應(yīng)對(duì)氣候變化的碳收支認(rèn)證及相關(guān)問題*

呂達(dá)仁 丁仲禮

（1中國科學(xué)院大氣物理研究所 北京 100029 2中國科學(xué)院 北京 100864）

1 引言：國家戰(zhàn)略需求分析和專項(xiàng)的建立

應(yīng)對(duì)以全球變暖為核心內(nèi)容的氣候變化，采取以減少CO2等溫室氣體排放從而抑制大氣中CO2等溫室氣體濃度持續(xù)增加為主要目標(biāo)的全球性行動(dòng)與各國減排責(zé)任的國際談判已經(jīng)成為我國作為發(fā)展中大國面臨的重大問題與難題。我國作為全球溫室氣體的最大排放國，面臨著巨大的國際減排壓力。而我國正處于完成工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的關(guān)鍵階段，需要不斷提高我國人民生活水平，這一本質(zhì)需求決定我國在今后相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)能源消耗規(guī)模仍會(huì)有相當(dāng)大的增長，而我國能源的主體——煤的利用也不可能在短時(shí)間內(nèi)有大比例下降。因此我國要積極、主動(dòng)、科學(xué)地承擔(dān)相應(yīng)的減排責(zé)任，同時(shí)也必須走可持續(xù)發(fā)展之路。為此必須在科學(xué)、技術(shù)與相應(yīng)的對(duì)策方面進(jìn)行深入的綜合研究，需要在以下幾方面獲得重大進(jìn)展與突破。

1.1 發(fā)展科學(xué)方法，準(zhǔn)確定量評(píng)估我國溫室氣體排放的現(xiàn)狀

中國人為活動(dòng)排放的溫室氣體實(shí)際數(shù)量究竟有多少，與當(dāng)前國際談判中認(rèn)定的我國排放量是否一致，差距有多大，原因是什么，用什么定量認(rèn)證方法能科學(xué)有效而又先進(jìn)地實(shí)現(xiàn)對(duì)我國碳排放（以下用此代表溫室氣體總稱）的監(jiān)測與評(píng)估，這樣的方法在原理、技術(shù)與數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上應(yīng)能與當(dāng)前國際公認(rèn)的方法銜接，這是一個(gè)必須解決的緊迫問題。

與此相關(guān)的實(shí)際情況是，我國一次能源的利用效率由于生產(chǎn)技術(shù)總體還不夠先進(jìn)，平均而言離先進(jìn)設(shè)備的效率有相當(dāng)距離，對(duì)計(jì)量能源消耗與碳排放之間關(guān)系的研究很不完整，缺乏發(fā)達(dá)國家多年來基于其本國已開展的統(tǒng)一而科學(xué)的調(diào)研與實(shí)驗(yàn)。缺少我國自己的系統(tǒng)方法與結(jié)果，在國際談判計(jì)量時(shí)往往不得不采用發(fā)達(dá)國家制定的方法與數(shù)據(jù)，其結(jié)果是我國的實(shí)際碳排放值與國際對(duì)我國的認(rèn)定值有相當(dāng)距離，即高估了我國的排放值。建立符合我國能源類型和利用效率的碳排放計(jì)量體系和相應(yīng)的代表性數(shù)據(jù)庫對(duì)我國參與國際談判承擔(dān)減排責(zé)任至關(guān)重要。同時(shí)該項(xiàng)工作也對(duì)提高我國能源利用效率具有重大科學(xué)指導(dǎo)意義。

