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南京大学黄贤金教授研究团队在土地利用碳排放

发布时间:2019-11-28 04:47编辑:环球彩票登录网址浏览(65)

    本研究是对该领域的进一步深化,研究中以1 km-Grid 土地利用栅格数据为基础,配合气候带类型图、植被分布图和土壤类型等辅助图层、以及大量国内陆地生态系统碳循环的研究参数成果、并借鉴2006IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)清单中主要土地利用类型不同管理方式下碳储量变化影响因子,首次综合评价了近20年来中国土地利用类型变化及土地管理方式变化对陆地生态系统碳储量的影响。研究发现,1990-2010年期间,土地利用类型及管理方式变化共造成我国陆地生态系统1.45PgC T 的碳储量损失。其中,土地利用类型变化使我国植被碳储量增加了13.2TgC yr-1,而土壤有机碳含量减少了11.5TgC yr-1;土地利用方式转变尤其是建设用地的快速增长共造成101.8TgC yr-1的碳损失。该研究对我国陆地生态系统碳平衡进行了全面检验,能为转变土地利用方式,促进低碳发展提供决策参考和技术支撑。

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    中国科学院南京地理与湖泊研究所副研究员徐昔保等通过自建与共享,针对太湖流域典型土地利用类型(稻麦轮作耕地、毛竹林、针阔混交林)建立了涡度相关碳通量自动观测系统,解析典型土地利用类型碳循环的关键过程及影响机制,利用连续观测的碳通量数据率定与修正Biome-BGC生态过程模型。为区分LUCC与环境因子(大气CO2浓度/氮沉降浓度)对净生态系统生产力的影响,设置了两种不同情景:情景1考虑LUCC和大气CO2浓度/氮沉降浓度变化对NEP的综合影响;情景2仅考虑LUCC对NEP的影响,大气CO2浓度/氮沉降浓度设定为1985年水平保持不变;两种情景模拟取5年平均值简单剔除气象因子波动对NEP的影响。结果表明太湖流域1985-2010年NEP总量从1985年16.1TgC减少到2010年14.5TgC,减少1.57TgC,其中LUCC导致NEP减少3.06 TgC,大气CO2浓度/氮沉降浓度上升提高NEP 1.55 TgC,占LUCC导致NEP减少总量的50%。该研究得到国家自然科学基金重点项目和面上项目等支持,研究成果发表在地学期刊*Journal of Geophysical Research: Biogeosciences*。

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    中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室倪健研究员的课题组,综合集成过去20年来的发表数据,评述了我国陆地生态系统碳储量的估算现状,包括国家、区域和生物群区三个尺度,以及土地利用对碳储量的影响。发现不同研究所获得的碳储量估算值差异显著,主要由于估算方法的不同、驱动数据的有效性和时间段差异所造成。综合现有估算表明,我国植被碳储量为6.1-76.2 Pg C,土壤碳储量为43.6-185.7 Pg C。其中,森林植被碳储量为3.26-9.11 Pg C,草地植被碳储量为0.13-3.06 Pg C;而森林和草地的土壤碳储量表现出显著的区域差异。在将来的研究中,需要在一个统一框架下综合利用不同时空尺度上的清查资料、野外监测数据、涡度相关技术、遥感和模型模拟等,全面清点我国的碳收支平衡。

    工业是我国能源消耗与碳排放贡献最大的部门,2014年工业消耗的能源占全国能源消耗总量的70%。长三角是我国三大核心城市群之一,其国土面积、人口和GDP分别占全国的1.2%、8.1%和15.9%,能源消耗与碳排放分别占全国能源消耗总量和碳排放总量的17.5%和15.5%,区域节能减排面临非常严峻的挑战与重任。该研究利用工业部门终端能源消耗数据,估算与辨识长三角2000-2014年工业碳排放时空变化格局特征;综合考虑工业产值、产业结构、能源强度、能源结构、工业企业构成(国企、集体企业、私企、外资),基于县域尺度建立3个面板模型,揭示了长三角工业碳排放的关键影响因子及其贡献度,有助于明晰长三角地区节能减排路径。研究结果表明:长三角工业碳排放总体呈增长趋势,从2000年的135.94 Mt CO2上升到2014年421.03 Mt CO2,增长了2.1倍;工业碳排放空间格局总体上与长三角“Z”字城市空间格局基本一致,2000-2010年所有市县的工业碳排放都呈增长趋势,2010-2014年17个市县的工业碳排放呈下降趋势,主要集中在上海、湖州、无锡、杭州和慈溪,累计占长三角碳排放减少总量的85.6%;而以宁海、镇江、常熟、张家港和平湖为代表的中小城市碳排放呈显著的增长趋势,累计占长三角碳排放增长总量的54.8%;长三角工业碳排放主要受工业总产值、能源结构、能源强度和企业构成(国有企业、集体企业和自营企业)的影响,而产业结构与外资企业的数量/比例与碳排放的显著性不强。该研究得到国家自然科学基金面上项目和所135领域前沿项目(NIGLAS2012135019)支持,研究成果发表在环境科学主流期刊*Journal of Cleaner Production*。

