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中国内陆水体过去30多年CO2温室 [复制链接]

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冉立山博士在青藏高原湖泊CO2排放及环境特征现场采样观测(照片提供:冉立山博士)

(原新闻稿已于年4月12日发布)

陆地生态系统通过光合作用把大气中的二氧化碳(CO2)转换为生物有机质,从而固定在陆地生态系统里(碳汇),是减少大气系统中CO2浓度的重要途径。然而,被陆地生态系统吸收而固定下来的大气CO2,有相当一部分将因为土壤侵蚀和农业土地利用、森林砍伐、过度放牧等人类活动而流失进入内陆水体中。这些进入内陆水体的有机质又有相当一部分会被氧化分解而转化为CO2,最后经内陆水体排放重新进入大气中去。在如何减缓温室气体排放以应对全球暖化的讨论中,内陆水体排放CO2对陆地生态系统的碳汇的能力的反作用,一直被忽略,全球的总碳排放量因而一直被低估。

近年的研究发现,内陆水体在迁移过程中,尤其是当河流流动时,会分解转化大量源于陆地生态系统的有机质,释放出大量的CO2令大气温室气体的浓度增加。近年全球包括美国等国家或区域,在内陆水体CO2排放研究已取得一定成果,然而仍然未有一个全面完整的估算。

由香港大学(港大)地理系的冉立山博士牵头,联合来自内地、美国、瑞士、澳大利亚和德国的科学家,首次系统性地评估了中国内陆水体CO2温室气体排放通量,比较了中国在年代和年代,即国内环境及社会经济发生剧烈变化前后两段时期,内陆水体的CO2温室气体排放通量,研究结果刚于国际学术期刊《自然-通讯》发表。

中国的陆地面积占全球陆地总面积约百分之七,其内陆水体包括河流,湖泊和水库等对全球碳循环及大气温室气体排放研究具有重要意义。研究团队收集了年代遍布全国1,个采样点的水化学数据,以及年代在全国1,个地点进行的采样数据,包括珠三角和长江流域,黄淮海、东北、西北和青藏高原等地的河流,湖泊和水库。团队分析了近二十万个样本数据,结合卫星遥感技术,计算水体的表面面积,再通过水体溶解CO2浓度及水-气界面的CO2气体交换速率估算水体的CO2温室气体排放量。

中国内陆水体CO2排放通量空间变化。(a)年代枯水期,(b)年代丰水期,(c)年代枯水期,(d)年代丰水期。

研究结果显示,中国内陆水体的CO2温室气体排放量,在过去的30年间下降了29%,从年代每年1..31亿吨的碳排放总量,降低至年代的0..19亿吨碳/年(表一)。

中国内陆水体CO2排放通量在年代及年代对比

其中河流是CO2排放的主要来源,占总排放量的88-93%。年代中国内陆河流的每年碳排放量已降低至0..亿吨,与美国河流的碳排放量(0.97亿吨碳/年)相约(注释一),是非洲河流的碳排放量每年2.7至3.7亿吨的三分一(注释二)。

论文第一作者港大地理系冉立山博士指出,中国内陆水体的碳排放量减少,与过去30年内地增加水库建设,减少了其CO2排放量有关。他说:「自年代以来,随着改革开放政策的实施,蓬勃发展的经济刺激了对能源、粮食和用水的需求,国内共新修了约15,个水库,水库的蓄水量也增加了一倍以上。持续的水库建设让原本自由流动的河流在修建水库后,表现出类似于湖泊的特性,如水流流速减小、水体透明度增强、水生植物更易生长,从而大大减少了CO2温室气体的排放。」

冉立山博士(右)在中国黄土高原河流CO2排放采样观测(照片提供:冉立山博士)

研究的另一重要成果,是精确估算了中国内陆水体的水面积变化。团队采用高精度卫星影像,结合历史数据数据,对内陆水体面积进行了重新估算。结果显示,从年代至年代,国内河流面积总体下降了8.1%-10.4%,而湖泊和水库的面积则增加了13.1%(表二)。互相抵销下,中国内陆水体在期间的总面积增加了大约8,平方公里(约6%)。

而当内陆水体的整体碳排放量呈下降趋势,只有青藏高原地区的水体CO2排放在这30年间呈现上升趋势,其中河流和湖泊的CO2排放量分别增加18%和81%,估计是受全球气候变暖影响,冰川融化令水量增加,和降雨量增加有关。青藏高原地区的河流水面积,期间分别在旱季和雨季,增加了8.5%和2.5%。「研究结果亦表明,尽管内陆水体有着重要的碳汇功能,但其排放的CO2同时也是大气温室气体的重要来源。如考虑年代中国内陆水体排放的CO2量,则中国同期的陆地生态系统碳汇的结果将减少24%至59%。自年代初开始实施全国性的生态恢复计划,国内陆地生态系统在年代得到全面改善,其碳汇功能显著增强。然而,即使如此,如考虑年代全国内陆水体排放的CO2量,也将抵消掉17%至21%的陆地生态系统碳汇结果。」

黄河上游水库CO2排放野外采样观测(照片提供:冉立山博士)

冉博士认为,准确评估各国内陆水体CO2排放,不单有助理解全球碳循环的过程,也为气候变化治理提供科学化的数据基础,对于制定公平和有效的全球性减排策略非常重要。而将来针对中国陆地生态系统的碳收支平衡估算,应将经内陆水体排放而回到大气系统中的CO2考虑在内。

「随着我国生态环境的持续改善,环境可持续发展的观念已深入人心,我们有理由相信未来的内陆水体CO2温室气体排放量将进一步降低,这将有助于我国于去年在第75届联合国大会上提出的在年前实现全国碳中和的宏伟目标。」冉立山博士总结说。

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