1.2 定量理解與增強(qiáng)我國生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力

應(yīng)對(duì)氣候變化，減少大氣溫室氣體濃度的另一個(gè)重要途徑是增加地球表層生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣溫室氣體的吸收作用，即生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能。我國領(lǐng)導(dǎo)人承諾以增加森林面積來實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣碳的更多吸收。過去20多年來我國實(shí)施了一系列生態(tài)保護(hù)工程。這些工程在改善和保護(hù)生態(tài)的同時(shí)將繼續(xù)發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能。定量評(píng)估這些生態(tài)工程的固碳潛力與速率是定量表達(dá)我國對(duì)減排做出貢獻(xiàn)的一個(gè)重要方面。為此，必須明確我國主要生態(tài)系統(tǒng)（森林、農(nóng)業(yè)、草地等）究竟有多大的吸收碳潛力，這些生態(tài)系統(tǒng)在過去、現(xiàn)在與未來吸收碳的速率究竟如何，在人工科技干預(yù)下生態(tài)系統(tǒng)碳匯潛力與速率究竟會(huì)有怎樣的變化。同時(shí)還必須明確能否以及如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)改善與增加碳匯3個(gè)目標(biāo)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。這既是我國應(yīng)對(duì)國際談判與承擔(dān)義務(wù)的科技基礎(chǔ)，又是維持經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展必須解決的重大科技問題，是一項(xiàng)既緊迫又長遠(yuǎn)的科技任務(wù)。我國在這方面已有許多工作，但缺乏全國尺度的精細(xì)調(diào)查和分析，缺乏基于統(tǒng)一技術(shù)體系的系統(tǒng)研究。

1.3 建立大氣溫室氣體濃度分布與源匯分布的動(dòng)態(tài)監(jiān)測能力，應(yīng)對(duì)國際核查的發(fā)展努力

有關(guān)氣候變化與碳減排的國際談判的一個(gè)重要基礎(chǔ)要求是定量減排的“三可”（即可測量、可報(bào)告與可核查）。這方面除了國家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)告與常規(guī)調(diào)查外，國際上正著力發(fā)展的系統(tǒng)方法是建立以衛(wèi)星遙感監(jiān)測、地面站網(wǎng)監(jiān)測、陸海表面與空中平臺(tái)流動(dòng)監(jiān)測相結(jié)合的集成監(jiān)測系統(tǒng)[1]，并借助于由大氣化學(xué)輸送模式與地面生態(tài)過程模式所構(gòu)成的同化系統(tǒng)，形成大氣碳濃度與碳源匯的動(dòng)態(tài)監(jiān)測與識(shí)別系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)全球與區(qū)域溫室氣體濃度與源匯分布監(jiān)測[8]。雖然該系統(tǒng)目前尚不成熟，但已成為發(fā)達(dá)國家針對(duì)國際談判目標(biāo)的重要科技手段。我國在這一方面仍處于缺乏準(zhǔn)備與人才的狀況，必須抓緊建立相應(yīng)的科技系統(tǒng)，掌握我國與全球?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)，使我國在未來國際談判中處于平等和主動(dòng)的地位。

1.4 發(fā)展先進(jìn)的氣候系統(tǒng)模式，提升我國在應(yīng)對(duì)氣候變化的科學(xué)話語權(quán)

