呂達仁院士在巴黎氣候變化大會上和外國專家交流資料圖片

在巴黎(li)氣(qi)候變化大會(hui)(hui)上，各(ge)國艱(jian)難地通過了(le)(le)《巴黎(li)協定》。中國在其中的貢獻得到了(le)(le)國際(ji)社(she)會(hui)(hui)的好評，彰(zhang)顯了(le)(le)負責任大國的氣(qi)度(du)。中科院副院長丁(ding)仲禮曾說：排放權(quan)就(jiu)是(shi)發展(zhan)權(quan)。中國既要負責任，也要爭(zheng)取平等合理的發展(zhan)權(quan)。

最有(you)(you)力的(de)證(zheng)據是科學(xue)。針(zhen)對我國(guo)應對氣候(hou)變化與碳(tan)減排的(de)國(guo)際談判以及國(guo)家可持續發展最佳途(tu)徑選擇(ze)等(deng)重大科技(ji)需求，中科院于2010年底啟(qi)動了“應對氣候(hou)變化的(de)碳(tan)收支認證(zheng)及相關問(wen)題(ti)研(yan)究(jiu)”專(zhuan)(zhuan)項(xiang)（以下簡稱(cheng)“碳(tan)專(zhuan)(zhuan)項(xiang)”），有(you)(you)效(xiao)組織中科院和相關高校等(deng)多學(xue)科交(jiao)叉(cha)的(de)優勢力量(liang)，幾千(qian)名(ming)科技(ji)人員在5年時間里、分(fen)5個項(xiang)目群對相關問(wen)題(ti)進行(xing)了持續深入研(yan)究(jiu)。

2015年(nian)12月，專(zhuan)(zhuan)項(xiang)(xiang)成(cheng)果成(cheng)為巴黎氣(qi)候變化大會(hui)上最受人矚目的學術焦點(dian)之一，各(ge)國科(ke)(ke)(ke)學家和媒體都表(biao)現出極大關(guan)注。然而，國內公(gong)眾對這一專(zhuan)(zhuan)項(xiang)(xiang)所(suo)(suo)取得的成(cheng)果所(suo)(suo)知不(bu)多。本期(qi)，我們邀(yao)請碳(tan)專(zhuan)(zhuan)項(xiang)(xiang)首席科(ke)(ke)(ke)學家、中科(ke)(ke)(ke)院(yuan)大氣(qi)所(suo)(suo)呂達仁院(yuan)士，中科(ke)(ke)(ke)院(yuan)大氣(qi)所(suo)(suo)劉毅(yi)研究員和碳(tan)專(zhuan)(zhuan)項(xiang)(xiang)總體組辦公(gong)室副主(zhu)任劉宇撰文，介紹中國科(ke)(ke)(ke)學家對碳(tan)排放取得的新認識。

中國碳排放究竟有多少

近年來，全球人為溫室氣(qi)(qi)體排放量已達前所未(wei)有的最高水平，這(zhe)“極有可(ke)能”是導致不斷加劇的氣(qi)(qi)候(hou)變化事件(jian)的主要(yao)(yao)原因(yin)。因(yin)此(ci)，溫室氣(qi)(qi)體排放清(qing)單(dan)一(yi)直是氣(qi)(qi)候(hou)模型構(gou)建、各國減排政(zheng)策制定及國際談判與博弈(yi)的重要(yao)(yao)基(ji)礎。

