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4月18日，《美國科學院院刊》(PNAS) 以專輯形式發表了中國科學院戰略性先導科技專項“應對氣候變化的碳收支認證及相關問題”(以下簡稱“碳專項”)之“生態系統固碳”項目群7篇研究論文。這不僅是中國首次，在亞洲也是首次。

據悉，該研究量化了中國陸地生態系統固碳能力的強度和空間分布，并首次在國家尺度上通過數據證明，我國重大生態工程的固碳作用顯著。

項目群首席科學家之一、中國科學院院士方精云表示，這為今后中國應對氣候變化的國際談判提高了話語權，也體現了中國科學家在這一領域的研究從跟蹤、并行到領跑的飛躍。

提前布局

全球氣候變化是當前人類生存和發展所面臨的共同挑戰，為此，中國采取了一系列節能減排的措施。方精云指出，除了節能減排，生態系統固碳——利用植被的光合作用吸收大氣中的二氧化碳——是減緩溫室效應最為經濟可行和環境友好的途徑。因此，提高陸地生態系統碳儲量成為全球熱點。不過，對像中國這樣幅員遼闊、生態系統類型多樣的國家進行系統、規范調研碳儲量和固碳能力難度巨大。

作為項目最初的設計者，中科院副院長丁仲禮表示，“碳專項”是中科院響應國家重大需求,前瞻部署、頂層設計、凝聚全院相關力量推進的重大科技項目，其目的是服務于國家在氣候變化應對和談判方面的重大需求。

2011年1月，中國科學院率先啟動“碳專項”，設立“生態系統固碳”項目群，試圖系統調查中國各類生態系統的碳儲量和固碳能力，深入揭示中國陸地生態系統碳收支特征、時空分布規律以及國家政策的固碳效應。

在其后的5年中，科研人員按照項目統一的實驗設計和調查方法，系統調查了中國陸地生態系統(森林、草地、灌叢、農田)碳儲量及其分布，調查樣方17000多個、累計采集各類植物和土壤樣品超過60萬份。令PNAS審稿人驚嘆：“樣方數量如此之多，取樣方法如此規范”。

“這是當今世界調查范圍最大的野外調查項目，為研究中國植被生產力和碳收支提供了大量實測數據，也為我國國土資源利用和生態文明建設提供了重要的本底數據。”方精云說。

成果顯著

收集到數據已屬不易，但項目群又定下了更高的目標：向PNAS申請以專輯形式發表研究成果。自2015年1月開始，在方精云的組織和推動下，科研人員創新科研組織模式、打破課題間壁壘、實現數據完全共享，在凝練出若干個重大科學問題的基礎上，對所有數據統一整理、控制、挖掘、分析。

事實上，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、農業如何應對氣候變化等問題，一直是國際上極具爭議的話題。這一研究則用數據回應了這些質疑。

研究證實，在中國碳排放量最大的2001~2010年期間，陸地生態系統年均固碳2.01億噸，相當于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，森林生態系統貢獻了約80%的固碳量，農田和灌叢生態系統分別貢獻12%和8%，草地生態系統基本處于碳收支平衡狀態。

該專輯還首次在大尺度上研究了植物養分同固碳的關系，并證實了增加生物多樣性也可以增加土壤的碳儲量。“十幾年前就有跡象顯示我國農田生態系統固碳能力正在增長，但沒有數據證實，現在終于可以大聲宣告：中國耕作方式的改變在保證農業生產的同時增加了土壤固碳作用。”項目另一位首席科學家、中科院地理與資源所副所長于貴瑞告訴記者。

同時，數據顯示，我國重大生態工程(如天然林保護工程、退耕還林工程、退耕還草工程、以及長江和珠江防護林工程等)和秸稈還田農田管理措施的實施，分別貢獻了中國陸地生態系統固碳總量的36.8%和9.9%。“現在可以確認，中國生態文明建設在改變環境的同時對碳匯亦有貢獻。”于貴瑞說。

審稿人亦認為：“該研究非常重要，通過實例證明了生態恢復工程在減緩全球氣候變暖過程中可以扮演重要角色。”

“兵團作戰”

作為中國科學院最先部署的戰略性先導科技專項之一，“碳專項”在啟動后迅速發揮“集體作戰”的機制優勢，僅“生態系統固碳”項目群就調動了來自中科院及高校、部委所屬35個研究院所的350多名科研人員進行系統、規范的調研。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“大兵團作戰”的優勢，也得益于參與專項的廣大科技人員的無私奉獻。

據方精云介紹，在這項“前無古人”的龐大工程中，很多科研人員的名字沒有出現在文章作者中，也無私貢獻出了數據，服務于國家需求。他告訴《中國科學報》記者，在重大項目中采用“大兵團作戰”的科研組織模式起到了很好的示范作用。

歷時3年多的專輯發表過程也令方精云記憶尤深：“我們剛一提交立項申請就收到5位美國科學院院士的評審意見，審稿過程極其嚴格。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伍。”

方精云認為，該成果的發表彰顯了中國科學家在碳循環、全球變化、生態系統生態學等領域國際地位的飛躍。

對于后續研究，于貴瑞則希望此類基礎性工作能獲得持續資助，以便更為清晰地摸清家底。