當(dāng)前關(guān)于減排的國際談判的邏輯依據(jù)是：全球增溫幅度應(yīng)控制在2℃以內(nèi)，2℃增溫對(duì)應(yīng)著大氣溫室氣體濃度值應(yīng)不高于450ppm CO2當(dāng)量?；?℃閾值推測其對(duì)全球環(huán)境、生態(tài)、海平面等綜合負(fù)面影響的評(píng)估，客觀上已成為各國的政治共識(shí)，難以在短期內(nèi)改變。而2℃增溫與450ppm CO2當(dāng)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系則是基于現(xiàn)有參與2007年IPCC評(píng)估報(bào)告的多個(gè)氣候模式預(yù)估的一個(gè)平均結(jié)果，具有相當(dāng)大的不確定性。IPCC報(bào)告指出：當(dāng)前的全球變暖，可主要?dú)w因于人類活動(dòng)碳排放增加的結(jié)果。與此同時(shí)，IPCC報(bào)告也指出，當(dāng)前的氣候系統(tǒng)模式，特別是云-輻射相互作用過程的處理方面尚不完善。云-輻射強(qiáng)迫過程表述的不確定性，使得不同的氣候系統(tǒng)模式對(duì)相同程度的溫室氣體增加的增暖響應(yīng)幅度相差很大，亦即模式對(duì)溫室氣體的敏感度不同。氣溶膠亦是影響模式不確定性的因子之一，特別是在考慮其間接輻射效應(yīng)的時(shí)候；此外動(dòng)態(tài)植被過程及其與氣候的相互作用也是影響模式不確定性的重要因子。中國的氣溶膠性質(zhì)和云-氣候效應(yīng)的關(guān)系，需要我們自己通過氣溶膠濃度和光學(xué)特性的測量來獲得更為準(zhǔn)確的對(duì)其氣候效應(yīng)的認(rèn)識(shí)。關(guān)于未來氣候變化的情景預(yù)估，也應(yīng)該基于我們自主建立的氣候系統(tǒng)模式。這方面研究的緊迫性在于，如果2℃升溫并不與450ppmCO2當(dāng)量對(duì)應(yīng)，則相應(yīng)的減排總量以及減排時(shí)間表均會(huì)有所變動(dòng)，從而使我國在談判中處于更主動(dòng)的地位。在氣候預(yù)估與歸因的研究中，由于模式先進(jìn)性和資料完備性方面的欠缺，我國與發(fā)達(dá)國家相比尚存在差距，國際話語權(quán)不夠。從國家需求出發(fā)，這方面的研究水平與預(yù)估結(jié)果集成上急需有重大提高。

1.5 提供減排國際談判、國際碳貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的政策與決策建議

在應(yīng)對(duì)氣候變化的減排責(zé)任問題上，在定量了解我國碳排放、碳增匯潛力與速率、人工增匯潛力與措施的基礎(chǔ)上，如何針對(duì)國際談判與我國發(fā)展戰(zhàn)略與整體格局，研究碳排放、能源消耗與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，如何建立全球和我國的碳貿(mào)易體系，參與國際規(guī)則的制訂，提出碳匯林業(yè)、農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、近海生態(tài)管理的技術(shù)、政策，也是一個(gè)迫切需要解決的重大發(fā)展問題。

在主動(dòng)理解國家在溫室氣體減排國際談判中的責(zé)任與我國可持續(xù)發(fā)展道路最優(yōu)平衡選擇的基礎(chǔ)上，中科院作為科技國家隊(duì)和國家科學(xué)思想庫主動(dòng)提出組織多學(xué)科大跨度交叉的科技隊(duì)伍，以中科院多個(gè)研究所的科技人員和一部分從事經(jīng)濟(jì)和政策研究的專家，聯(lián)合高校和有關(guān)部門專家，共同承擔(dān)科技先導(dǎo)性專項(xiàng)——“應(yīng)對(duì)氣候變化的碳收支認(rèn)證及相關(guān)問題”。從國家綜合需求的以上幾個(gè)方面設(shè)立5個(gè)任務(wù)群，共15個(gè)項(xiàng)目，通過有組織建制性的全國規(guī)模調(diào)查、測試、模式建立和試驗(yàn)、數(shù)據(jù)庫建立及深入的理論研究，提出國家層面的分析報(bào)告和政策建議，以求圓滿回答國家在這方面的緊迫需求。截至目前，直接參加該專項(xiàng)的中科院研究所有14個(gè)，其中包括國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室23個(gè)，院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室23個(gè)，國家工程技術(shù)研究中心2個(gè)，以及大氣、生態(tài)野外臺(tái)站100余個(gè)，由此構(gòu)成集監(jiān)測、研究與示范為一體的科技創(chuàng)新平臺(tái)與基地，高校有清華、北大等8所，有關(guān)部門的研究院所3個(gè)。參與的主要科技骨干有600多人，更有眾多的學(xué)生等參與一線的調(diào)查與測試工作。