20世紀70年(nian)代以來，西方國(guo)家率先(xian)開展對大氣中二氧化(hua)碳(tan)(tan)（CO2）、甲(jia)烷（CH4）、氧化(hua)亞氮（N2O）等溫室氣體排(pai)放(fang)濃度和(he)各國(guo)碳(tan)(tan)排(pai)放(fang)清(qing)單的(de)研究(jiu)(jiu)工作。聯合國(guo)氣候(hou)變化(hua)框(kuang)架公約(yue)數(shu)據(ju)庫和(he)世界資源研究(jiu)(jiu)所的(de)研究(jiu)(jiu)較為權(quan)威，它們每年(nian)發布的(de)全球各國(guo)的(de)排(pai)放(fang)數(shu)據(ju)已經(jing)成為全球氣候(hou)變化(hua)談(tan)判與博弈的(de)重(zhong)要參考。在碳(tan)(tan)監測衛(wei)星(xing)方面(mian)，日本于2009年(nian)、美國(guo)于2014年(nian)先(xian)后發射了(le)(le)全球碳(tan)(tan)監測衛(wei)星(xing)，大大增(zeng)加了(le)(le)發達國(guo)家在國(guo)際(ji)談(tan)判中的(de)話語權(quan)。

中(zhong)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)碳排(pai)(pai)(pai)放量因為體(ti)量大、增長(chang)快受到了(le)全世界的(de)(de)廣泛關(guan)注(zhu)，這使中(zhong)國(guo)(guo)(guo)承受著(zhu)越來越多(duo)的(de)(de)國(guo)(guo)(guo)際(ji)(ji)壓力。到目前為止，中(zhong)國(guo)(guo)(guo)政府(fu)通過政府(fu)間氣(qi)(qi)候變(bian)化(hua)專業(ye)委員會向(xiang)聯合國(guo)(guo)(guo)提交(jiao)了(le)1994年(nian)份和2005年(nian)份的(de)(de)溫室(shi)氣(qi)(qi)體(ti)清(qing)單(dan)。但自2005年(nian)以來，中(zhong)國(guo)(guo)(guo)的(de)(de)產業(ye)不(bu)斷調整、技術不(bu)斷更迭，這給(gei)溫室(shi)氣(qi)(qi)體(ti)清(qing)單(dan)的(de)(de)研究帶來了(le)更多(duo)的(de)(de)不(bu)確(que)定(ding)(ding)性。顯然，在(zai)對(dui)全球變(bian)暖、應(ying)對(dui)氣(qi)(qi)候變(bian)化(hua)的(de)(de)空前關(guan)注(zhu)和國(guo)(guo)(guo)際(ji)(ji)談判的(de)(de)持續推進下，近(jin)10年(nian)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)碳排(pai)(pai)(pai)放清(qing)單(dan)的(de)(de)較大不(bu)確(que)定(ding)(ding)性，無法為決策者提供及時準確(que)的(de)(de)碳排(pai)(pai)(pai)放狀況，可能會失去我(wo)國(guo)(guo)(guo)在(zai)國(guo)(guo)(guo)際(ji)(ji)氣(qi)(qi)候談判中(zhong)的(de)(de)主動權。建立和完善(shan)溫室(shi)氣(qi)(qi)體(ti)排(pai)(pai)(pai)放統計制(zhi)度(du)既是我(wo)國(guo)(guo)(guo)有(you)效(xiao)履行國(guo)(guo)(guo)際(ji)(ji)義務的(de)(de)迫(po)切(qie)需(xu)要，也是我(wo)國(guo)(guo)(guo)在(zai)應(ying)對(dui)氣(qi)(qi)候變(bian)化(hua)國(guo)(guo)(guo)際(ji)(ji)談判上贏得主動的(de)(de)重要保障(zhang)。

