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建设绿色碳库该怎么做?

   2022-06-05 3610
核心提示:碳库,是全球变化科学当中的一个重要名词。指在碳循环过程中,地球系统各个所存储碳的部分。通常包括地上生物量、地下生物量、枯落物、枯死木和土壤有机质碳库。
 一、什么是碳库?

 

碳库,是全球变化科学当中的一个重要名词。指在碳循环过程中,地球系统各个所存储碳的部分。通常包括地上生物量、地下生物量、枯落物、枯死木和土壤有机质碳库。

二、碳库涉及到的相关概念的具体含义?

1、生物量

生态系统中植物地上、地下、活的和枯死的有机干物质,例如树木、作物、草以及枝叶、根等。生物量包括地上生物量和地下生物量。

2、地上生物量

土壤层以上以干重表示的植被所有活体的生物量,包括干、桩、枝、皮、种子、花、果、叶及草本植物。

3、地下生物量

所有活根生物量,通常不包括难以从土壤有机成分或枯落物中区分出来的细根(直径≤2.0mm)。

4、枯落物

土壤层以上,直径≤5.0cm,处于不同分解状态的所有死生物量,包括凋落物、腐殖质、以及难以从地下生物量中区分出来的细根。

5、枯死木

枯落物之外的所有死生物量,包括枯立木、枯倒木以及直径≥5.0cm的枯枝、死根和树桩。

6、土壤有机质

土壤有机质是指土壤中处于不同分解阶段死亡的各种动植物残体,也可以说是土壤中以各种形式存在的含碳有机化合物。它是土壤的重要组成部分,是衡量土壤肥肥力高低的重要指标。

三、碳库有哪几种类别?

1、大气碳库

植物通过光合作用,将大气中的CO2固定在有机物中,包括合成多糖、脂肪和蛋白质,从而储存于植物体内,这可以看作碳循环的开始。然后植物和有机体通过呼吸作用,将二氧化碳返还大气中。大气中含碳气体主要有CO2、CH4和CO等。通过测定这些气体在大气中的含量即可推算出大气碳库的大小。相对于海洋和陆地生态系统来说,大气中的碳含量是最容易计算的,而且也是最准确的。在这些气体中,CO2含量最高,也最为重要,因此大气中的CO2浓度往往可以看作大气中碳含量的一个重要指标。

2、海洋碳库

海洋具有储存和吸收的能力,其可溶性无机碳(DIC)含量约是大气中含碳量的50多倍,在全球碳循环中有十分重要的作用。海洋表层水在不断地与大气进行着CO2的交换,交换借助于扩散作用进行,移动方向主要取决于界面两侧二氧化碳的相对分压(或者浓度),总是从高浓度的一侧扩散到低浓度的一侧。

从千年尺度上看,海洋决定着大气中的浓度。一般来讲,海洋中的碳的周转时间往往要几百年甚至上千年,可以说海洋碳库基本上不依赖于人类活动,而且由于测量手段等原因,相对陆地碳库来说,对海洋碳库的估算还是比较准确地。

3、陆地生态系统碳库

在陆地生态系统中,碳循环的速度是最快的,最快的在几分钟或者几小时就能够返回大气,一般会在几周或几个月返回大气。一般来说,大气中的CO2浓度基本上是恒定的。但是,近几百年来,由于人类活动比如森林的大量砍伐、在工业发展中大量化石燃料的燃烧等对碳循环产生较大影响,使得大气中CO2含量呈上升趋势。

土壤碳库大致是植被碳库的1.5-3倍,而凋落物碳库只占其中的很小一部分。陆地生态系统碳蓄积主要发生在森林地区,余下的部分主要储存在耕地、湿地、冻原、高山草原以及沙漠半沙漠中。此外,与其他陆地生态系统相比,森林生态系统具有较高的生产力,每年固定的碳约占整个陆地生态系统的2/3。

四、森林生态系统碳储量有哪些研究方法?