2 專項(xiàng)的主要科技內(nèi)容與目標(biāo)

根據(jù)國家需求建立的本專項(xiàng)，共包含相互支持與聯(lián)系的5個(gè)任務(wù)群。按照該專項(xiàng)中5個(gè)方面的內(nèi)容，分別采用不同的技術(shù)路線開展綜合性的集成研究，以滿足國家應(yīng)對(duì)氣候變化的相關(guān)需求，在此過程中提升我國的整體研究水平，增強(qiáng)集成研究的基礎(chǔ)條件與實(shí)力，形成學(xué)科交叉的整體攻堅(jiān)人才隊(duì)伍。該研究采用的主要技術(shù)路線是：

2.1 排放清單任務(wù)群

該任務(wù)群包含4個(gè)項(xiàng)目，分別是：項(xiàng)目1：能源消費(fèi)與水泥生產(chǎn)的排放；項(xiàng)目2：土地利用與畜牧業(yè)排放；項(xiàng)目3：能源生產(chǎn)過程中的自然排放；項(xiàng)目4：衛(wèi)星反演溫室氣體凈排放。該任務(wù)群是專項(xiàng)滿足國家需求的第一要?jiǎng)?wù)。其主要內(nèi)容為針對(duì)排放清單任務(wù)群的研究需求，組織有關(guān)能源、工業(yè)、土地利用變化和碳排放系數(shù)的綜合調(diào)查，研制符合我國特色的能源、工業(yè)、土地利用變化碳排放計(jì)量的權(quán)威基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、國際認(rèn)可的計(jì)量方法和技術(shù)；我國能源種類多，應(yīng)用行業(yè)多，能源利用效率差別大，因而其溫室氣體排放的確切數(shù)量在未來得到系統(tǒng)研究測量前，在國際談判中不得不用IPCC默認(rèn)值。為此該項(xiàng)目擬覆蓋全國主要能源類型與主要耗能產(chǎn)業(yè)，進(jìn)行高技術(shù)支持下的國家規(guī)模的調(diào)查測試分析，建立數(shù)據(jù)庫，爭取可能條件下的最精確估計(jì)值。對(duì)土地利用變化與畜牧業(yè)產(chǎn)生的溫室氣體排放同樣做到先進(jìn)測量支持下的全國性主要應(yīng)用類型的調(diào)查評(píng)估；充分利用高分辨率、高精度的短波紅外衛(wèi)星遙感技術(shù)、結(jié)合地基-航空驗(yàn)證技術(shù)和資料同化方法，形成獨(dú)立自主的天-空-地一體化溫室氣體遙感監(jiān)測體系，獲取溫室氣體濃度和源匯分布的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。集成多種技術(shù)途徑獲取的排放數(shù)據(jù)，將直接服務(wù)于我國溫室氣體排放清單的編制和國家報(bào)告的撰寫。

