《中国科学D辑：地球科学》：中国陆地生态百年内仍是弱碳汇
将上述数据引入模型得到的运算结果是，在不考虑未来100年大气二氧化碳浓度变化的作用，而只考虑气候变化的情况下，中国陆地生态系统的NPP是逐渐下降的，这是因为增温对生态系统的呼吸率的增强大于光合速率的增强所致。与此同时，植被碳和土壤碳的储量也是下降的。土壤总碳量的下降和增温的共同作用使土壤总的呼吸在未来变化很少，因此，NEP会随着NPP的减少而减少。在大约20年后，中国陆地生态系统由21世纪初的碳汇变成碳源。
在同时考虑未来气候变化和大气中二氧化碳浓度增加的共同作用时，未来100年中国陆地生态系统的碳通量和碳储存将产生很大变化。由于大气中二氧化碳浓度的变化将直接影响植物的生理过程并能显著增强光合作用，尽管植物呼吸因增温而增强，但总的NPP仍将持续增长。与此同时，由于土壤呼吸因碳库的增大和增暖而加大，因此NEP经过一段时间上升以后，大约在2050年达到最大值，之后逐渐下降，到21世纪末，接近于零。这时，植被和土壤的碳库缓慢地增长。因此，中国陆地生态系统将处于弱碳汇状态。
研究仍待深入
季劲钧指出，他们得到的上述结果是在假定中国的发展模式是B2情景下获得的，这在各种碳排放方案中是一种中低水平的方案。全球和中国的增温较小，到21世纪末中国平均增温约为3℃左右。因此，该研究结果是对全球区域可持续发展前提下的一种可能的碳通量和碳储存变化的预测。
在该预测研究中，假定地表覆盖保持不变，这包含了一定的不确定性，可能在某种程度上低估了中国未来地表覆盖变化引起的碳排放的增加，而且也没有考虑森林火灾等因素对碳排放的可能影响。
但是，近几十年来中国实施了大规模的植树造林，而且还在不断地进行退耕还林、退耕还草工作，许多地区的人工林尚处于幼林期，吸收碳的能力远大于试验中假定的成熟林，所以又有可能人为低估了生态系统的碳吸收能力。
而且，在未来一个世纪里，温度升高将是气候变化的最显著特征，生态系统的结构功能和空间分布也会随之产生相应的变化，只是会有一个缓慢的适应和演变的过程。这也将改变陆地生态系统的碳交换和碳储存结果，而季劲钧课题组的模式尚未包含这一过程。在AVIM2的一个相关模块中，课题组虽然考虑了土壤氮、土质和土壤温湿度对土壤呼吸的影响，但由于这些过程都很复杂，在过程的参数化中存在很多不确定性，也可能影响生态系统碳源汇的强度。
因此，季劲钧强调，课题组现在的研究成果中给出的未来100年中国陆地生态系统的净初级生产力、植被和土壤碳储存，以及生态系统净碳交换的时间变化和空间分布还只是一个初步的结果，尚有许多方面的工作要做，以减少模拟的不确定性，改进现有的研究结论。（来源：科学时报 陈晨）
生物谷推荐原始出处：
《中国科学D辑：地球科学》，2008 38 (2): 211-223，季劲钧, 黄玫, 李克让
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21世纪中国陆地生态系统与大气碳交换的预测研究 |
季劲钧, 黄玫, 李克让 |
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① 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; ② 中国科学院大气物理研究所, 北京 100029 |
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收稿日期 2007-9-27 修回日期 网络版发布日期 接受日期 2007-12-20 |
| 摘要 利用大气-植被相互作用模型(AVIM2)模拟研究了中国陆地生态系统碳贮量的变化和与大气的碳交换, 即生态系统的净初级生产力(NPP)、植被和土壤碳贮量、土壤呼吸和净生态系统生产力(NEP)对SRES B2气候变化情景和大气CO2浓度变化情景的响应. 研究表明, 未来100 a大气CO2浓度不变而只考虑气候变化情景时, 中国陆地生态系统NPP总量随时间变化逐渐下降; 与此同时, 植被和土壤碳总量以及NEP总量也下降. 至2020年, 中国陆地生态系统由21世纪初的碳汇变成碳源. 在同时考虑未来气候变化和大气二氧化碳浓度增加的情景下, 未来100 a中国陆地生态系统NPP总量持续增长, 由20世纪末的2.94 Gt C·a-1 增加到21世纪末的3.99 Gt C·a-1, 同时土壤和植被碳贮量也持续增加, 到21世纪末总量增大到110.3 Gt C. NEP 总量在21世纪初期和中期保持上升趋势, 大约在2050年达到最大值, 之后逐渐下降, 到21世纪末接近于零. |
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