近日，電子科技大學資源與環(huán)境學院定量遙感團隊廖展芒副教授在中國森林碳匯研究方向取得重要進展。相關(guān)研究成果以“Growing biomass carbon stock in China driven by expansion and conservation of woody areas”為題發(fā)表在《Nature Geoscience》上，這也是電子科大首次在該期刊發(fā)表論文。

　　電子科技大學為論文第一單位。廖展芒副教授為論文第一作者，西北農(nóng)林科技大學岳超研究員為論文共同第一作者兼通訊作者，電子科技大學何彬彬教授為論文共同通訊作者。合作者包括電子科技大學全興文副教授、陳瑞博士生，西北農(nóng)林科技大學徐夢洋、王夢雨博士生，美國俄亥俄州立大學Kaiguang Zhao(趙開廣)教授，法國國家氣候與環(huán)境科學實驗室Philippe Ciais博士，歐盟委員會聯(lián)合研究中心Giacomo Grassi博士、Ramdane Alkama博士，和英國?？巳卮髮WStephen Sitch教授。

　　森林是陸地碳循環(huán)的重要組成部分，在降低大氣二氧化碳濃度、緩解全球氣候變化中扮演著重要角色。中國自上世紀80年代以來啟動了一系列生態(tài)保護工程，包括三北防護林、退耕還林、天然林保護工程等，取得了顯著的生態(tài)效益。然而，這些生態(tài)保護工程帶來的碳匯效益尚未從衛(wèi)星遙感途徑得到確切量化。為此，本研究創(chuàng)新性地協(xié)同衛(wèi)星遙感技術(shù)和動態(tài)全球植被模型，量化了2001-2020年中國森林生態(tài)系統(tǒng)(主要包括森林、疏林地和灌木)面積和生物量碳庫的動態(tài)變化，并利用樹木蓋度的時序動態(tài)特征將森林管理活動進行分類，估算了中國主要生態(tài)保護工程對森林碳匯的貢獻。

　　研究結(jié)果顯示，根據(jù)衛(wèi)星遙感觀測，2001-2020年間中國森林覆蓋度增加了6.2%(59.2Mha，圖1)，主要得益于大規(guī)模的植樹造林活動。全國范圍森林生態(tài)系統(tǒng)生物量碳匯為2.1億噸碳/年，抵消了我國同期碳排放的約10%。森林碳匯主要分布在西南、華南、東北和黃土高原等區(qū)域(圖1)。其中，森林和灌叢面積擴張貢獻了總碳匯的29.4%(0.6億頓碳/年)，而穩(wěn)定森林和灌叢分布區(qū)貢獻了意想不到的大量碳匯，占總碳匯的59.2%(1.2億噸碳/年)(圖2)。森林和灌叢面積的擴張受益于生態(tài)工程積極的植樹造林，而穩(wěn)定森林和灌叢分布區(qū)則由于天然林保護、封山育林等工程措施使得原本受到干擾的生態(tài)系統(tǒng)逐漸恢復，因此形成顯著碳匯。據(jù)估算，各種生態(tài)保護工程措施一共貢獻了森林碳匯的73.5%，在我國森林生態(tài)系統(tǒng)減緩氣候變化中發(fā)揮了主導性作用。

　　圖1 基于衛(wèi)星遙感觀測的2001-2020年中國森林面積和木本植被生物量碳儲量動態(tài)變化結(jié)果。(a) 2001–2020森林、灌木和非林地面積變化。(b) 2001–2020森林生物量碳庫變化。(c) 本研究量化的森林碳匯與其他研究間的比較。(d) 森林碳匯的空間分布。(e) 基于衛(wèi)星遙感的各省森林地上生物量碳匯與基于森林清查的材積變化顯著正相關(guān)。

　　圖2 基于衛(wèi)星遙感觀測的2001-2020年中國土地利用分類結(jié)果及其碳匯貢獻

　　此外，該研究成果被Nature Geoscience同期以研究簡報(Research Briefing)的形式進行推介，該推介認為“人為管理在中國陸地碳匯中發(fā)揮了關(guān)鍵性作用”。

　　近年來，定量遙感團隊聚焦復雜環(huán)境定量遙感理論與方法研究，融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，面向森林草原火災監(jiān)測預警和陸地碳匯估算的國家重大需求，研發(fā)首個集“災前高精度火險預警-災時近實時火點監(jiān)測-災后燃燒烈度精細評估”為一體的森林草原火災監(jiān)測預警系統(tǒng)，服務四川、云南等全國多個省(市)、區(qū)(縣)的森林草原防火。此外，相關(guān)研究成果陸續(xù)發(fā)表，包括團隊何彬彬教授作為合作者在Nature發(fā)表論文“Forest fire size amplifies post fire land surface warming”(2024年9月)，碩士畢業(yè)生駱開葦(導師：何彬彬教授、全興文副教授)在加拿大攻讀博士期間發(fā)表Nature封面文章“Drought triggers and sustains overnight fires in North America”(2024年3月)。

　　論文信息：Liao, Z., Yue, C., He, B. et al. Growing biomass carbon stock in China driven by expansion and conservation of woody areas. Nat. Geosci. (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01569-0

　　原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41561-024-01569-0

　　研究簡報鏈接：https://www.nature.com/articles/s41561-024-01571-6