2.2 生態(tài)系統(tǒng)固碳任務(wù)群

該任務(wù)群包含3個(gè)項(xiàng)目，分別是：項(xiàng)目5：我國生態(tài)固碳的現(xiàn)狀、速率、機(jī)制與潛力；項(xiàng)目6：重大生態(tài)工程固碳量評(píng)價(jià)；項(xiàng)目7：典型區(qū)域生態(tài)固碳增匯技術(shù)體系與示范。針對(duì)生態(tài)系統(tǒng)“固碳”任務(wù)群的研究需求，在數(shù)據(jù)獲取方面，依據(jù)我國森林、灌叢、草地、農(nóng)田和濕地生態(tài)系統(tǒng)的地理分布特征，采用點(diǎn)-線結(jié)合、點(diǎn)-面結(jié)合、面-面對(duì)應(yīng)以及地面觀測-遙感反演相結(jié)合的技術(shù)途徑，測定各類生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量、固碳潛力和速率[2,13]。同時(shí)，充分挖掘各類數(shù)據(jù)資源，系統(tǒng)整編和同化本研究項(xiàng)目的調(diào)查數(shù)據(jù)、野外臺(tái)站長期定位觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、土地利用變化數(shù)據(jù)和氣候要素?cái)?shù)據(jù)以及生態(tài)要素?cái)?shù)據(jù)。在模型系統(tǒng)研發(fā)方面，自主研制我國的森林、灌叢、草地、農(nóng)田和濕地生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)模擬模型系統(tǒng)[4]，引進(jìn)和改良國際知名區(qū)域碳收支模擬模型，采用多模型對(duì)比和集成分析以及模型-數(shù)據(jù)融合等技術(shù)途徑，定量評(píng)估國家尺度碳收支的時(shí)空格局變化。應(yīng)用綜合考察、行業(yè)清查和統(tǒng)計(jì)、衛(wèi)星遙感等技術(shù)手段，綜合評(píng)價(jià)我國天然林資源保護(hù)、退耕還林還草、“三北”防護(hù)林建設(shè)、京津風(fēng)沙源治理、長江及珠江流域防護(hù)林建設(shè)、退牧還草工程等6大生態(tài)工程的實(shí)際固碳效果，提出提升生態(tài)建設(shè)工程固碳效應(yīng)的技術(shù)對(duì)策與途徑。項(xiàng)目7還將選擇全國4個(gè)典型生態(tài)區(qū)（北方沙化草地、高寒退化草地、南方低效人工林、西南石漠化地區(qū)）開展新的改善生態(tài)、增加碳匯與發(fā)展經(jīng)濟(jì)共進(jìn)的新型增匯技術(shù)試驗(yàn)與示范。

2.3 氣候敏感性任務(wù)群

該任務(wù)群包含4個(gè)項(xiàng)目，分別是：項(xiàng)目8：過去2000年氣候變化記錄、幅度、速率、突變與歸因；項(xiàng)目9：過去百年氣候增暖與成因；項(xiàng)目10：我國氣溶膠歷史變化與氣候效應(yīng)；項(xiàng)目11：氣候模式模擬與預(yù)估中的不確定性問題。針對(duì)氣候敏感性任務(wù)群的研究需求，采用多種方法與技術(shù)手段獲取本專項(xiàng)所需要的兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)間窗（過去2000年和百年）溫度變化及相關(guān)基礎(chǔ)資料，并盡可能利用不同技術(shù)與方法實(shí)現(xiàn)對(duì)資料的相互驗(yàn)證，保證該專項(xiàng)所獲得資料的完整性與權(quán)威性。氣溶膠作用是氣候變化預(yù)估中關(guān)鍵的不確定因素之一。我國的氣溶膠排放量大，化學(xué)成分、顆粒大小、混合狀態(tài)等性質(zhì)復(fù)雜[3,12]，時(shí)空變化大，極度缺乏全國性系統(tǒng)的綜合測量及其與云和輻射相互作用的試驗(yàn)研究。在該專項(xiàng)中將專門建立適用于氣候模擬的我國氣溶膠觀測網(wǎng)絡(luò)。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，將采用與研發(fā)一系列國際先進(jìn)的技術(shù)方法、觀測儀器與分析方法，從而做到在完成專項(xiàng)國家目標(biāo)的同時(shí)較大幅度地提高研究能力，明顯地增強(qiáng)研究基礎(chǔ)條件。發(fā)展新一代中科院氣候系統(tǒng)模式中的云-氣溶膠-輻射的集合參數(shù)化方案，建成新一代陸面-水文耦合模式，改進(jìn)和完善植被生態(tài)與氣候相互作用參數(shù)化方案等，最終通過耦合集成建立一個(gè)在關(guān)鍵物理過程參數(shù)化方案及整體性能方面具有先進(jìn)性的完整氣候系統(tǒng)模式；針對(duì)氣候預(yù)估中的幾類重大過程，開展參數(shù)化建模與系統(tǒng)驗(yàn)證結(jié)合。充分研究過去時(shí)期的實(shí)際氣候變化，結(jié)合統(tǒng)計(jì)和模擬進(jìn)行歸因分析，用更豐富的資料和更嚴(yán)格的分析方法建立起來的氣候變化資料集驗(yàn)證和改進(jìn)本專項(xiàng)所發(fā)展的中科院氣候系統(tǒng)模式。在新模式與更完整氣候相關(guān)資料基礎(chǔ)上，對(duì)2℃增溫所對(duì)應(yīng)溫度氣體濃度值的關(guān)系給出不確定性更小的結(jié)果。