碳專(zhuan)項(xiang)第一個任務(wu)群，即“排(pai)(pai)(pai)放(fang)清單(dan)任務(wu)群”，包含了項(xiang)目(mu)(mu)(mu)1“能源消費與(yu)水泥生產過程(cheng)排(pai)(pai)(pai)放(fang)”、項(xiang)目(mu)(mu)(mu)2“土地(di)利用與(yu)畜牧業(ye)的甲烷和(he)(he)氧化亞氮(dan)排(pai)(pai)(pai)放(fang)”、項(xiang)目(mu)(mu)(mu)3“自然過程(cheng)碳排(pai)(pai)(pai)放(fang)”和(he)(he)項(xiang)目(mu)(mu)(mu)4“衛(wei)星(xing)反演的‘凈排(pai)(pai)(pai)放(fang)’”4個項(xiang)目(mu)(mu)(mu)，以期科學系統(tong)地(di)研究我國在(zai)能源消費、土地(di)利用、自然過程(cheng)等領域(yu)的CO2、CH4和(he)(he)N2O等主要(yao)溫(wen)室氣(qi)體的排(pai)(pai)(pai)放(fang)量，并建立(li)我國的溫(wen)室氣(qi)體基(ji)礎參數(shu)及排(pai)(pai)(pai)放(fang)數(shu)據庫(ku)。

利用項目1已經取得的(de)關鍵數據參(can)數，2015年(nian)(nian)8月(yue)20日項目研究團隊聯合哈佛大(da)學、清華大(da)學等24所國內外科(ke)研機構組(zu)成的(de)科(ke)研團隊在《自(zi)(zi)然》上發表(biao)了題為《中國化(hua)石燃料與水泥生產碳排放核算(suan)修正》的(de)研究論文，首次(ci)核算(suan)了基于實測排放因(yin)子的(de)中國碳排放總(zong)量(liang)(liang)。結果(guo)表(biao)明，中國2013年(nian)(nian)碳排放總(zong)量(liang)(liang)比先前(qian)估計(ji)(ji)低15%，重新核算(suan)后(hou)的(de)中國碳排放在2000-2013年(nian)(nian)間比國外機構估計(ji)(ji)量(liang)(liang)少了106億(yi)(yi)噸CO2，是《京(jing)都議(yi)定書》框架下具有強制減排義務(wu)的(de)西方發達國家(jia)自(zi)(zi)1994年(nian)(nian)以來實際減排量(liang)(liang)的(de)近百倍(bei)，也大(da)于中國同(tong)期陸地總(zong)的(de)碳匯(hui)吸收總(zong)量(liang)(liang)（95億(yi)(yi)噸CO2）。

項目2積累了大量的第一手資料，完成(cheng)了牛、羊等反芻動物瘤胃(wei)腸(chang)道CH4排(pai)放及北京、南(nan)京和(he)廣州畜禽排(pai)泄物堆肥化過程中CH4和(he)N2O排(pai)放量的測定(ding)，為(wei)探(tan)討(tao)陸地生態系統CH4和(he)N2O排(pai)放空間和(he)時(shi)間變化規律，為(wei)以實際測定(ding)數據(ju)為(wei)依(yi)據(ju)編制(zhi)我(wo)國畜牧(mu)業和(he)垃圾填埋場CH4和(he)N2O排(pai)放清單奠(dian)定(ding)了數據(ju)基礎。

項目3首次對我國(guo)油氣(qi)開發(fa)過程中溫室氣(qi)體排放狀況(kuang)進(jin)行了(le)實地(di)檢(jian)測和(he)計(ji)算(suan)，建立(li)了(le)適(shi)合我國(guo)油氣(qi)開發(fa)特點(dian)的(de)碳(tan)(tan)(tan)排放計(ji)算(suan)方(fang)法(fa)，計(ji)算(suan)結果比IPCC方(fang)法(fa)低(di)一(yi)個數量級。另外，科學家研究發(fa)現干(gan)旱(han)區的(de)確(que)存(cun)(cun)在(zai)一(yi)個未(wei)被認識(shi)(shi)的(de)無機碳(tan)(tan)(tan)匯(hui)，存(cun)(cun)在(zai)于荒(huang)漠區地(di)下咸水層(ceng)，儲(chu)存(cun)(cun)于其中的(de)CO2形成碳(tan)(tan)(tan)匯(hui)，初(chu)步(bu)估計(ji)，這個碳(tan)(tan)(tan)庫總量（全球(qiu)）高達1000億噸，是陸地(di)上植物、土壤(rang)之外的(de)第三個活動碳(tan)(tan)(tan)庫。這一(yi)未(wei)被認識(shi)(shi)的(de)無機碳(tan)(tan)(tan)匯(hui)，對重新評估全球(qiu)碳(tan)(tan)(tan)匯(hui)的(de)格(ge)局提供(gong)了(le)依據(ju)。

