中国科学家发现“迷失的碳汇” 或永远藏地质结构中
2015-07-31 09:53:00   来源:光明网
内容摘要
碳汇主要是指森林吸收并储存二氧化碳的多少,或者说是森林吸收并储存二氧化碳的能力。科院新疆生态与地理所近日的一项最新研究发现,荒漠下的“咸水海洋”是巨大的碳汇。荒漠地球的地下咸水层不仅仅是“迷失的碳汇”的一部分,而且固碳能力非常强,几乎只出不进。

碳汇 科技世界网

 

近日,中科院新疆生态与地理所的一项最新研究发现,荒漠下的“咸水海洋”是巨大的碳汇。研究的领导者、中科院生地所研究员李彦说:“我们研究显示,荒漠地球的地下咸水层不仅仅是‘迷失的碳汇’的一部分,而且固碳能力非常强,几乎‘只出不进’。”这一成果发表在最新一期的美国地球物理学会出版的学术杂志《地球物理研究快报》上。 

迷失的碳汇 科技世界网


简单地说,地球各个系统从大气中吸收、储存、利用二氧化碳的过程,就叫“碳汇”。“二氧化碳排放被认为是导致地球变暖的元凶,那么遏制全球变暖只有两条路:减少排放和增加碳汇。”李彦介绍,目前学界比较认可的碳汇,是森林等陆地生态系统和海洋。“但计算发现,化石燃料燃烧产生的二氧化碳,部分存储于大气,部分进入海洋,还有一部分不知去向,即所谓的‘迷失的碳汇’。”

几年前,李彦领导他的团队与美国科学家几乎同时发现沙漠或荒漠区有进入地表的二氧化碳通量,并据此推测荒漠区很可能是一个很大的碳汇。不过这一猜测遭到强烈质疑:荒漠中贫瘠的土壤、稀疏的植物不可能以这么大的速率吸收二氧化碳,而沙漠中又没有水,那么这么多的二氧化碳去了哪里?

荒漠下的“咸水海洋”是巨大的碳汇 科技世界网


经过10年的研究,李彦团队终于回答了这个问题:荒漠区的地下咸水层是一个巨大的碳汇。他解释,这是一个溶解性的无机碳汇,本质上与海洋中无机碳汇的形成没有区别。

“原理很简单,荒漠等干旱地区的水是盐碱性的,而二氧化碳溶于水后呈弱酸性。我们知道,任何自然系统总有趋于中性的趋势,因为这是最稳定的状态。因此,荒漠区的地下咸水对二氧化碳的溶解度极高。初步估计,全球范围内来讲,这个碳汇总量高达1000亿吨!”李彦说:“干旱区内陆河无入海口,它们消失于浩瀚沙漠,在沙漠下形成‘海洋’。而这个‘沙漠下的海洋’与真正的海洋一样也是碳汇。”而且,“对这个碳汇,我们只观测到二氧化碳的吸收,没有发现有排放。”李彦说,“或许这些二氧化碳经过复杂的地球化学变化,将变成碳酸钙永远藏于地质结构中。”

 

什么是“碳汇”?

碳汇 科技世界网


碳汇(Carbon Sink)主要是指森林吸收并储存二氧化碳的多少,或者说是森林吸收并储存二氧化碳的能力。

森林碳汇是指森林植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中,从而减少该气体在大气中的浓度。森林是陆地生态系统中最大的碳库,在降低大气中温室气体浓度、减缓全球气候变暖中,具有十分重要的独特作用。

有关资料表明,森林面积虽然只占陆地总面积的1/3,但森林植被区的碳储量几乎占到了陆地碳库总量的一半。

碳汇林业是指利用森林的储碳功能,通过植树造林、加强森林经营管理、减少毁林、保护和恢复森林植被等活动,吸收和固定大气中的二氧化碳,并按照相关规则与碳汇交易相结合的过程、活动或机制。

树木通过光合作用吸收了大气中大量的二氧化碳,减缓了温室效应。这就是通常所说的森林的碳汇作用。

碳汇 科技世界网


二氧化碳是林木生长的重要营养物质,它把吸收的二氧化碳在光能作用下转变为糖、氧气和有机物,为生物界提供枝叶、茎根、果实、种子,提供最基本的物质和能量来源。这一转化过程,就形成了森林的固碳效果。森林是二氧化碳的吸收器、贮存库和缓冲器。反之,森林一旦遭到破坏,则变成了二氧化碳的排放源。

碳源(Carbon Source)是指产生二氧化碳之源。它既来自自然界,也来自人类生产和生活过程。碳源与碳汇是两个相对的概念,即碳源是指自然界中向大气释放碳的母体,碳汇是指自然界中碳的寄存体。减少碳源一般通过二氧化碳减排来实现,增加碳汇则主要采用固碳技术。

为缓解全球气候变暖趋势,1997年12月由149个国家和地区的代表在日本京都通过了《京都议定书》,2005年2月16日在全球正式生效。 由此形成了国际“炭排放权交易制度”(简称“碳汇”)。旨在减少全球温室气体排放的《京都议定书》是一部限制世界各国二氧化碳排放量的国际法案。它规定,所有发达国家在2008年到2012年间必须将温室气体的排放量比1990年削减5.2%。同时规定,包括中国和印度在内的发展中国家可自愿制定削减排放量目标。

 