2.4 影響與適應(yīng)任務(wù)群

該任務(wù)群包含2個(gè)項(xiàng)目，分別是：項(xiàng)目12：大暖期中國環(huán)境格局；項(xiàng)目13：氣候變化背景下人類適應(yīng)方式。針對(duì)影響和適應(yīng)任務(wù)群的研究需求，將以6000年前的大暖期[6]為主、21000年前的冰盛期[7]為輔，增加研究地區(qū)代表性與采用先進(jìn)的采樣與分析手段，盡可能恢復(fù)大暖期和冰盛期間全國氣候、生態(tài)、生物多樣性、沙漠、海平面等環(huán)境格局，分析上述變化與全球的聯(lián)系，起到溫故而知新的啟發(fā)作用。通過地質(zhì)-生物證據(jù)與數(shù)值模擬結(jié)合，從過去氣候變化的角度評(píng)估全球增溫1℃—2℃對(duì)我國環(huán)境格局的影響和陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯潛力[10]，揭示全球溫度變化[9]對(duì)亞洲季風(fēng)環(huán)境和生物多樣性的影響與機(jī)制。同時(shí)，將重點(diǎn)研究末次冰期以來我國現(xiàn)代人類在經(jīng)歷漁獵-采集、農(nóng)業(yè)、工業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變和發(fā)展過程中是如何適應(yīng)氣候變化和促進(jìn)人類文化-文明發(fā)展的[11]。在上述基礎(chǔ)上，評(píng)估未來50年內(nèi)典型地區(qū)重要產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)適應(yīng)氣候變化的策略和措施，提供我國典型區(qū)域未來適應(yīng)方式及相關(guān)建議，為政府決策提供咨詢報(bào)告，試驗(yàn)推廣好的適應(yīng)模式。

2.5 綠色發(fā)展任務(wù)群

該任務(wù)群包含2個(gè)項(xiàng)目，分別是：項(xiàng)目14：區(qū)域碳排放與產(chǎn)品碳足跡；項(xiàng)目15：應(yīng)對(duì)氣候變化的碳收支相關(guān)政策研究。針對(duì)綠色發(fā)展任務(wù)群的研究需求，開展自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)交叉研究，國際動(dòng)態(tài)與國內(nèi)現(xiàn)狀的綜合分析，短期應(yīng)對(duì)任務(wù)與長期可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的統(tǒng)籌兼顧，能源、工業(yè)、土地利用活動(dòng)的減排技術(shù)與生態(tài)系統(tǒng)增匯技術(shù)綜合運(yùn)用的思路，探討國家應(yīng)對(duì)氣候變化的碳管理與可持續(xù)發(fā)展權(quán)衡的國家戰(zhàn)略、制度設(shè)計(jì)和調(diào)控政策。