項目4在星(xing)(xing)(xing)載高光譜(pu)探測(ce)(ce)方(fang)(fang)面(mian)重點突破(po)(po)了(le)(le)精(jing)細光譜(pu)獲取(qu)光學技術，研制出(chu)短波(bo)紅外(wai)(wai)高光譜(pu)探測(ce)(ce)原理樣機；突破(po)(po)了(le)(le)短波(bo)紅外(wai)(wai)高靈敏度(du)探測(ce)(ce)器(qi)技術，提(ti)高了(le)(le)器(qi)件響應量子(zi)效率及均勻性(xing)，完(wan)成了(le)(le)短波(bo)紅外(wai)(wai)焦平面(mian)探測(ce)(ce)器(qi)樣片的綜(zong)合測(ce)(ce)試(shi)，經測(ce)(ce)試(shi)探測(ce)(ce)器(qi)暗(an)電流密度(du)由100nA/cm2提(ti)高到10nA/cm2的世界先(xian)進(jin)水平。同時(shi)，在CO2衛(wei)星(xing)(xing)(xing)遙感反(fan)演(yan)算法方(fang)(fang)面(mian)也取(qu)得了(le)(le)突破(po)(po)性(xing)進(jin)展：科研團隊研發的具有自主(zhu)知識產權的短波(bo)紅外(wai)(wai)大(da)氣CO2濃度(du)反(fan)演(yan)方(fang)(fang)法，使用(yong)(yong)日本GOSAT衛(wei)星(xing)(xing)(xing)觀(guan)測(ce)(ce)數據進(jin)行(xing)反(fan)演(yan)試(shi)驗并(bing)利用(yong)(yong)地基(ji)TOCCN驗證資料進(jin)行(xing)驗證，發現其反(fan)演(yan)精(jing)度(du)達到國際(ji)先(xian)進(jin)水平。

中國生態系統能固碳多少

陸(lu)(lu)地(di)(di)生態(tai)系(xi)(xi)統(tong)固(gu)碳是當(dang)前國(guo)(guo)際社(she)會公認的(de)最(zui)經濟(ji)可(ke)行和減緩大(da)氣CO2濃(nong)度(du)升高的(de)重要途徑之(zhi)一(yi)。中(zhong)國(guo)(guo)陸(lu)(lu)地(di)(di)生態(tai)系(xi)(xi)統(tong)具有非常強的(de)固(gu)碳速率和潛力，尤其是森林生態(tai)系(xi)(xi)統(tong)。為了精準評價陸(lu)(lu)地(di)(di)生態(tai)系(xi)(xi)統(tong)固(gu)碳效應并制(zhi)定適宜(yi)的(de)管理措(cuo)施，我們亟須自主研發符合中(zhong)國(guo)(guo)國(guo)(guo)情的(de)陸(lu)(lu)地(di)(di)生態(tai)系(xi)(xi)統(tong)碳儲量、固(gu)碳速率與固(gu)碳潛力的(de)監測(ce)、計量和模擬分(fen)析系(xi)(xi)統(tong)，建立科(ke)學的(de)、能被國(guo)(guo)際同行認可(ke)的(de)精準計量方法和可(ke)供核查的(de)數據庫。

