区域生态保护修复碳汇潜力评估方法与应用——基于第一批山水林田湖草生态保护修复工程的研究

山水林田湖草生态保护修复工程是生态系统恢复的有效措施,借助生态保护与修复提升生态系统固碳潜力,无疑是土地利用碳减排的新路径。基于山水林田湖草沙综合整治视角,从生态系统的格局和质量两个方面评估了第一批山水林田湖草生态保护修复工程的实施效果,并借助InVEST模型定量化地分析了工程实施前后的生态系统碳汇能力。结果如下：(1)山水林田湖草生态保护修复试点工程加速了各类生态系统间的相互转化,主要表现为城镇生态系统的增加、农田生态系统的减少;工程区植被覆盖度整体提高,NDVI值平均水平不断上升、高值区逐步扩大,劣质、低质生态系统改造成果显著,陆地生态系统质量有效提升。(2)试点区生态系统碳汇能力和潜力得到有效改善,工程累积增加碳汇面积22.68%,其中工程实施前期增加碳汇面积18.06%,中后期增加面积4.62%;工程实施后2018年碳汇总量增加32.74 Tg, 2020年碳汇总量增加31.28 Tg,年均碳汇潜力的提升约1.24%;工程在增加生态系统质与量、碳汇潜力的巩固与提升上具有显著成效。分析结果表明,生态保护修复是实现“双碳”目标的必然选项,这也是生态保护修复在实现“双碳”目标中的基本...     

我国生物试剂产业发展战略思考

现代生物技术已经成为一个新的经济增长点,其增长速度大致在25％～30％,是整个经济增长平均数的8～10倍,成为21世纪的主流经济——生物经济。在发达国家一个显著的特点就是：这些国家的生物科技支撑产业技术很发达并形成强大的规模产业。生物支撑技术产业应包括生物试剂、生物仪器、生物软件、模式实验动物及生物人才五个方面。下面主要就生物支撑技术产业之一——生物试剂作一论述。[编者按]     

我国生物能源产业健康发展的对策思考

居高不下的石油价格引发人们积极寻找石油替代资源．全球气候变暖促使大家减少化石燃料的使用以减排温室气体。利用生物质燃料、化学品和合成材料可以同时达到替代石油资源和减少CO2排放两个目的．因而正在受到全世界的普遍关注。在我国许多地方、不少企业也都以极高的热情发展生物能源产业．其目的不仅在于替代石油资源和减排CO2,还希望开发新的经济增长点。     

我国生物试剂产业发展战略思考

现代生物技术已经成为一个新的经济增长点,其增长速度大致在25％～30％,是整个经济增长平均数的8～10倍,成为21世纪的主流经济——生物经济。在发达国家一个显著的特点就是：这些国家的生物科技支撑产业技术很发达并形成强大的规模产业。生物支撑技术产业应包括生物试剂、生物仪器、生物软件、模式实验动物及生物人才五个方面。下面主要就生物支撑技术产业之一——生物试剂作一论述。     

生态退耕与植被演替的时空格局

综述了多重尺度上生态退耕的时空格局及其对植被演替时空变异影响的研究进展,提出了生态退耕与植被演替的时空格局研究方向.在自然和人文等因子的驱动下,全球兴起了生态退耕的热潮,生态退耕类型正在由人工恢复为主向自然弃耕为主发展.尽管国内外很多学者开始关注不同尺度上生态退耕的时空格局及其影响因子,但是生态退耕的时空变异性研究仍然比较薄弱,尤其缺乏多重尺度上生态退耕时空格局及其驱动因子的综合研究,在很大程度上限制了研究结果外推.研究表明,受到多因子的综合影响,生态退耕后植被演替呈现出复杂多样的时空变化特征;退耕植被演替研究从植物群落结构特征分析为主向群落功能分析发展,从传统的演替过程规律分析转向退耕植被演替的时空变异性分析;相对来说,生态退耕后植被演替的时空分异、影响因子和机制方面的研究比较薄弱.加强多重尺度上生态退耕时空格局与植被演替时空变异的综合研究是将来的研究重点.     

