分析。
事實(shí)上,中國森林有多大固碳潛力、通過人工方法增加碳匯是否可行、農(nóng)業(yè)如何應(yīng)對氣候變化等問題,一直是國際上極具爭議的話題。這一研究則用數(shù)據(jù)回應(yīng)了這些質(zhì)疑。
研究證實(shí),在中國碳排放量最大的2001~2010年期間,陸地生態(tài)系統(tǒng)年均固碳2.01億噸,相當(dāng)于7.37億噸二氧化碳,抵消了同期中國化石燃料碳排放量的14.1%;其中,森林生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)了約80%的固碳量,農(nóng)田和灌叢生態(tài)系統(tǒng)分別貢獻(xiàn)12%和8%,草地生態(tài)系統(tǒng)基本處于碳收支平衡狀態(tài)。
該專輯還首次在大尺度上研究了植物養(yǎng)分同固碳的關(guān)系,并證實(shí)了增加生物多樣性也可以增加土壤的碳儲量?!笆畮啄昵熬陀雄E象顯示我國農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)固碳能力正在增長,但沒有數(shù)據(jù)證實(shí),現(xiàn)在終于可以大聲宣告:中國耕作方式的改變在保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的同時增加了土壤固碳作用?!表?xiàng)目另一位首席科學(xué)家、中科院地理科學(xué)與資源研究所副所長于貴瑞說。
同時,數(shù)據(jù)顯示,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(shí)施,分別貢獻(xiàn)了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳總量的36.8%和9.9%。“現(xiàn)在可以確認(rèn),中國生態(tài)文明建設(shè)在改變環(huán)境的同時對碳匯亦有貢獻(xiàn)?!庇谫F瑞說。
審稿人亦認(rèn)為:“該研究非常重要,通過實(shí)例證明了生態(tài)恢復(fù)工程在減緩全球氣候變暖過程中可以扮演重要角色。”
“兵團(tuán)作戰(zhàn)”
作為中科院最先部署的戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)之一,“碳專項(xiàng)”在啟動后迅速發(fā)揮“集體作戰(zhàn)”的機(jī)制優(yōu)勢,僅“生態(tài)系統(tǒng)固碳”項(xiàng)目群就調(diào)動了來自中科院及高校、部委所屬35個研究院所的350多名科研人員進(jìn)行系統(tǒng)、規(guī)范的調(diào)研。丁仲禮表示,這得益于國家對科技支撐的重視,得益于中科院“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”的優(yōu)勢,也得益于參與專項(xiàng)的廣大科技人員的無私奉獻(xiàn)。
據(jù)方精云介紹,在這項(xiàng)“前無古人”的龐大工程中,很多名字沒有出現(xiàn)在文章作者中的科研人員,也無私貢獻(xiàn)出了數(shù)據(jù),服務(wù)于國家需求。他告訴《中國科學(xué)報》記者,在重大項(xiàng)目中采用“大兵團(tuán)作戰(zhàn)”的科研組織模式起到了很好的示范作用。
歷時3年多的專輯發(fā)表過程也令方精云記憶尤深:“我們剛一提交立項(xiàng)申請就收到5位美國科學(xué)院院士的評審意見,審稿過程極其嚴(yán)格。但在這一過程中,我們也磨煉出一支能做出高水平成果的科研隊(duì)伍。”
中科院院長白春禮表示,這項(xiàng)成果全面、系統(tǒng)獲取到陸地生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為國家生態(tài)文明戰(zhàn)略提供了創(chuàng)新支撐。團(tuán)隊(duì)以國家需求為導(dǎo)向,凝練重大科學(xué)問題,創(chuàng)新科研組織模式,打破壁壘實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一共享和挖掘,做法值得肯定。
對于后續(xù)研究,于貴瑞則希望此類基礎(chǔ)性工作能獲得持續(xù)資助,以便更為清晰地摸清家底。
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