為此，碳(tan)(tan)(tan)專項(xiang)專門設(she)置(zhi)了“生(sheng)態(tai)系統(tong)(tong)固(gu)(gu)碳(tan)(tan)(tan)任(ren)務(wu)群(qun)”，通過大量實測數(shu)據來深入揭(jie)示中國(guo)陸地(di)生(sheng)態(tai)系統(tong)(tong)碳(tan)(tan)(tan)儲量、固(gu)(gu)碳(tan)(tan)(tan)速率及其(qi)時空分布格局、國(guo)家(jia)重(zhong)大生(sheng)態(tai)工程的固(gu)(gu)碳(tan)(tan)(tan)效應(ying)等。任(ren)務(wu)群(qun)由3個項(xiang)目組成(cheng)，分別是項(xiang)目5“中國(guo)生(sheng)態(tai)系統(tong)(tong)固(gu)(gu)碳(tan)(tan)(tan)的現狀、速率、機制和(he)潛力”、項(xiang)目6“國(guo)家(jia)重(zhong)大生(sheng)態(tai)工程固(gu)(gu)碳(tan)(tan)(tan)量評價”和(he)項(xiang)目7“典型(xing)區(qu)域生(sheng)態(tai)固(gu)(gu)碳(tan)(tan)(tan)增匯技術(shu)體(ti)系與示范(fan)”。

任務群(qun)組織(zhi)編寫了(le)(le)陸地(di)生態(tai)(tai)系(xi)統野(ye)外(wai)觀測與(yu)調(diao)查(cha)技(ji)術規(gui)范，確保了(le)(le)項目群(qun)內野(ye)外(wai)調(diao)查(cha)數據的(de)規(gui)范性(xing)(xing)、時間和(he)空間上的(de)代(dai)(dai)表性(xing)(xing)以及(ji)不同生態(tai)(tai)系(xi)統間數據的(de)可(ke)比性(xing)(xing)。這一任務群(qun)采用頂層(ceng)設計的(de)模式布(bu)置(zhi)野(ye)外(wai)調(diao)查(cha)樣(yang)(yang)地(di)，既保證森(sen)林、灌(guan)叢、草地(di)和(he)農田(tian)生態(tai)(tai)系(xi)統的(de)野(ye)外(wai)調(diao)查(cha)樣(yang)(yang)地(di)的(de)代(dai)(dai)表性(xing)(xing)，又實現了(le)(le)對主要陸地(di)生態(tai)(tai)系(xi)統類型(xing)的(de)全覆蓋且不重復調(diao)查(cha)和(he)計算(suan)的(de)目的(de)。目前(qian)任務群(qun)已構建了(le)(le)全球(qiu)首個國(guo)家(jia)尺度的(de)陸地(di)生態(tai)(tai)系(xi)統碳清查(cha)體系(xi)，為中國(guo)碳清查(cha)以及(ji)生態(tai)(tai)監測、評估(gu)和(he)保護提供了(le)(le)強(qiang)大的(de)支撐平臺。此外(wai)，還(huan)建立了(le)(le)長(chang)期樣(yang)(yang)品(pin)保存庫與(yu)樣(yang)(yang)品(pin)檢索系(xi)統。

中國(guo)(guo)森林(lin)覆(fu)被率(lv)由(you)20世紀80年代的(de)(de)(de)13.92%，快速增至2010年的(de)(de)(de)20.36%；隨著中國(guo)(guo)大(da)面(mian)積人工林(lin)的(de)(de)(de)逐步(bu)成(cheng)長(chang)，中國(guo)(guo)森林(lin)將具有巨大(da)的(de)(de)(de)固碳(tan)潛力(li)。東(dong)亞季風區的(de)(de)(de)亞熱帶森林(lin)生態系統凈生產(chan)力(li)（NEP）總量(liang)約為每(mei)年7.2億噸碳(tan)，約占全(quan)球森林(lin)生態系統NEP的(de)(de)(de)8%。亞洲的(de)(de)(de)亞熱帶森林(lin)生態系統在全(quan)球碳(tan)循環及碳(tan)匯功能中發揮著不可忽視(shi)的(de)(de)(de)作用，挑戰了過去普遍僅僅認(ren)定歐美溫帶森林(lin)是主要碳(tan)匯功能區的(de)(de)(de)傳統認(ren)識。

