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近日，电子科技大学资源与环境学院定量遥感团队廖展芒副教授在中国森林碳汇研究方向取得重要进展。相关研究成果以“Growing biomass carbon stock in China driven by expansion and conservation of woody areas”为题发表在《Nature Geoscience》上，这也是电子科大首次在该期刊发表论文。
电子科技大学为论文第一单位。廖展芒副教授为论文第一作者，西北农林科技大学岳超研究员为论文共同第一作者兼通讯作者，电子科技大学何彬彬教授为论文共同通讯作者。合作者包括电子科技大学全兴文副教授、陈瑞博士生，西北农林科技大学徐梦洋、王梦雨博士生，美国俄亥俄州立大学Kaiguang Zhao(赵开广)教授，法国国家气候与环境科学实验室Philippe Ciais博士，欧盟委员会联合研究中心Giacomo Grassi博士、Ramdane Alkama博士，和英国埃克塞特大学Stephen Sitch教授。
森林是陆地碳循环的重要组成部分，在降低大气二氧化碳浓度、缓解全球气候变化中扮演着重要角色。中国自上世纪80年代以来启动了一系列生态保护工程，包括三北防护林、退耕还林、天然林保护工程等，取得了显著的生态效益。然而，这些生态保护工程带来的碳汇效益尚未从卫星遥感途径得到确切量化。为此，本研究创新性地协同卫星遥感技术和动态全球植被模型，量化了2001-2020年中国森林生态系统(主要包括森林、疏林地和灌木)面积和生物量碳库的动态变化，并利用树木盖度的时序动态特征将森林管理活动进行分类，估算了中国主要生态保护工程对森林碳汇的贡献。
研究结果显示，根据卫星遥感观测，2001-2020年间中国森林覆盖度增加了6.2%(59.2Mha，图1)，主要得益于大规模的植树造林活动。全国范围森林生态系统生物量碳汇为2.1亿吨碳/年，抵消了我国同期碳排放的约10%。森林碳汇主要分布在西南、华南、东北和黄土高原等区域(图1)。其中，森林和灌丛面积扩张贡献了总碳汇的29.4%(0.6亿顿碳/年)，而稳定森林和灌丛分布区贡献了意想不到的大量碳汇，占总碳汇的59.2%(1.2亿吨碳/年)(图2)。森林和灌丛面积的扩张受益于生态工程积极的植树造林，而稳定森林和灌丛分布区则由于天然林保护、封山育林等工程措施使得原本受到干扰的生态系统逐渐恢复，因此形成显著碳汇。据估算，各种生态保护工程措施一共贡献了森林碳汇的73.5%，在我国森林生态系统减缓气候变化中发挥了主导性作用。
图1 基于卫星遥感观测的2001-2020年中国森林面积和木本植被生物量碳储量动态变化结果。(a) 2001–2020森林、灌木和非林地面积变化。(b) 2001–2020森林生物量碳库变化。(c) 本研究量化的森林碳汇与其他研究间的比较。(d) 森林碳汇的空间分布。(e) 基于卫星遥感的各省森林地上生物量碳汇与基于森林清查的材积变化显著正相关。
图2 基于卫星遥感观测的2001-2020年中国土地利用分类结果及其碳汇贡献
此外，该研究成果被Nature Geoscience同期以研究简报(Research Briefing)的形式进行推介，该推介认为“人为管理在中国陆地碳汇中发挥了关键性作用”。
近年来，定量遥感团队聚焦复杂环境定量遥感理论与方法研究，融合物联网、大数据和人工智能技术，面向森林草原火灾监测预警和陆地碳汇估算的国家重大需求，研发首个集“灾前高精度火险预警-灾时近实时火点监测-灾后燃烧烈度精细评估”为一体的森林草原火灾监测预警系统，服务四川、云南等全国多个省(市)、区(县)的森林草原防火。此外，相关研究成果陆续发表，包括团队何彬彬教授作为合作者在Nature发表论文“Forest fire size amplifies post fire land surface warming”(2024年9月)，硕士毕业生骆开苇(导师：何彬彬教授、全兴文副教授)在加拿大攻读博士期间发表Nature封面文章“Drought triggers and sustains overnight fires in North America”(2024年3月)。
论文信息：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
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41561-024-01569-0
研究简报链接：https://www.nature.com/articles/s41561-024-01571-6
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