中国发布首个“碳汇城市”指标体系

碳汇城市 科技世界网


2015年6月8日,中国绿色碳汇基金会正式发布首个《碳汇城市指标体系》,并公布了首批碳汇城市名单。河北省张家口市崇礼县和浙江省温州市泰顺县成为全国首批碳汇城市。全国首个《碳汇城市指标体系》以定量指标为主,定量与定性指标相结合为原则,确定了管理考核指标和量化考核指标。

据国家林业局气候办、中国绿色碳汇基金会副理事长兼秘书长李怒云介绍,管理考核指标分为:组织管理与制度建设、城市建设与经济发展、森林经营与绿化发展、城市碳汇/源管理、宣传教育与文化建设等5个方面;量化考核指标包括:人均林业碳汇指数、人均二氧化碳排放指数、人均碳汇/碳源比等指标。


中国绿色碳汇基金会 科技世界网


该指标体系不仅强调森林植被恢复、保护和科学经营、增加碳汇、减少碳排放,还考虑诸多生态文明建设内容。三是设置了创新的指标。由于碳汇涉及农林业、土地利用变化、湿地保护等内容,而碳源涉及能源排放、城市废弃物包括垃圾处理、建筑材料和施工排放等,以及国家的统计指标不够完善等诸多因素,该体系设置了“汇/源”比,作为一项重要指标,分平原、丘陵、山区、半山区等不同地貌进行测算。碳汇/碳源比要达到40%-60%,才是合格。

根据《碳汇城市指标体系》,经过第三方机构独立评估、审核,河北省张家口市崇礼县和浙江省温州市泰顺县均达到碳汇城市的合格标准。中国绿色碳汇基金会授予这两个县“碳汇城市”称号。原林业部副部长、中国绿色碳化基金会理事长刘于鹤,国家发展改革委国家战略研究中心处长张志强为全国首批碳汇城市崇礼县和泰顺县授牌。

刘于鹤指出,授牌的两个碳汇城市,无疑也是为中国乃至全球温室气体减排做出贡献的城市。这些城市生产了丰富的生态产品,但是经济相对欠发达,甚至是国家级贫困县。

碳汇城市 科技世界网


如何将全社会无偿享受这些生态产品变成有偿使用,我们希望碳汇城市这张新名片,可以助力他们的生态产品实现其价值。目前,张家口市崇礼县正值申办2022年冬奥会的关键时期,我们授予崇礼县“碳汇城市”称号的同时,还将与崇礼县人民政府签署战略合作协议,共同建设崇礼生态修复国际示范区,并推动以林也碳汇为主的生态产品交易,发展碳汇林业。

据悉,为贯彻国家应对气候变化战略部署,推进城市低碳转型,积极采取措施减缓和适应气候变化,特别是促进那些森林覆盖率高、生态服务功能强、工业不发达、温室气体排放少的地区适应气候变化,推动当地经济发展,中国绿色碳汇基金会于2012年初委托北京林业大学组织专家团队,经过一年多的研究,借鉴了国内外低碳城市标准、国家森林、园林城市标准、全国环境优美乡镇考核标准、国家级生态县建设指标等生态文明建设标准和指标,编制了碳汇城市指标体系,并与2013年2月通过专家评审。之后又在南北方选择了有代表性的四个城市开展了试点测试。在试点测试的基础上,专家团队对碳汇城市指标体系开展了两年的修改完善,正式发布。

 

森林碳汇是不可忽略的“减排大户”

森林碳汇 科技世界网


雾霾 、二 氧 化 碳 、PM2.5……如今,这些词汇充斥着我们的生活,这些有毒物质让我们无处可逃。减少有害气体排放无疑是遏制大气污染最有效的方法,但让每个人都不开车、每个企业不排污并不现实。其实,相对于减少碳排放,增加碳补偿是更加简单、切实际的“减排”方法。

森林中的植物通过光合作用吸收二氧化碳、放出氧气,从而把大气中的二氧化碳固定在植被和土壤中,称为“森林碳汇”,而森林碳汇是实实在在地吸碳和减排。

森林碳汇 科技世界网


林业碳汇是目前应对气候变化最经济、最现实的手段,也是国际社会公认的有效途径。通过技术改造实行减排二氧化碳,每吨的成本一般约100美元;而通过林业碳汇,每吨的成本大概只有10美元。

当然,不同树木对二氧化碳的吸收和固定能力是不同的。据悉,常绿、阔叶树碳汇能力最强,而乔、灌相结合的森林配置是最佳的滞尘模式。将乔木与灌木配合种植可使绿地滞尘效果优于单一树种。

乔木树冠距地面高度较大,配合种植灌木可减小绿地疏透度,从而增加绿地单位面积立体绿量,增强绿地滞尘效果。同时,受风力和枝叶摆动影响从乔木叶表面脱落的颗粒物可被灌木再次滞留。另外,灌木对道路两旁行人与车辆造成的高度较低的扬尘有更好的捕集作用。因此,二者相结合滞尘效果优于单一生活型植物。此外,适当引入常绿树种,可保证绿地在秋冬与初春时的滞尘效果。

 

相关新闻:

消失的二氧化碳去哪了?中国科学家揭开“碳黑洞”之谜

我国率先提渔业碳汇概念并倡导低碳渔业

发展碳汇渔业 抢占蓝色低碳经济的技术高地