生態(tài)系統(tǒng)碳匯如何監(jiān)測(cè)核算
1、碳匯是什么
碳匯,是大氣圈中的二氧化碳轉(zhuǎn)移到其他地球圈層碳庫(kù)的過(guò)程,具有降低溫室氣體濃度、減緩氣候變化的作用。一般來(lái)說(shuō),以森林為代表的陸地生態(tài)系統(tǒng)是生物圈碳庫(kù),海洋是水圈碳庫(kù),以巖溶為代表的特殊地質(zhì)地貌是巖石圈碳庫(kù)。

生態(tài)系統(tǒng)碳匯過(guò)程
森林碳匯,指森林植物吸收大氣中的二氧化碳并將其固定在植被或土壤中。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫(kù),在降低大氣中溫室氣體濃度、減緩全球氣候變暖中,具有十分重要的獨(dú)特作用。全球陸地生態(tài)系統(tǒng)所蘊(yùn)含的所有碳元素中,有62%至78%蘊(yùn)藏在森林這個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)里,其中又有近七成蘊(yùn)藏在森林的土壤里。2020年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織《全球森林資源評(píng)估報(bào)告》指出,全球森林總碳儲(chǔ)量達(dá)到6620億噸,主要儲(chǔ)存在森林生物質(zhì)(約44%)、森林土壤(約45%)以及凋落物(約6%)和枯死木(約4%)中。
海洋碳匯,是通過(guò)海洋活動(dòng)和海洋生物生長(zhǎng)吸收大氣中的二氧化碳,并將其固定和儲(chǔ)存在海洋中的過(guò)程。海洋是地球上最大的碳庫(kù),海洋不僅能夠每年吸收約81億噸人類排放的二氧化碳,這相當(dāng)于人類活動(dòng)排放二氧化碳年總量的23%,同時(shí)也接收河流輸入的陸地碳庫(kù)中的碳。
巖溶碳匯,是指巖溶作用過(guò)程中,直接吸收大氣或土壤中的二氧化碳形成的碳匯。其基本過(guò)程是:雨水溶解大氣和土壤中的二氧化碳,生成碳酸,隨后碳酸溶解碳酸鹽巖,生成含HCO3-和Ca2+的巖溶水體。在此過(guò)程中,大氣中的二氧化碳被不斷移出,以HCO3-的形式進(jìn)入到巖溶水體中,起到了相應(yīng)的碳匯效果。全球巖溶分布面積為2200萬(wàn)平方千米,占陸地面積的15%,全球碳酸鹽巖風(fēng)化溶解產(chǎn)生的碳匯通量為5.5億噸/年,相當(dāng)于全球森林碳匯通量的33%、土壤碳匯通量的70%。
2、碳匯如何監(jiān)測(cè)
碳匯主要通過(guò)測(cè)定兩個(gè)時(shí)點(diǎn)碳儲(chǔ)量的差值來(lái)估算,主要監(jiān)測(cè)方法是基于自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)體系的樣地實(shí)測(cè)法、生物量法及遙感估算法等,不同監(jiān)測(cè)尺度下選取的監(jiān)測(cè)方法也不同。
在國(guó)家、省級(jí)大范圍尺度下監(jiān)測(cè),選取生物量法和遙感估算法相結(jié)合的方法,數(shù)據(jù)易獲取、參數(shù)明確,能夠進(jìn)行大面積重復(fù)觀測(cè),即使是人類難以到達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū),也能夠進(jìn)行連續(xù)、全天候的工作,可提供的數(shù)據(jù)范圍更大、成本更低。同時(shí),還可以提供實(shí)時(shí)變化數(shù)據(jù),及時(shí)反映碳儲(chǔ)量的空間變化,且不會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不必要的干擾。
在市、縣級(jí)小范圍尺度下監(jiān)測(cè),應(yīng)首選樣地實(shí)測(cè)法,數(shù)據(jù)精度高,方便國(guó)家、省掌握不同類型生態(tài)系統(tǒng)碳匯量和分布格局,形成全國(guó)生態(tài)系統(tǒng)碳匯一張圖,統(tǒng)籌自然資源科學(xué)規(guī)劃和高效利用。

碳匯監(jiān)測(cè)方法
3、碳匯如何核算
森林、草原、濕地生態(tài)系統(tǒng)。森林、草原、濕地生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)主要包括地上生物量、地下生物量和土壤有機(jī)質(zhì),其中地下生物量根據(jù)地上和地下生物量的比例系數(shù)(根莖比)計(jì)算得到。利用現(xiàn)有森林、草原、濕地清查數(shù)據(jù)和全國(guó)第二次土壤普查成果即可得到森林、草原、濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量。計(jì)算公式如下:

森林、草原、濕地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量計(jì)算公式

某區(qū)域森林碳匯量估算結(jié)果
海洋生態(tài)系統(tǒng)。海洋生態(tài)系統(tǒng)碳匯類型包括紅樹(shù)林、鹽沼、海草床、浮游植物、大型藻類、貝類等。計(jì)算公式如下:

海洋生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量計(jì)算公式
注:參考自然資源部《海洋碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值核算方法(報(bào)批稿)》
巖溶。我國(guó)巖溶地貌廣泛分布,巖溶碳匯對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)有重要意義。巖溶碳循環(huán)通常包括三部分:發(fā)生、遷移和轉(zhuǎn)化。70%~80%的巖溶碳循環(huán)發(fā)生在淺表層的巖溶表層帶,只有少部分發(fā)生在地下河和地下洞穴中。其計(jì)算公式如下:

巖溶生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量計(jì)算公式
注:參考中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所《流域尺度巖溶碳循環(huán)監(jiān)測(cè)及固碳增匯技術(shù)要求(征求意見(jiàn)稿)》
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