在全球温室气体浓度升高的背景下,如何减少碳排放、增加碳吸收是当前应对气候变化研究的热点,本研究基于我国1963-2016年粗钢产量,采用温室气体清单指南编制方法,建立了钢渣碳汇核算方法,核算了我国1963-2016年钢渣碳汇量,并进行了不确定性分析.结果表明:1963-2016年间,我国钢渣的年碳汇量总体呈上升趋势,从3.75×103 t C增加至1359.32× 103 t C.1963-2016年间我国钢渣累积碳汇量为15×106 t C,钢渣碳汇的总不确定性约为±30.4％.钢渣年碳汇量由当年产钢渣碳汇量和历年产钢渣碳汇量两部分组成.由于钢渣结构致密,年碳化速率较小,导致1963-2016年间当年产钢渣碳汇量较小,占钢渣碳汇总量的37％;历年产钢渣碳汇量较大,占钢渣碳汇总量的63％.虽然钢渣年碳汇量不大,但长期累积碳汇量非常可观,其碳汇作用不容忽视.今后研究应细化不同环境条件下钢渣碳化速率,降低钢渣碳汇核算的不确定性;推动以钢渣为原材料的碳捕集与封存技术发展,增加有效碳汇,为我国应对气候变化国际谈判提供科技支撑.

理解土地利用方式转变过程影响生态系统生物地球化学循环及温室气体排放的机理,并利用模型模拟土地利用方式转变过程对温室气体通量的影响是一项长期、艰巨的科学任务.本研究基于国际上广泛应用的生物地球化学过程模型(DNDC模型),结合气象、土壤和管理措施等数据,模拟了旱田转水田土地利用方式转变后稻田CH4、CO2和N2O三种温室气体的通量和常年种植水稻的稻田温室气体通量,并将模拟值与观测值进行比较.结果 表明:DNDC模型能够较好地模拟新、老稻田温室气体通量的季节变化,但对老稻田温室气体的排放通量模拟效果(R2＞0.89,n=40,P＜0.01)优于新转稻田(R2 ＞0.79,n=265,P＜0.01),且对CH4和CO2的模拟效果优于对N2O的模拟效果;根据田间观测数据,改变模型模拟土地利用方式转换前后土壤SOC浓度和pH值,并不能完全模拟土地利用变化对温室气体的影响,微生物群落在土地利用方式转变过程中可能发生较大变化,需要在模型中进一步体现.通过模型模拟土地利用方式改变对温室气体排放的影响,可为国家温室气体、碳排放清单的编制及管理政策的制定提供参考依据.

根据联合国气候变化框架协议的要求, 土地利用变化和林业 (LUCF) 温室气体清单是需要编制的五个部门 (能源、工业、农业、土地利用变化和林业、废弃物) 的清单之一.研究省级LUCF动态变化对掌握该区域生态固碳的能力和潜力有重要意义.该研究选取广东省森林资源第六期 (2002年) 、第七期 (2007年) 、第八期 (2012年) 一类清查数据, 采取省级LUCF温室气体清单编制的方法结合广东省实际情况, 在获取和测算广东省2005年、2010年、2015年LUCF温室气体的活动水平、排放因子的基础上, 得出全省范围LUCF温室气体清单.并设置了3种情景, 对广东省未来LUCF领域碳储量和温室气体减排进行了预测.研究结果表明广东省LUCF净碳汇量呈增长的趋势, 增长的主要原因是乔木林碳吸收的增加量高于活立木消耗碳排放的变化量.期间, 活立木蓄积生长率从7.98％ (2005) 增加到了9.61％ (2015) ;而采伐消耗率从6.94％ (2005) 下降到了5.54％ (2015) .这些得益于2005至2015十年间广东省土地利用变化和林业领域在应对气候变化方面的政策、措施的实施.情景模拟结果表明如果未来措施有利于广东省活力木碳储量的增加, 广东省森林还将发挥较长时间持续的增汇作用.