区域生态恢复规划及其关键问题

生态恢复是一项长期的根本性生态建设措施,需要有区域性整体规划与长期维持的具体安排。目前,区域生态恢复规划却未受到足够的关注。重点讨论了区域生态恢复规划的内涵、理论基础、规划原则及关键问题,这些问题的探讨对于提升生态恢复效率,增强生态恢复的科学性具有重要意义。区域生态恢复规划从宏观整体性的角度对区域内所实施的生态恢复工程进行统筹规划,对区域内实施的具体恢复规划具有指导意义。区域生态恢复以不同生态功能区的主导生态功能为恢复目标。在退化生态系统诊断的基础上,确定在哪里恢复。通过局地恢复治理与区域调控相结合的恢复策略,实现生态链与产业链的结合,其本质则是实现生态建设与社会经济的协调发展。     

黑龙江省森林碳汇及其经济价值的变化分析与潜力预测

碳中和愿景下,量化森林碳汇有利于制定森林碳战略和碳交易机制,提升应对气候变化的抗御力,对守卫国家生态安全、实现碳中和目标和减缓全球变暖具有重要意义。本文基于国家森林清查数据,利用生物量转换因子连续函数法和碳税法,分析黑龙江省1999—2018年森林碳储量、碳汇量及其经济价值的变化趋势,并结合GM(1,1)模型对黑龙江省乔木林的碳储量进行预测,从而得到碳达峰目标年的碳汇量和碳汇经济价值的预估值。结果表明：黑龙江森林碳储量由1999—2003年6.96×10¹¹ kg增至2014—2018年的9.14×10¹¹ kg。其中乔木林碳储量占黑龙江省森林碳储量的99.51%～99.65%;1999—2018年黑龙江省乔木林的碳汇量整体呈上升趋势,由2004—2008年的1.68×10¹⁰ kg·a^-1增至2014—2018年的1.76×10¹⁰ kg·a^-1,碳汇经济价值受汇率的变化呈下降趋势,由2004—2008年的2.06×10⁹元·a     

退耕区域生态系统服务作用关系尺度效应及分异机制——以安塞区为例

生态系统服务的形成依赖于一定时空尺度上的生态过程。因此,探究生态系统服务在不同空间尺度的特征、关联和效应对于丰富生态系统服务的可持续管理具有重要的理论价值和实践意义。以典型退耕县域安塞区作为研究对象,基于生态模型定量评估了6项重要的生态系统服务,采用相关系数法、双变量空间自相关以及地理探测器揭示了不同空间尺度上生态系统服务作用关系的尺度效应及分异机制。研究结果显示：(1)退耕区域内,生态系统服务之间以协同关系为主,其中调节服务与支持服务的协同关系最强(|r|≥0.5),而权衡关系发生在文化服务与其他服务之间。从时间序列来看,调节服务与支持服务的作用关系较为稳定,在研究期间保持为协同关系,且协同度在退耕还林后有所提升;(2)生态系统服务作用关系的空间尺度效应主要表现在作用关系的方向变化与空间显著性的差异。在网格尺度中,生态系统服务之间的关系较为稳健,作用方向的变化主要发生在网格尺度与行政单元之间,且随研究尺度的加大,服务之间作用关系的空间显著性降低;(3)生态系统服务的权衡与协同是自然因子和社会因子共同作用的结果。退耕区人类活动干扰较小,自然因子的解释力(q均值0.1507)高于社会因子...     

我国生物能源产业健康发展的对策思考

居高不下的石油价格引发人们积极寻找石油替代资源．全球气候变暖促使大家减少化石燃料的使用以减排温室气体。利用生物质燃料、化学品和合成材料可以同时达到替代石油资源和减少CO2排放两个目的．因而正在受到全世界的普遍关注。在我国许多地方、不少企业也都以极高的热情发展生物能源产业．其目的不仅在于替代石油资源和减排CO2,还希望开发新的经济增长点。     

