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PNAS专题系列论文:系统报道中国陆地生态系统碳循环研究系列重要成果

以全球变暖为主要特征的全球气候变化是当前人类生存和发展所面临的严峻挑战,受到世界各国的高度关注。人类使用煤、石油、天然气等化石燃料所导致的CO2等温室气体排放被认为是引起全球变暖的主要原因。因此,节能减排不仅是治理环境污染的需要,也是应对全球变暖的重要举措。


陆地生态系统通过植被的光合作用吸收大气中的大量CO2,被认为是最经济可行和环境友好的减缓大气CO2浓度升高的途径。因此,如何提高陆地生态系统碳储量和固碳能力,不仅是全球气候变化研究的前沿领域,也是国际社会广泛关注的焦点和重大民生问题。


北京大学城市与环境学院、北京大学生态研究中心方精云院士组织并带领科研人员,在我国陆地生态系统碳循环研究方面取得系统性突破,在国际著名学术期刊-美国科学院院刊(PNAS)上,以“Climate change, policy, and carbon sequestration in China”为专题(special feature)发表了7篇系列论文。该专辑是在方精云院士的组织推动下,历经3年的数据整理、分析发掘、论文撰写等一系列工作最终完成。专辑全面、系统地报道了中国陆地生态系统结构和功能特征及其对气候变化、人类活动的响应,量化了中国陆地生态系统固碳能力的强度和空间分布,以及生物多样性和大尺度养分条件对生态系统生产力的影响。



这7篇系列性研究论文的代表性成果有:(1)中国陆地生态系统在过去几十年一直扮演着重要的碳汇角色。例如,在2001-2010年期间整个陆地生态系统年均固碳约2亿吨碳单位,相当于抵消了同期中国化石燃料碳排放量的14.1%;(2)人类活动以及局部的气候变化显著提高了中国陆地生态系统的固碳能力;(3)我国的重大生态工程(如天然林保护工程、退耕还林工程、退耕还草工程、长江和珠江防护林工程)和秸秆还田农田管理措施的实施,对中国陆地生态系统碳吸收做出了重要贡献,分别贡献了全国总碳汇的36.8%和9.9%;(4)首次从国家尺度验证了生态系统生产力与植物养分之间的定量关系,解释了植被生产力形成的化学计量机制;(5)以国家尺度,首次证实了在自然生态系统中,生物多样性不仅提高生产力,而且增加土壤碳储量,起到了增汇的作用。



       碳专项于2011年1月启动,下设5个项目群。“生态系统固碳”项目群由方精云和于贵瑞任首席科学家,共有来自中科院及高校、部委所属35个研究所的350多名科研人员参与,在5年内系统调查了中国陆地生态系统(森林、草地、灌丛、农田)碳储量及其分布,调查样方17000多个、累计采集各类植物和土壤样品超过60万份,是当今世界调查范围最大的野外调查项目。通过创新科研组织模式、打破课题间壁垒、实现数据完全共享,项目科研人员从多个层面系统深入地分析了中国陆地生态系统碳源汇特征、驱动因素以及相应的生态系统功能,取得了一系列原创性重大成果。 


  系列研究成果的发表不仅为验证和发展相关的生态学基本理论、评估生态系统对未来环境变化的响应提供了基本数据,也将为今后中国应对气候变化的国际谈判提供重要支撑,并在推动生态文明建设、实现“美丽中国”愿景中发挥重要作用。此外,该系列成果也为人类干预促进生态系统碳吸收提供了新的见解,为正在经历类似经济和社会变革的其他国家提供了有益经验和启示。 



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