森林是全球陆地生态系统中最大的植被碳库和碳汇,森林固碳被认为是各国抵减工业温室气体排放的重要途径,通过森林资源清查数据编制国家温室气体清单也是大多数国家的选择.但是,由于森林固碳本身的复杂性,未来通过森林固碳能够抵消多少工业碳排放往往并不清楚.如何基于森林资源清查数据估算森林的固碳潜力,仍是一个值得深入研究的领域.通过能够公开获得的森林资源清查数据,分起源(人工林和天然林)、36个树种、5个林龄组建立了国家和省两级森林蓄积量年增长量模型,并以第六次森林资源清查期为起点,估算了基线情景(造林、管理、干扰、气候、采伐等条件不变)下2001-2200年前中国森林生物量变化和中国森林生物量固碳潜力.结果 认为,天然林蓄积量年增长量一般低于人工林;多数天然林树种的蓄积量增长过程符合理论上认为的中间高、前后低的逻辑斯蒂曲线形式,即中龄林、近熟林、成熟林年增长量高,幼龄林和过熟林年增长量低;人工林蓄积量增长过程多为前期高、后期低的形式,即幼龄林、中龄林和近熟林年增长量高,成熟林和过熟林年增长量低.基线情景下中国森林碳容量为12.82 Pg C,其中人工林为6.6 Pg C,天然林为6.2 Pg C;相对于2001年碳储量来说,到2200年中国森林生物量固碳潜力为6.52 Pg C.综合已有研究认为,中国森林生物量固碳潜力为6.52-13.57 Pg C.本研究可以用于优化森林生长过程模型,为我国森林管理政策的制定提供参考.

森林是陆地生态系统的主体,不仅是巨大的碳库而且对减缓气候变暖具有积极作用.科学有效的森林碳计量方法,有助于加深对全球碳循环过程的理解.然而,由于森林生态系统结构复杂,对森林碳计量的估算结果普遍存在精度低、不确定性高的问题.近年来,国内外发展了大量对森林碳计量进行估算的方法,主要有基于样地清查的森林植被和土壤碳估算、基于生长收获的经验模型估算、基于定量遥感雷达观测的遥感估测、基于多尺度森林生态系统网络的通量观测和陆地生态系统过程模型模拟等方法.在实际的森林碳计量中,根据不同的森林类型特征和数据获取情况,往往采取不同的碳计量方法,甚至不止一种.以生态过程模型模拟、遥感反演和数据同化技术为主要手段,基于碳通量观测数据、控制实验数据和遥感影像数据,发展多学科、多过程、多尺度的综合联网观测,充分认识森林碳循环过程中碳源/汇的时空分布特征,开展区域、洲际乃至全球尺度碳循环及其对全球变化和人类活动响应的系统性、集成性研究,以便建立高效、可靠的碳计量体系是未来林业碳计量的发展趋势.随着世界各国温室气体排放清单的编制,中国迫切需要科学的方法体系计量森林碳源/汇,提升我国在生态环境问题上的国际发言权和主导权,同时对我国森林可持续经营、生态环境保护以及美丽中国建设提供建议与支持.分析了各类森林碳计量方法的主要特征、优缺点,同时探讨了目前的森林碳计量方法存在的问题和未来的发展趋势,为不同时空尺度下森林碳计量提供参考.

湿地是重要的土地利用类型之一,在陆地生态系统碳循环中起重要作用.在缔约国向?联合国气候变化框架公约?提交的温室气体国家清单报告中,湿地作为"农业、林业及其他土地利用(AFOLU)"的一部分,因其不确定性较高而备受关注.自2006年以来,IPCC先后发布了?2006 IPCC国家温室气体清单指南?、?2013 IPCC 2006国家温室气体清单指南的增补:湿地?和?IPCC 2006年国家温室气体清单指南2019精细化?,为缔约国提供了清单编制的参考方法学.然而,IPCC指南中对湿地的定义和分类与中国现行的土地利用类型和并不统一,其提供的缺省参数对中国的研究亦未充分整合.因此,亟需在IPCC框架下开发适合中国的湿地温室气体清单方法学及参数库,以降低清单编制的不确定性.综述了IPCC湿地清单编制的方法学与中国湿地清单的研究进展,主要包括(1)比较了IPCC三部指南中的湿地清单的方法学,梳理了后两部对?2006 IPCC国家温室气体清单指南?在湿地类型、评估方法和缺省参数的更新内容;(2)比较了中国湿地清单编制与其他湿地温室气体研究结果的差异并探讨原因;(3)梳理了IPCC三部清单指南中湿地温室气体排放/清除因子数据库对来自中国的研究数据收录情况;(4)归纳了湿地的温室气体清单高层级方法学在中国的应用.在上述内容的归纳总结的基础上,基于现阶段我国在湿地温室气体清单编制方面存在活动水平数据难以获取、若干领域的排放因子缺失和评估方法不完善等问题,提出未来从提高活动水平数据透明度、加强人类活动影响评估、发展高层级方法学等方面改进.本文有助于提升我国编制湿地温室气体清单的能力,从而降低AFOLU领域对实现"碳中和"贡献的不确定性.