如果把(ba)中國看為(wei)一個大尺度的(de)生(sheng)物—社會(hui)群區生(sheng)態(tai)系統，采用多源數據整合(he)分析(xi)技術，中國陸地生(sheng)態(tai)系統可以形成(cheng)每(mei)年4.1億噸碳的(de)碳匯總量。人為(wei)干擾引起的(de)碳排放(fang)可達到NEP的(de)42.65%，因(yin)此，加強生(sheng)態(tai)系統過程管(guan)理(li)、減少人為(wei)活動的(de)碳排放(fang)和增加已(yi)經固(gu)定有(you)機碳在大尺度生(sheng)物—社會(hui)群區生(sheng)態(tai)系統的(de)滯(zhi)留時間也是增加陸地碳吸收和減緩(huan)氣候變化的(de)重要措施。

項(xiang)目6基于文獻調研(yan)、森林清查資料和土壤普查資料，明(ming)確(que)了(le)六個重(zhong)大(da)生態工(gong)程(cheng)的(de)面積和工(gong)程(cheng)規劃區的(de)初始(shi)植被和土壤碳密度；并以此為基線(xian)值，結合碳專項(xiang)大(da)規模(mo)實測數據(ju)，科(ke)學評(ping)估了(le)六個重(zhong)大(da)生態工(gong)程(cheng)2000-2010年(nian)間的(de)固碳量(liang)。六個國家重(zhong)大(da)生態工(gong)程(cheng)區在(zai)我國16%的(de)土地(di)上形成的(de)碳匯量(liang)約占我國當前陸地(di)生態系統碳匯的(de)50%。

項目7在中(zhong)國北方沙化(hua)草地(di)推廣“草原(yuan)牧雞(ji)”模(mo)(mo)式(shi)、三江(jiang)源(yuan)地(di)區推廣“種草養畜”和(he)“暖牧冷飼”生態畜牧業模(mo)(mo)式(shi)、石漠化(hua)地(di)區推廣的“路(lu)面(mian)集雨與管網(wang)化(hua)灌溉”等模(mo)(mo)式(shi)，可顯著提(ti)高生態系(xi)統固碳能力(li)。據初(chu)步估(gu)算，草原(yuan)牧雞(ji)可使內蒙古(gu)沙化(hua)退(tui)化(hua)草原(yuan)碳儲量提(ti)高37.7%；圍(wei)封(feng)、建植(zhi)人工植(zhi)被和(he)退(tui)耕還草可分別提(ti)高三江(jiang)源(yuan)地(di)區退(tui)化(hua)草地(di)碳儲量37.1%、15.9%和(he)11.5%。通過(guo)對南方中(zhong)齡林以上人工林進行(xing)恢復改(gai)造，可提(ti)高森林碳匯(hui)37%。

二氧化碳對氣候變化影響有多大

當前國(guo)際氣(qi)候變化公約談判(pan)的重要科(ke)學基(ji)礎之一是假定未(wei)來全球(qiu)平均氣(qi)溫(wen)相對工業革命前的增溫(wen)應(ying)該控(kong)制在2℃之內（即所謂的2℃閾值），相應(ying)的CO2當量(liang)濃度(du)不超過(guo)450ppm。全球(qiu)溫(wen)度(du)變化與溫(wen)室氣(qi)體濃度(du)的對應(ying)關系，是減(jian)排目(mu)標的邏輯起點，其本(ben)質上是CO2排放空間的問題。2℃增溫(wen)是否與450ppmCO2當量(liang)濃度(du)掛鉤決(jue)定于(yu)溫(wen)度(du)對CO2濃度(du)的敏(min)(min)感(gan)性（氣(qi)候敏(min)(min)感(gan)性）。