森林是陆地上最大的可再生资源库、生物基因库、碳储库和最经济的“吸碳器”。作为陆地生态系统的主体,森林生态系统贮存了陆地生态系统的76%-98%的有机碳,在全球碳循环和减缓大气CO2浓度升高中起着重要的作用。估算区域森林生态系统的碳储量以及分析森林各类型碳库的组成与动态变化是目前森林生态系统碳循环研究的热点之一。

森林生态系统碳储量的研究方法主要有以下几种:

1、生物量清查法

生物量清查法是国内外通用的估算森林长期碳蓄积的普遍方法,具体包括生物量调查和土壤调查。生物量调查采用常规测树法如皆伐法、平均木法、随机抽样法、径阶选择法、材积转换法、维量分析法等分别测算森林生态系统的中各组分的生物量。土壤碳含量调查一般采用土壤剖面调查采样法或土钻法采集土壤样本,室内采用干烧法或重铬酸钾氧化法测定土壤碳含量,以此获得土壤中有机碳的含量。

2、涡度相关法

涡度相关法是采用三维超声风速仪测定林冠层与大气之间的湍流交换量的微气象学方法。是在林冠上方直接测定CO2的涡流传递速率,从而计算出森林生态系统吸收固定CO2通量的方法。区别于其它微气象学方法(如能量平衡法和浓度梯度法),涡旋相关技术仅需在一个参考高度上对CO2浓度以及风速风向进行监测。大气中物质的垂直交换往往是通过空气的涡旋状流动来进行的,这种涡旋带动空气中不同物质包括CO2,向上或者向下通过某一参考面,二者之差就是所研究的生态系统固定或放出的CO2量。其计算公式为:

Fc=ρ'w'-

其中,Fc是CO2通量,ρ是CO2的浓度,w是垂直方向上的风速,字母上的小撇是指各自平均值在垂直方向上的波动即涡旋波动,横线是指一段时间(15-30min)的平均值。

3、模型模拟法

模型模拟法是通过数学模型估算森林生态系统的生产力和碳储量,模型是研究大尺度森林生态系统碳循环的必要手段。在研究中曾产生过许多模型,其中最著名的是1971年在迈阿密研讨会上提出的Miami模型,以年降雨量和年平均气温预测世界不同地带的净第一生产力(NPP)。此外,影响较大的如Holdridge生命地带模型、BIOME模型、MAPSS模型、CENTURY模型、BIOME2BGC模型和CASA模型等机制模型,Chikugo模型等半经验半机制模型等。

五、不同研究方法的适用情况如何?

生物量清查法是研究森林生态系统碳蓄积的经典方法,并在较长时间尺度上研究生态系统碳交换方面得到很好应用。

涡度相关法可研究较短时间(时、日、月等)尺度内森林生态系统与大气间的碳交换量,是研究森林生态系统碳通量的过程与机理的国际通用方法。

模型模拟法适于估算理想条件下的区域碳蓄积和碳通量,与遥感技术相结合,可估算较大空间尺度上森林生态系统的碳蓄积和土地利用变化对碳蓄积的影响。

六、建设绿色碳库该怎么做?

建设绿色碳库,实现绿碳空间碳饱和、生态饱和,基于自然生态空间的科学方案,就是深度调整人与自然生态空间的关系,科学把控“两增一减”“碳三力”,增加捕碳力、增加储碳力,减少排碳力。

1、增加捕碳力,复现“捕碳饱和”

捕碳力是生态空间基础生产能力,决定着生态空间碳循环的规模量级。生态产能建设、绿色碳库建设,关键是增加捕碳设备,提升捕碳能力。修复损伤生态系统,大规模推进国土绿化,持续实施退耕还林还草还湿,模仿自然、科学安置“生物捕碳器”,系统保护天然林,加快退化林提质增效,促进生态空间绿色革命,分阶段实现由“黄”转“绿”,由“浅绿”转“深绿”,由“绿”而“美”。

2、减少排碳力,逼近“绿色排碳”

要加强绿碳空间治理,防御人为的碳排放、碳流失。要切实做好森林草原防火、有害生物防治,要严格执行封山育林、封山禁牧,严格禁止食用野生动物,禁止天然林商业性采伐,要打击乱砍乱伐、乱捕乱猎,以及非法侵占生态空间资源的行为,极限压减人工碳排放,力求绿色碳库排放无限接近绿色碳排放。

3、增加储碳力,实现“储碳饱和”

实现绿色碳库“储碳饱和”,关键是要在复现“绿色饱和”“捕碳饱和”和逼近“绿色排碳”上下功夫。目前,事实上仍远离绿色碳库“碳饱和”状态。湿地是一个例外。湿地是重要的储碳空间,在绿色碳库捕碳能力建设上并不起眼,但在储碳能力建设上却非同寻常。要切实保护好湿地空间,减少人为碳排放,恢复湿地储碳能力,丰盈湿地碳库。

 
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