碳循環：利用綠色技術可降低碳排放和增加碳匯

眾所周知，碳是地球系統的重要組成元素。碳在地球系統各部分之間的轉移過程就是碳循環。含碳量約占地球上碳總量99.9%的兩個最大碳庫巖石圈和化石燃料，其碳活動緩慢并起著貯存庫的作用。容量小而活躍的大氣圈、水圈和生物圈的碳在生物和無機環境之間迅速交換，并起著交換庫的作用。在大氣中，CO2是含碳的主要氣體，也是碳參與物質循環的主要形式。

森林是碳的主要吸收者，又是生物庫中碳的主要貯存者。海洋是最大的碳庫，它與大氣碳交換主要發生在海洋表面。碳的地球化學循環控制了碳在地表或近地表的沉積物和大氣、生物圈及海洋之間的遷移。在碳的生物循環中,大氣中的二氧化碳被植物吸收后,通過光合作用轉變成有機物質，然后通過生物呼吸作用和細菌分解作用又從有機物質轉換為二氧化碳而進入大氣。

現在，碳循環正在成為氣候、能源與環境研究的一項核心問題，其中一個重點，是人類活動對碳循環的影響。人類在利用化石燃料的過程中，以及在把森林、草地改變成為農田和城市等土地利用過程中，使大量有機碳以CO2形式排放到大氣,增強了大氣溫室效應，改變了陸地與大氣之間的物質和能量的平衡，從而導致氣候的改變。氣候變化可能為人類及生態系統帶來許多不利影響，例如極端天氣事件增加、冰川消融、永久凍土層融化、珊瑚礁死亡、海平面上升、生態系統改變、旱澇災害增加、致命熱浪等等?；剂先紵c土地利用變化加速了大氣CO2濃度的升高，其中有多少碳會留在大氣中呢？研究發現，海洋與陸地上的碳匯（包括森林、土壤、海洋生物等）吸收了近一半化石燃料燃燒所釋放的碳排放。但是，這種碳吸收和儲存機制隨著未來人類活動和氣候的變化將會發生怎樣的改變？這樣的變化又將對氣候與人類活動將產生怎樣的反饋作用？人們已確認這些是需要關注的重大科學問題，然而我們知之甚少。

隨著科學研究的深入和社會發展對科學研究的需要，碳循環研究已逐漸從人類CO2排放到海洋與陸地全球分布的這些基本問題，轉變為確定區域碳收支以及在氣候變化與人類活動影響下將會發生怎樣的變化。溫室氣體排放和氣候變化既是與地球碳循環緊密聯系的科學問題,也與全球可持續發展及每一個國家減排的國際義務密切相關。 本+文+內.容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com

中國作為發展中國家需要發展經濟改善民生，同時也需要利用綠色技術降低碳排放和增加碳匯。為此，中國科學院開展了戰略性先導科技專項“應對氣候變化的碳收支認證及相關問題”課題研究。研究內容涉及許多前沿內容，包括：研究我國能源利用的碳氧化因子和單位燃料含碳量并構建碳排放數據庫；建立以衛星遙感、空中監測與地面網絡監測和大氣模式系統相結合的大氣碳濃度和陸地碳收支監測系統；研發全物理短波紅外反演算法和衛星儀器指標的模擬分析系統；闡述我國陸地碳庫現有總量、生態系統固碳速率和潛力、我國重大生態工程已固碳量、增加碳匯的技術體系；分析國際碳貿易市場機制及其對我國的可能影響，提出建立我國碳交易市場體系、增匯技術和經濟政策與碳管理體制等相關問題的政策建議與技術支撐體系，預測我國未來碳排放軌跡，提出我國未來碳減排的路線圖。課題組將研究的成果在“國際二氧化碳大會”上宣讀，與國際科學界進行了交流，并引起與會者廣泛關注。

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隨著中國經濟的增長和發展，中國的人均碳排放已是美國的1/2左右，與歐盟國家人均碳排放越來越接近。因為中國人口基數很大，所以我國總排放量居全球前列。減少碳排放與全球可持續發展密切相關，為此需要通過科技創新提高能源效率和優化能源結構，依靠技術創新和政策措施，建立一種限制、減少溫室氣體排放的經濟發展模式。例如，以物質封閉循環為特征，把經濟活動重組成為“低開采—高利用—低排放”的資源循環利用模式，促進循環經濟的發展。將低碳經濟進循環經濟理論相結合，走低碳循環經濟的路子，在減少溫室氣體排放的基礎上實現資源的高利用，使經濟發展不傷害到環境，實現經濟發展與環境保護的完美統一。盡管我國已進行了很多探索，也取得了很大進展，不過依然任重道遠。 本文+內-容-來-自；中^國_碳+排.放_交^易=網 t a n pa ifa ng .c om

為了給國家應對氣候變化行動提供強有力的科學支撐，許多基礎研究和應用研究需要盡快開展。對于大氣研究來說，需要更多的站點觀測，包括同位素測量如碳13、碳14和其他一些用來鑒定溫室氣體源的化合物。海洋是最大的碳匯，也是大氣CO2的主要源和匯，需要更長時間尺度的模擬和觀測。近海和淺海的研究也需要與海洋聯系起來。針對陸地和海洋，我們必須更好地識別氣候管理和碳循環的研究之間的相互作用，努力區分自然變化作用和人類活動信號。另外，碳循環研究和生態系統管理研究之間需要加強合作。

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在當前快速城市化過程的情況下，高排放國家需要找到的“氣候智能型發展”的途徑。需要注意的是，城市地區有一些碳排放熱點，而到目前為止沒有充分納入碳源匯研究中，因而城市溫室氣體收支的不確定性需要更多的關注與思考。面對現在已經存在的城市化和特大城市，包括城市化的進一步發展，非常需要把城市環境集成到碳循環的定量化研究中。
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