增强陆地生态系统碳汇(简称陆地碳汇)是减缓大气二氧化碳(CO_(2))浓度上升和全球变暖的重要手段,也是实现我国“碳中和”目标的有效途径.为全面理解陆地碳汇特征及其对实现“碳中和”目标的贡献,本文系统梳理了近40年来陆地碳源汇研究的主要进展,阐述了全球和我国陆地碳汇的时空格局及其驱动因素,分析了陆地碳汇对实现“碳中和”目标的作用.根据全球碳收支评估报告,过去60年全球陆地碳汇从1960年代的(-0.2±0.9)Pg C yr^(-1)(弱碳源;1 Pg=10^(15)g=10亿吨碳)增加至2010年代的(1.9±1.1)Pg C yr^(-1)(碳汇).目前,陆地碳汇主要分布在北半球中高纬度地区,而热带地区表现为微弱的碳汇或碳源.不同类型生态系统的碳汇大小存在差异:森林是陆地碳汇的主体,灌丛、湿地生态系统和农田土壤整体表现出碳汇功能,但草地的碳源汇功能尚不明确.此外,荒漠生态系统可能起着碳汇功能,但其大小和形成机制尚存在争议.大气CO_(2)浓度上升、氮沉降、气候变化和土地覆盖变化等是影响陆地碳汇强度的主要因素,火灾、气溶胶等因素也影响其大小.不同区域陆地碳汇的驱动因素存在差异:北美和欧洲陆地碳汇主要是大气CO_(2)浓度上升和气候变化等因素所致;而在中国,除了上述全球变化要素外,植树造林、生态修复也是驱动其碳汇的重要因素.综合以往研究结果评估,目前我国陆地碳汇强度为0.20~0.25 Pg C yr^(-1),预计2060年可能处于0.15~0.52 Pg C yr^(-1)之间.未来研究需通过扩大生态系统调查与监测的范围、完善陆地生物圈模型等途径提升陆地碳汇的评估精度,量化各类措施对生态系统碳汇潜力的影响,精准评估我国陆地碳汇对实现“碳中和”目标的贡献.
退耕还林工程(Sloping land conversion program,SLCP)可快速改变土地利用/覆被格局。论文以黄土高原典型沟壑区——陕西省安塞县为例,利用MSS/TM/ETM+卫星遥感影像,获取研究区6个时期土地利用/覆被的时空信息,通过统计模型,定量分析了研究区SLCP对土地利用/覆被格局的影响。草地、耕地及林地为研究区三大主要土地利用/覆被类型,研究区土地利用/覆被变化整体处于不平衡态势;整个研究时段内,耕地先增后减,整体减少38.4%;林地先减后增,整体增加4.36%;灌木林地和草地减少,而未成林造林地快速增加;SLCP显著加强了耕地的递减趋势,并大幅增加了未成林造林地面积,至2010年未成林造林地面积显著大于天然林地的面积。这些变化可能具有降低土壤侵蚀与产流量、改善土壤结构、增加土壤碳吸收等效应;SLCP能提高农民收入,且大部分农民支持SLCP;但其负面效应亦不可忽视。研究将有助于对SLCP效应的全面理解,并可为该区生态恢复工程的规划与决策及生态环境保护提供参考。