隨(sui)著(zhu)國(guo)(guo)內經(jing)濟的(de)發展(zhan)，我(wo)國(guo)(guo)溫(wen)室(shi)氣(qi)體(ti)的(de)排放(fang)和氣(qi)溶膠的(de)濃度均是(shi)高值，因(yin)(yin)此迫切需要從科學層(ceng)面(mian)深入研究(jiu)給出全球2℃增溫(wen)對(dui)應的(de)溫(wen)室(shi)氣(qi)體(ti)濃度及出現時間(jian)，為國(guo)(guo)家氣(qi)候(hou)變化外交談(tan)判和應對(dui)氣(qi)候(hou)變化政策(ce)制定提供(gong)依據(ju)(ju)。碳專項設(she)立的(de)“氣(qi)候(hou)敏(min)感性(xing)任務群(qun)”從獲取(qu)氣(qi)候(hou)變化基礎數據(ju)(ju)、發展(zhan)完善中國(guo)(guo)科學院(yuan)氣(qi)候(hou)系統模式、預估(gu)全球2℃增溫(wen)對(dui)應的(de)溫(wen)室(shi)氣(qi)體(ti)濃度及其出現時間(jian)等三(san)個(ge)方面(mian)進行了深入研究(jiu)。氣(qi)候(hou)敏(min)感性(xing)任務群(qun)下設(she)四個(ge)項目(mu)(mu)：項目(mu)(mu)8“過去2000年氣(qi)候(hou)變化記錄、幅度、速率、周期、突(tu)變、原因(yin)(yin)”、項目(mu)(mu)9“過去百(bai)年氣(qi)候(hou)增暖及成因(yin)(yin)”、項目(mu)(mu)11“我(wo)國(guo)(guo)氣(qi)溶膠歷(li)史變化及氣(qi)候(hou)效應”和“氣(qi)候(hou)模式模擬和預估(gu)中的(de)不確定性(xing)問題(ti)”。

氣(qi)(qi)候變化已經成為(wei)一(yi)(yi)些政府發展其(qi)國家(jia)規劃和(he)全球(qiu)戰略的(de)(de)重(zhong)要依據(ju)。特別(bie)是(shi)，近百年(nian)(nian)全球(qiu)平均(jun)變暖作為(wei)一(yi)(yi)個不(bu)爭的(de)(de)事實，已成為(wei)決策者必(bi)須(xu)考(kao)慮的(de)(de)問題(ti)。專家(jia)們(men)收集(ji)、整編了(le)多個來源的(de)(de)百年(nian)(nian)尺度器測(ce)氣(qi)(qi)溫(wen)資(zi)料，經過統一(yi)(yi)、可核查(cha)的(de)(de)嚴格(ge)質量(liang)控制，綜合利用標準序(xu)列法、偏最(zui)小二乘(cheng)回歸(gui)、多元回歸(gui)等插(cha)補(bu)方法進(jin)(jin)行缺測(ce)值插(cha)補(bu)，建立了(le)18個站1909-2009年(nian)(nian)氣(qi)(qi)溫(wen)月值序(xu)列，進(jin)(jin)而對各序(xu)列進(jin)(jin)行了(le)初步(bu)的(de)(de)均(jun)一(yi)(yi)化檢驗與校(xiao)訂，最(zui)終(zhong)得到一(yi)(yi)套(tao)新的(de)(de)百年(nian)(nian)氣(qi)(qi)溫(wen)序(xu)列集(ji)。該(gai)套(tao)近百年(nian)(nian)中國均(jun)一(yi)(yi)化氣(qi)(qi)溫(wen)觀測(ce)資(zi)料集(ji)，將是(shi)國際氣(qi)(qi)候界期盼(pan)多年(nian)(nian)的(de)(de)基礎科研成果，具有填補(bu)空白的(de)(de)意義(yi)。

