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应对全球气候变化 地质科学积极响应

2010-04-21      来源:中国国土资源报     作者:刘振国 刘照 周飞飞
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    揭秘地球最大的碳汇

    ——访中国地质调查局高级工程师奚小环

    中国地质调查局教授级高级工程师奚小环十分关注土壤有机碳储量研究,并带领研究团队创造了一套精密准确的计算方法,为我国土壤碳库计算和研究提供了系统的基础资料。本报记者近日专访了奚小环,请他揭秘“土壤”这个全球最大碳汇。

    记者:请您先解释一下什么是土壤有机碳储量?

    奚小环:简单地说,土壤有机碳储量就是指一定面积和深度土体中有机碳的总量,就好比某个多金属矿床有多少铜储量一样。通常提到土壤有机质,人们主要想到的是土壤肥力,并没有与全球气候变化相联系。实际上,土壤是陆地表层系统参与全球碳循环和全球气候变化的巨大碳储库。土壤有机碳储量的计算单位一般用t(吨)、Mt或Tg(百万吨)、Pg(十亿吨)等表示。有研究者估算,陆地土壤碳储量约为1200Pg~2500Pg,是大气碳库的两倍。有研究者还认为,全球土壤有机碳的10%转化为二氧化碳,其数量就会超过30年来人类二氧化碳的总排放量。

    简言之,土壤碳库是地球系统处于活跃状态的最大碳汇,也是温室气体的主要碳源。土壤的巨大碳容量和天然固碳作用,能够最有效地减缓碳释放。因此,准确测定土壤碳储量、研究土壤碳循环已经成为科学界关注的焦点问题。

    记者:我国什么时候开始土壤有机碳储量的研究?进展如何?

    奚小环:多年来,我国科学界主要采用土壤类型法、植被类型法或模型法等计算土壤碳储量,取得了积极进展。但是,由于土壤类型复杂,变化多样,不确定因素多,数据误差较大,科学家们对以往研究结果并不满意。从1999年起,凭借国家公益性地质工作的巨大优势,国土资源部中国地调局开始实施全国多目标区域地球化学调查,对全国各类土壤进行取样分析,获得了高密度和高精度的土壤有机碳和全碳数据资料,为准确系统地计算土壤碳库和研究碳密度分布特征及时空演变提供了重要条件。

    记者:您曾经提到过,我国平均土壤有机碳储量为每平方公里15339吨,这是我国首创的土壤碳储量计算方法。您具体通过什么方法,经过哪些工作得出的这一数据?

    奚小环:在去年的香山科学会议学术讨论会上,我是基于全国多目标区域地球化学调查成果介绍土壤有机碳储量研究进展时提出的这一数据。

    首先介绍一个概念:单位土壤碳量。它表示单位面积为4 平方公里范围内一定深度土体中的碳量。以单位土壤碳量为计算单元,我们通过任意分类方式对土壤进行面积求和后取得土壤碳储量,也可以称为实测碳储量,不再是推算。同时单位土壤碳量具有确切的地理坐标位置,能够按照土壤类型、土地利用方式及生态系统等各种分类系统研究土壤有机碳分布和分配特征。目前,我国多目标区域地球化学调查已经完成160万平方公里。全国共计采集样品200万件以上,共分析组合样品约60万件,取得了大量精确数据,为我国土壤碳库计算和研究提供了系统的基础资料。通过在全国多目标区域地球化学调查范围按照面积加权平均计算,推算出土壤3种深度的平均碳密度为:0~0.2米为3186吨/平方公里,0~1.0米为11646 吨/平方公里,0~1.8米为15339吨/平方公里。

    记者:我国不同地区的土壤碳储量对土地保护、利用、管理和耕种有何启示?

    奚小环:我们最近研究了东北平原土壤有机碳的时空分布和变化规律,结果令人忧虑。随着纬度带上升,东北平原从北部黑龙江、中部吉林到南部辽宁,逐渐由寒温带、向温带和暖温带过渡,土壤有机碳的分布变化较大,表层土壤碳密度由每平方公里3862吨下降到2284吨,这表明不同气候带及开发水平会导致土壤有机碳的变化。与第二次土壤普查比较,近20年期间,东北平原表层土壤有机碳有一定幅度降低,这表明东北平原土壤有机碳流失,土地质量和生态状况不容乐观,这与二氧化碳释放有关,也与气候侵蚀作用和水土流失有重要关系。

    记者:国土资源部门在土壤碳储量研究中能发挥什么作用?您下一步的研究计划、目标是什么?

    奚小环:长期以来,中国科学院、农业部、林业部等部门的专家学者都在进行卓有成效的研究工作。国土资源部在这一领域具有基础地质调查、高精度测试、巨量数据平台及地学理论研究等优势。我们以多目标区域地球化学调查为基础,采用单位土壤碳量方法计算土壤碳储量,开展了大量工作。这项工作涉及的地理环境和地貌景观之广泛,涵盖各种土壤类型、生态系统和土地利用方式等多项调查,需要有驾驭巨量信息资料的能力和智力。国土资源部门应充分发挥自身优势,联合各有关部门共同攻关,下一步要在以下重大问题和研究方向上下功夫:一是土壤有机碳储量分布与影响因素,二是土壤碳循环与全球变化,三是土地利用方式及不同生态系统对土壤碳影响特征和机制,四是土壤碳汇潜力与固碳机理,五是土壤固碳工程技术及土壤碳科学利用和管护,六是土壤碳变化监测网络与土壤碳源、碳汇变化趋势预测模型。

    我国向世界承诺到2020年将在2005年基础上碳减排40%~45%。这关系到我国经济发展方式转型,还关系到耕地利用和保护。我们要采取有力措施保护土地生态环境,增强土壤有机质和加大土壤固碳作用,争取实现污染减排、农业增产、环境净化和沙化防治的“多赢”局面。

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