3 進(jìn)展與展望

該專項(xiàng)自2011年正式啟動(dòng)以來，在中科院領(lǐng)導(dǎo)、專項(xiàng)辦與專項(xiàng)領(lǐng)導(dǎo)小組的指導(dǎo)下，各項(xiàng)工作已全部進(jìn)入正軌。由于采用了從國家需求出發(fā)的建制性管理，并充分理解專項(xiàng)科技內(nèi)容需要發(fā)揮參加者的創(chuàng)新積極性與一定探索性的特點(diǎn)，各項(xiàng)目均根據(jù)國家需求與研究工作的特點(diǎn)制定相應(yīng)的工作計(jì)劃與流程。根據(jù)專項(xiàng)要求，我們將獲取具有全國代表性的調(diào)查、測量、分析與數(shù)據(jù)庫建立作為優(yōu)先任務(wù)加強(qiáng)安排。通過一年多的初步工作，已經(jīng)取得了一些令人鼓舞的進(jìn)展。限于篇幅，只簡單介紹與全國代表性有關(guān)的基礎(chǔ)調(diào)研測量的少數(shù)幾點(diǎn)。

3.1 我國能源種類特點(diǎn)與碳氧化因子

我國能源利用中煤在長時(shí)間內(nèi)仍為主要能源。目前我們已針對(duì)我國能源種類（煤、油、氣）分別在全國范圍內(nèi)進(jìn)行了實(shí)地取樣和測試。對(duì)于煤炭而言，已針對(duì)不同煤種和產(chǎn)量獲取了500多組煤炭樣品，初步分析結(jié)果表明，我國在各種煤種方面的碳含量低于 《IPCC國家溫室氣體清單指南》的默認(rèn)值，總體而言我國的煤炭貧瘠省份其碳含量至少低于IPCC默認(rèn)值10%以上，但同時(shí)也應(yīng)注意到，我國低階煤種儲(chǔ)量占煤炭總儲(chǔ)量的60%以上，今后低階煤的消費(fèi)量將占主導(dǎo)，有利于我國溫室氣體排放量的降低；對(duì)于石油和能源氣而言，已分別獲取了40余組油品數(shù)據(jù)和30余組氣數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示與《IPCC國家溫室氣體清單指南》的默認(rèn)值相差不大。同樣，我國能源一次利用方式多種多樣，對(duì)于煤炭而言，包括火電、鋼鐵、有色、建材、煤化工、民用煤等，且技術(shù)類型復(fù)雜，既有先進(jìn)技術(shù)，也含有非常落后的技術(shù)類型，這就決定了我國的碳氧化因子多種多樣。目前已實(shí)地調(diào)研和分析了我國部分能源消費(fèi)一次利用行業(yè)的碳氧化因子。結(jié)果表明,我國在各個(gè)行業(yè)碳氧化因子差別巨大，且均低于IPCC的默認(rèn)值1，即使按照各行業(yè)利用煤炭量加權(quán)平均也應(yīng)遠(yuǎn)低于1。因此可預(yù)計(jì),通過該專項(xiàng)的國家尺度的調(diào)查測量與分析，將對(duì)我國實(shí)際排放量作較大修正。

3.2 我國陸地生態(tài)系統(tǒng)的植被與土壤固碳現(xiàn)狀與潛力調(diào)查研究

已建立了野外調(diào)查、樣品測試的規(guī)范和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，并布設(shè)了全國范圍森林、灌叢、草地、農(nóng)田各類生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)查樣地，按布點(diǎn)首次展開針對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳功能的全國尺度綜合調(diào)查，實(shí)現(xiàn)了全國范圍內(nèi)的樣地設(shè)置、樣品采集和測試分析標(biāo)準(zhǔn)化。在第一年已完成森林844個(gè)樣點(diǎn) （占32.5%）， 灌叢 400個(gè) （33.3%）， 草地 1525個(gè)（36.3%），農(nóng)田調(diào)查3188個(gè)（76%）。初步的研究認(rèn)為，近30年我國的森林碳密度在不斷增加，森林的固碳量每年凈增約0.85%，相當(dāng)于每年凈吸收43.8Tg碳。對(duì)農(nóng)田的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，1980—2005年我國主要作物根系生物量明顯增加，假設(shè)根系土壤有機(jī)碳貢獻(xiàn)時(shí)效為50年左右，可以推測至少在未來的20—30年內(nèi)我國的作物根系還會(huì)繼續(xù)發(fā)揮增加農(nóng)田碳匯功能的作用。

