专访中科院大气所碳中和中心主任刘毅：实现碳中和不应只关注减排

中关村论坛碳达峰碳中和科技论坛于9月26日举行，论坛演讲嘉宾中科院大气所碳中和中心主任刘毅在接受新京报记者专访时表示，实现碳中和路径不应只关注减排措施，也要考虑人为与自然碳汇协调发展。他建议，将“天空地一体化”观测和地球系统预测结合，综合规划碳中和路径。

谈研究：我国陆地生态系统年均吸收人为碳排放的45%

新京报：之前你的团队在《自然》发表了有关我国陆地生态系统固碳能力的研究成果，我国陆地生态系统固碳能力如何？

刘毅：大气中二氧化碳浓度是人为化石燃料排放与陆地、海洋生态系统吸收两者平衡的结果。《巴黎协定》提出，自2023年起，每五年盘点各国的实际行动在减缓气候变化中的贡献。生态系统吸收二氧化碳的固碳对“中和”碳排放贡献巨大。

我们利用中国气象局温室气体观测本底站碳监测数据、国家林草局森林普查数据、美国与日本碳监测卫星以及生态系统全球遥感数据，结合爱丁堡大学国际先进的碳同化模型，采用“天空地一体化”新方法进行研究。

研究发现，我国陆地生态系统固碳能力巨大，但在以往研究中被严重低估。2010年至2016年，我国陆地生态系统年均吸收约11.1亿吨碳，吸收了同时期人为碳排放的45%，这是之前研究结果的3倍。

具体来说，我国西南地区固碳贡献最大，每年创造3.5亿吨碳汇，占全国陆地碳汇的31.5%。同时，东北地区在夏季也有很强的碳汇创造能力，每年平均创造0.5亿吨碳汇，占全国的4.5%。这也是我国近40年来恢复天然森林植被、加强人工林培育的巨大投入取得的成果。

新京报：与以往相比，此次的“天空地一体化”研究方法有何不同？

刘毅：国际常用的碳汇研究方法有两种，以往采取的是自下而上的实地测量，需要在样地内进行实地观测、测量，估算出森林、沼泽、草地等不同土地类型的碳排放量和吸收量。这种收集碳汇数据的方法好处是测量准确、过程清楚，但工作量大，有的地方会遗漏，因为不可能把山林中的每棵树都测量到。

还有一种方法是通过碳卫星测量大气浓度。碳卫星上搭载高光谱二氧化碳监测仪、多谱段云与气溶胶探测仪等主要载荷，观测数据再经过地面处理生成大气氧气和二氧化碳吸收光谱图。

卫星105分钟绕地球转一圈儿，可以实现全球的覆盖，全球都可以采用卫星进行观测，有统一的标准。因此，用卫星探测加地面探测结合，即“天空地一体化”观测，是国际上正在兴起、即将大规模推开的观测评估方式。

需要说明的是，卫星探测二氧化碳浓度的精度要比探测气溶胶的精度高一至两个数量级，探测气溶胶精度达到15%就够了，但二氧化碳要达到0.5%。因为如果精度不高，和地面探测相比就没有优势。由于第一代卫星主要用于提高精度，因此覆盖率比较低，大概每天只能覆盖地表的1%-2%，所以数据较少。一颗卫星覆盖宽度为10-18公里，如果覆盖宽度增加20倍变成300公里左右，那么六颗卫星就可以形成效果非常好的全球覆盖，可以比较准确算出人类排放和生态系统吸收量。

新京报：我国陆地生态系统碳汇能力还有进一步提升的潜力吗？

刘毅：应该说有一定的潜力，一方面要扩大树木种植面积，同时要扩大单位面积的固碳量。树木和人一样有生命周期，所以要通过管理使它的固碳能力得以持续。

谈碳中和研究：要考虑自然碳汇的动态变化

新京报：我国2060年实现碳中和的目标，面临的最大的挑战是什么？

刘毅：我认为，目前最大的挑战在于社会和科学界对二氧化碳和各圈层耦合作用的复杂程度认识不足。目前大家更多瞄准的是人为减排措施，往往忽略了地球系统本身的动态变化，碳循环关乎四大圈层：人类圈、生物圈、海洋圈和岩石圈。自然的碳汇变化也是非常大的。如果只讲人为减排，是不完整的。

二氧化碳在全球从地面到20千米高空都有分布，随着大气传输得比较快，但是二氧化碳本身寿命并没有那么长，海洋和树木在吸收二氧化碳。然而另一方面，生态系统吸收二氧化碳的量是高度动态变化的，如果海洋吸收二氧化碳过多就会酸化。地球系统是非常复杂的，可能人类在大量铺设太阳能板的过程中，地表的能量平衡变了，大气也因此受到影响。

新京报：要如何应对这种挑战？

刘毅：我认为，要把生态系统碳汇能力、大气环流中二氧化碳的传播、海洋固态的内在的变化规律弄清楚、预测出来。目前，大气所研发的地球系统模式，能够模拟大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈的演变规律，对地球的过去进行反演、对现在进行观察、对未来进行预测。

应该先用“天空地一体化”的观测，对人类活动和自然过程进行全方位的诊断，再把这些数据输入地球模拟器中，进行计算。在验证观测数据有效的基础上，再去做碳中和路径的预测，并做综合路径的规划。

新京报：中科院大气所碳中和中心去年成立后，开展了哪些研究工作？

刘毅：我们考虑，做碳中和研究的一个目的就是要支持国家经济结构转型和科技进步，中心接待了国内多个省市和企业领导来访，介绍双碳的科学方法体系和合作应用前景。山东省有新旧动能转换的迫切需求。中心成立后，我们跟济南市政府建立了新型的研发机构，叫齐鲁碳中和研究院，用我们的力量帮助济南研发一些新型的仪器、好的模型，聚集人才。

另外，我们要用好碳卫星，不仅要算准自己国家排放量和固碳量，还要把其他国家也要算得准，为气候变化提供支撑。

文章来源：新京报