自主创新 促进我国生物医药产业的健康发展

生物医药产业这一蓬勃发展的高科技产业．将成为我国21世纪的支柱产业和新的经济增长点之一。当前我国的生物医药产业面临着严峻的局面,国内经过GMP认证的4000多家医药企业,普遍缺乏自主知识产权产品,企业产品趋同．在国内市场恶性竞争,利润微薄,又无力进入国际市场。那么,如何在这种形势下,提高我们的自主创新能力,抓住机遇,寻求发展呢？北京医药集团有限责任公司董事长卫华诚先生的一席谈话给了我们启迪。     

贵州省退耕还林还草潜在碳汇效益评估

作为我国的一项重要生态工程,退耕还林不仅有利于生态保护,对提升森林碳汇功能、实现碳中和目标也具有重要意义。以退耕还林的碳汇效益为目标,对贵州省退耕还林的潜在碳汇效益进行评估,在对耕地条件及退耕还林还草目标进行分析的基础上,根据坡度、石漠化程度和土壤重金属污染等退耕要求确定出需要退耕的区域;采用随机森林分类算法对地形、气候、土壤等影响植被生长的关键因子进行分类,进而对退耕地的宜林宜草宜灌适宜性进行评价,根据评价结果对贵州省的主要植被类型碳汇因子进行修正,得到不同植被的固碳率并据此对退耕还林工程的碳汇潜力进行评估。结果显示：(1)贵州省现有25°以上陡坡耕地82.5万hm²,重要水源地15—25°坡耕地7.9万hm²,严重石漠化耕地25.1万hm²,受重金属镉、铅、锌严重污染的耕地分别为9.3万hm²、21.7万hm²和6.9万hm²;(2)降雨量、海拔和≥10℃积温是影响植被生长的3个重要自然因子,131.9万hm²待退耕地中,宜林、宜...     

中国西北干旱区植被碳汇估算及其时空格局

通过修正的CASA模型估算2001—2012年间西北干旱区陆地生态系统的净第一性生产力(NPP),并结合土壤微生物呼吸方程,计算出12a的净生态系统生产力(NEP),分析了植被碳汇的时空变化规律。结果表明:研究区的NPP表现出很强的随季节变化的规律,全年7月份NPP为最高值,12月为最低值,12年间NPP的年均值变化不大。2001—2012年研究区的植被碳汇在波动变化中有所增加,其中2006年的碳汇平均值最小,为609.04 g C m~(-2)a~(-1),2012年最大,为648.02 g C m~(-2)a~(-1);年内碳汇的最大值主要出现在5—7月;碳汇能力由大到小的植被类型为针叶林农田灌丛阔叶林草原荒漠草原。研究区多年平均碳汇量呈现自西向东逐渐增加的规律,西辽河流域草原区的NPP和碳汇平均值最大,塔里木盆地暖温带荒漠区最小。     

江西省森林碳蓄积过程及碳源/汇的时空格局

森林碳蓄积是研究森林与大气碳交换以及估算森林吸收或排放含碳气体的关键参数,不同年龄森林的碳源/汇功能差异则体现出森林生态系统碳蓄积过程的时间特征。以森林资源清查的样方数据作为数据源,通过刻画主要树种的林分蓄积生长曲线、林龄与净初级生产力(NPP)之间的关系,驱动区域碳收支模型(InTEC)模拟江西省1950—2008年的森林碳蓄积过程,了解山江湖工程实施以来的森林碳源/汇状况。结果表明,20世纪80年代以前,江西省森林年平均NPP波动于450—813 gCm-2a-1之间,年净增生物量碳26.55—36.23 TgC/a,年净增木质林产品碳0.01—0.3 TgC/a;80年代初,NPP和年净增生物量碳分别降至307.39 gC m-2a-1和17.31 TgC/a,而年净增木质林产品碳却高达0.6 TgC/a,说明森林被大量砍伐进入林产品碳库;1985年山江湖工程实施后,大面积造林使得年净增碳蓄积呈现急剧上升趋势,生物量和木质林产品碳蓄积分别上升至目前的42.37 TgC/a和0.79 TgC/a,而平均NPP值增加缓慢、碳汇功能降低,说明林分质量有待提高;90年代后碳汇功能开始稳步增强,说明造林面积的迅速增加是引起江西省森林碳增汇的主要驱动因素,但未来森林增汇潜力应源于森林生长和有效的经营管理。     