3.3 在氣候變化敏感性研究方面

利用當(dāng)前中科院氣候系統(tǒng)模式版本，完成了國際耦合模式比較計(jì)劃（CMIP5）為IPCC AR5設(shè)計(jì)的過去氣候模擬和未來氣候預(yù)估試驗(yàn)，結(jié)果實(shí)現(xiàn)全球共享，提升了中國氣候系統(tǒng)模式的國際影響力，并初步研究了模式對(duì)溫度氣體敏感度不同所造成的未來預(yù)估結(jié)果的不確定性；在模式研發(fā)方面，提出了植被群體動(dòng)力學(xué)的萌衍方案，發(fā)展了動(dòng)力學(xué)植被模型中的火干擾參數(shù)化模塊等；針對(duì)我國氣溶膠實(shí)況及其作用探測分析的薄弱環(huán)節(jié)與重要性，有針對(duì)性地建立了覆蓋全國的36個(gè)中國氣溶膠組分和濃度時(shí)空分布地面觀測網(wǎng)，依托中科院野外臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)適合于氣候模擬的地點(diǎn)分布。同時(shí)建立了覆蓋全國由26個(gè)站構(gòu)成的氣溶膠-云-輻射觀測網(wǎng)絡(luò)。利用衛(wèi)星、飛機(jī)與地基觀測結(jié)合的中國區(qū)域云參數(shù)亦已初步構(gòu)建。從初步分析還認(rèn)識(shí)到，硝酸鹽是值得重視的氣溶膠成分，而以往被氣候模式忽略[5]。為改善我國早期器測溫度資料的應(yīng)用價(jià)值，已初步整編和研發(fā)了我國第一套經(jīng)過嚴(yán)格質(zhì)量控制和時(shí)序均一化處理的百年氣溫觀測序列集。

該專項(xiàng)的醞釀與構(gòu)思始于2009年，正是哥本哈根氣候變化國際談判的前夕。該會(huì)議的召開與正負(fù)面效應(yīng)對(duì)專項(xiàng)建立的必要性起到了重要的支持作用。我國在應(yīng)對(duì)氣候變化的談判中必須掌握足夠的話語權(quán)，為此必須有強(qiáng)大的科技支持。專項(xiàng)研究涉及的相關(guān)內(nèi)容正是應(yīng)對(duì)氣候變化國際談判與國內(nèi)行動(dòng)的重要基礎(chǔ)。2011年作為該專項(xiàng)執(zhí)行第一年正逢南非德班世界氣候大會(huì)的召開。該會(huì)議不僅為發(fā)達(dá)國家在第二承諾期減排提出新的要求，同時(shí)也提出德班增強(qiáng)行動(dòng)平臺(tái)，即所有國家加強(qiáng)履行公約下現(xiàn)有義務(wù)的談判。對(duì)中國這樣一個(gè)發(fā)展中大國，承擔(dān)減排義務(wù)越來越提到日程上。減排作為一種國際義務(wù)，對(duì)我國建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有促進(jìn)作用，也是對(duì)全人類有利的行動(dòng)。但減排義務(wù)的承擔(dān)又必須與我國發(fā)展階段相配合，不能超出國力所能承擔(dān)的程度。2015年是一個(gè)新的國際談判時(shí)間結(jié)點(diǎn)。該專項(xiàng)在5年研究期間的成果將積極為此提供基礎(chǔ)。而該專項(xiàng)所建立的科技隊(duì)伍與科技平臺(tái)，以及科技成果與政策建議將在未來更長的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮更大作用。

致謝該專項(xiàng)的建立執(zhí)行是多個(gè)部委和省市共同支持的結(jié)果。特別致謝國家發(fā)展和改革委員會(huì)氣候變化司在該專項(xiàng)調(diào)查有關(guān)能源等企業(yè)單位時(shí)給予的支持！

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