中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站王克林研究員團隊在我國西南喀斯特地區(qū)近20年植被恢復(fù)固碳潛力評估方面取得重要進展，相關(guān)研究成果近日發(fā)表在Earth’s Future上。
生態(tài)系統(tǒng)碳匯是實現(xiàn)碳中和最綠色、最經(jīng)濟的途徑，其中森林貢獻最大。近20年來，大規(guī)模人工造林與自然恢復(fù)下我國西南地區(qū)成為全球植被覆蓋“變綠”的熱點區(qū)。然而，森林生長飽和以及可造林土地有限限制了森林碳匯的長期性，喀斯特脆弱地質(zhì)背景也制約大規(guī)模集中造林的可持續(xù)性，導(dǎo)致我國西南喀斯特地區(qū)生態(tài)碳匯效應(yīng)量化評估存在更大的不確定性。
在亞熱帶生態(tài)所研究員王克林和岳躍民的指導(dǎo)下，中國科學(xué)院大學(xué)博士生張雪梅與丹麥哥本哈根大學(xué)副教授Martin Brandt團隊合作，考慮中國西南地區(qū)植被景觀的高度異質(zhì)性，利用團隊前期獲得的2002-2017年地上生物量碳密度遙感數(shù)據(jù)，通過分級界定區(qū)域植被達到成熟林的最大地上生物量碳承載力，構(gòu)建了考慮中國西南地區(qū)異質(zhì)性景觀特征的多因子隨機森林模型，預(yù)測了2002-2017年該地區(qū)的最大地上生物量碳承載能力，量化了中國西南地區(qū)近20年大規(guī)模造林下的地上生物量碳儲量及其未來固碳潛力。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前生態(tài)修復(fù)條件下，中國西南八省區(qū)森林最大地上生物量碳承載力為20.54 PgC，大規(guī)模造林背景下2002-2017年森林地上生物量碳增加了2.34 PgC，未來仍有5.32 PgC的固碳潛力。研究者利用2002-2017年林地概率數(shù)據(jù)，識別了尚未充分達到固碳潛力的老林、新林及潛在造林區(qū)，發(fā)現(xiàn)西南八省區(qū)未來潛在造林區(qū)域仍能固碳2.39 PgC，而老林和新林區(qū)未來分別有0.86 PgC和0.99 PgC的固碳潛力，特別是老林當(dāng)前已達到其最大承載力的88.8%，是穩(wěn)定的碳庫。
此外，全局森林地上生物量固碳潛力的非線性和線性擬合結(jié)果顯示，西南地區(qū)達到當(dāng)前植被最大地上生物量碳承載力大概在2030-2060年左右，西南八省區(qū)造林及林地可持續(xù)管理為實現(xiàn)碳中和目標(biāo)提供了重要窗口期，是我國重要的生態(tài)碳匯潛力區(qū)。
研究進一步發(fā)現(xiàn)，西南八省區(qū)森林恢復(fù)固碳主要受人類活動強度和地形特征的影響，植被地上生物量固碳潛力存在顯著的區(qū)域分異特征，進而明確了老林固碳潛力區(qū)（主要分布在海拔高、起伏大、坡度陡的區(qū)域）、新林固碳潛力區(qū)（主要分布在人類活動強度較大的山坡、坡麓地帶）及未來造林固碳潛力區(qū)（主要分布在當(dāng)前植被退化依然嚴(yán)重的區(qū)域），為未來西南喀斯特地區(qū)生態(tài)建設(shè)空間優(yōu)化布局提供重要參考。
據(jù)介紹，本研究沒有考慮具體森林類型、林齡以及森林管理措施等因素對林地固碳能力的影響，同時對老林、新林、未來潛在造林地區(qū)的界定也存在一定的不確定性，未來亟需開展基于高分辨率衛(wèi)星遙感與深度學(xué)習(xí)的生態(tài)恢復(fù)碳匯功能精準(zhǔn)定量研究。
該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金重點基金、中國科學(xué)院青年交叉團隊等項目的資助。
相關(guān)論文信息：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2022EF002674