单细胞原生生物在海洋碳汇研究中的重要性和展望

海洋是地球上最大的碳库,通过对CO~2的固定以及与大气物质和能量的交换,海洋对全球气候的变化起到关键的调控作用。随着全球气候变化的加剧,增加海洋碳汇已经成为应对全球气候变化的热门研究课题和主要途径之一。海洋微型生物在海洋的固碳过程及碳循环中起到关键的作用,对海洋碳汇意义重大。本文综述了一类重要的海洋微型生物——单细胞原生生物在海洋碳汇研究中的重要性,分析了其中的代表——网粘菌门(Labyrintholomycota)原生生物在海洋碳循环和次级生产中的意义,并从清楚地认识海洋碳汇的过程和机制方面,提出未来该领域急需解决的科学问题和可能的研究方案,为丰富海洋碳汇研究的生物学基础提供理论依据。     

中国淡水渔业碳汇强度估算

【背景】碳汇是指从大气中消除二氧化碳的过程、活动或机制,我国最先提出碳汇渔业概念。【方法】捕捞鱼类的碳均来自天然饵料,故以其平均碳含量估算碳移出量。而养殖鱼类中,一般假定不考虑施肥养鱼的碳输入;鲢和鳙是滤食性鱼类,主要摄食浮游生物,鳜属鱼类以其他种鱼类为食物,而这些鱼类主要摄食天然饵料,故可以认为其碳均来自天然饵料。此外,假设草鱼、鲫和鲤等产量的20%来自天然饵料,而河蟹产量的50%来自天然饵料。基于渔业统计年鉴(2011—2015年),估算了我国近5年来淡水渔业碳汇强度。【结果】2010—2014年,全国淡水养殖碳移出量逐年稳步增长,分别为136.2万、140.5万、146.0万、153.0万和164.5万t,平均每年的碳移出量为148.0万t。2010—2014年全国淡水捕捞碳移出量分别为29.3万、28.7万、29.6万、29.7万和29.6万t,平均每年的碳移出量为29.4万t。【结论与意义】在自然资源日益减少的情况下,淡水养殖渔业碳汇的发展必然会成为淡水渔业经济发展的主体。     

Dominant regions and drivers of the variability of the global land carbon sink across timescales

Net biome productivity (NBP) dominates the observed large variation of atmospheric CO₂ annual increase over the last five decades. However, the dominant regions controlling inter‐annual to multi‐decadal variability of global NBP are still controversial (semi‐arid regions vs. temperate or tropical forests). By developing a theory for partitioning the variance of NBP into the contributions of net primary production (NPP) and heterotrophic respiration (R_h) at different timescales, and using both observation‐based atmospheric CO₂ inversion product and the outputs of 10 process‐based terrestrial ecosystem models forced by 110‐year observational climate, we tried to reconcile the controversy by showing that semi‐arid lands dominate the variability of global NBP at inter‐annual (<10 years) and tropical forests dominate at multi‐decadal scales (>30 years). Results further indicate that global NBP variability is dominated by the NPP component at inter‐annual timescales, and is progressively controlled by R_h with increasing timescale. Multi‐decadal NBP variations of tropical rainforests are modulated by the Pacific Decadal Oscillation (PDO) through its significant influences on both temperature and precipitation. This study calls for long‐term observations for the decadal or longer fluctuations in carbon fluxes to gain insights on the future evolution of global NBP, particularly in the tropical forests that dominate the decadal variability of land carbon uptake and are more effective for climate mitigation.     

增汇型气候保护的经济影响模拟分析

目前,将增汇作为气候保护的手段已在世界上引起了广泛重视。那么,增汇的经济可行性如何呢?我们认为,在经济发展的前提下,这个问题需要在宏观经济一般均衡的框架内进行讨论。针对这个问题,本文提出了对增汇型气候保护的经济影响进行评估的技术路线,建立了动态宏观经济分析模型进行模拟分析,得到了一些有意义的结论。