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    该项研究由国家全球变化重大研究计划项目资助,成果发表在全球变化领域权威杂志Climatic Change上。

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    图 1990-2010年中国土地利用类型变化 (字母a-f分别代表耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地); 图 1990-2010年中国土地利用类型变化对的碳储量的影响(1-6分别代表耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地变化导致的碳储量变化); 图 1990-2010年中国土地管理造成的碳储量变化 (1-3分别代表林地管理、农地管理和草地管理导致的碳储量变化)

    中国由于疆域广阔、气候多样、生态系统类型复杂以及长期人类活动干扰等特点成为全球碳循环研究的重要区域,众多科研人员已经利用植被和土壤的清查资料以及模型模拟,研究估算了我国陆地生态系统的碳储量,但不同方法所获得碳储量值存在差异,由此造成全国碳储量比较的困难性。

    论文信息:

    近年来,中国积极推进低碳减排工作,为应对气候变化做出了重要贡献。2016年9月3日,国家主席习近平向联合国交存了中国应对气候变化《巴黎协定》批准文书,承诺到2030年左右争取使我国碳排放总量达到峰值。目前,世界范围内土地利用及其变化造成的陆地生态系统碳储量损失是仅次于能源消费的第二大碳排放源,生态型土地利用方式是增汇减排的重要措施,对缓解能源消费碳排放具有重要的作用。随着经济的快速发展,中国土地利用的类型和方式发生着显著的变化,势必对陆地生态系统碳平衡产生重要影响。经过多年相关研究,南京大学黄贤金教授所领导的研究团队已经在土地利用碳排放领域开展了大量研究:深化了土地利用碳排放的影响机理、积累了大量的研究数据、创新了研究方法、取得了丰硕的研究成果。前期研究已发表了多篇高质量SCI论文,如:Environmental Science&Technology, Scientific Reports等。

    图2 长三角工业碳排放时空变化格局与关键因子贡献度

    论文的第一作者为赖力博士,通讯作者为黄贤金教授和杨洪教授。该研究成果得到了国家自然科学基金和国家科技支撑项目资助。

    1. Xibao Xu, Guishan Yang, Yan Tan, et al., 2017. Impacts of land use changes on net ecosystem production in the Taihu Lake Basin of China from 1985 to 2010. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, 122, doi:10.1002/2016JG003444.

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    土地利用变化是全球碳排放的重要贡献因子,约占全球碳排放总量的32%,LUCC如何及在多大程度上影响陆地生态系统碳循环已成为土地利用变化与生态效应研究关注的热点问题之一。太湖流域位于长三角的核心地带,是我国人口最稠密、经济最发达、土地集约化程度最高和土地利用变化最快速的区域,近25年太湖流域大规模城市化已对流域陆地生态系统产生强烈的扰动。太湖流域以耕地向建设用地转化及开发强度不断增大为主要特征的土地利用变化,对流域碳收支格局将产生何种影响尚不清晰。

    2016年11月2日,Science子刊《Science Advances》发表了地理与海洋科学学院黄贤金教授研究团队的题为Carbon Emissions from Land-Use Change and Management in China between 1990 and 2010的论文。

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    论文链接:

    图1 太湖流域碳通量观测、模型率定与区域模拟

    (地理与海洋科学学院 科学技术处)

    2. 环球彩票登录网址 6环球彩票登录网址 7Xibao Xu, Guishan Yang, Yan Tan, et al., 2017. Factors influencing industrial carbon emissions and strategies for carbon mitigation in the Yangtze River Delta of China. Journal of Cleaner Production, 142: 3607-3616.

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    关键词: 环球彩票登陆 南京大学 中国 研究领域 土地利用