均一化的(de)(de)氣(qi)(qi)溫序(xu)(xu)列顯示了1.52℃每百(bai)年(nian)的(de)(de)增暖(nuan)(nuan)速率，這(zhe)比IPCC第(di)五次評(ping)估報告(gao)所得的(de)(de)1901-2012年(nian)全球平(ping)均增暖(nuan)(nuan)0.89℃要快，原因(yin)在于(yu)西伯(bo)利(li)亞(ya)急劇增暖(nuan)(nuan)導致中國冬季寒潮減弱、印度(du)洋持(chi)續增暖(nuan)(nuan)加劇區域(yu)暖(nuan)(nuan)平(ping)流以及局地(di)城市(shi)化效應(ying)對近幾十(shi)年(nian)氣(qi)(qi)溫序(xu)(xu)列增暖(nuan)(nuan)的(de)(de)貢獻。說明我國是(shi)受近百(bai)年(nian)人類活動所致全球變暖(nuan)(nuan)影響較(jiao)大的(de)(de)區域(yu)。該成果已被(bei)國際公認(ren)的(de)(de)英國東英格(ge)利(li)亞(ya)大學氣(qi)(qi)候研究(jiu)所全球格(ge)點(dian)氣(qi)(qi)溫數據(ju)集和第(di)三次國家(jia)氣(qi)(qi)候變化評(ping)估報告(gao)采納(na)使(shi)用。

IPCC第5次(ci)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)變(bian)化(hua)評(ping)估報(bao)告總結指出，在(zai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)諸(zhu)多驅動(dong)因子(zi)中(zhong)(zhong)，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)效(xiao)(xiao)應(ying)仍然是各種因素中(zhong)(zhong)不確定(ding)性最大的(de)(de)(de)(de)部分。作(zuo)為(wei)全(quan)球氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)濃度最高(gao)的(de)(de)(de)(de)區(qu)域之一，中(zhong)(zhong)國(guo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)在(zai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)變(bian)化(hua)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用尤(you)其重要。項(xiang)目10建立了(le)中(zhong)(zhong)科院的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)地面(mian)濃度觀(guan)(guan)測(ce)(ce)網和氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)-云-輻射(she)觀(guan)(guan)測(ce)(ce)網，是我國(guo)首(shou)次(ci)為(wei)研究氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)效(xiao)(xiao)應(ying)設置的(de)(de)(de)(de)國(guo)家(jia)尺度的(de)(de)(de)(de)、能(neng)長時間系統性并(bing)行監(jian)測(ce)(ce)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)濃度和光學(xue)(xue)參數(shu)的(de)(de)(de)(de)觀(guan)(guan)測(ce)(ce)網。通過2012-2014年的(de)(de)(de)(de)連(lian)續觀(guan)(guan)測(ce)(ce)，已獲取全(quan)國(guo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)各主要成(cheng)分（硫酸鹽(yan)、硝(xiao)酸鹽(yan)、銨鹽(yan)、黑碳、有(you)機(ji)碳等）在(zai)9個粒徑段的(de)(de)(de)(de)質量濃度，首(shou)次(ci)給出了(le)具有(you)全(quan)國(guo)代表性的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)物理化(hua)學(xue)(xue)譜分布(bu)特征(zheng)。以觀(guan)(guan)測(ce)(ce)數(shu)據(ju)作(zuo)為(wei)支撐(cheng)，專家(jia)們分析發現IPCC第5次(ci)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)變(bian)化(hua)評(ping)估報(bao)告采用的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)—氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)模式普遍低估中(zhong)(zhong)國(guo)區(qu)域氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)濃度和光學(xue)(xue)厚(hou)度，即低估了(le)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)在(zai)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)敏(min)感性中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用，為(wei)國(guo)際國(guo)內氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)溶(rong)(rong)膠(jiao)(jiao)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)候(hou)(hou)(hou)效(xiao)(xiao)應(ying)的(de)(de)(de)(de)模擬(ni)研究提(ti)出了(le)新的(de)(de)(de)(de)挑(tiao)戰。

從過去兩萬年看氣候變化對地球的影響

在(zai)應(ying)(ying)對全(quan)球(qiu)氣(qi)(qi)(qi)候(hou)變(bian)(bian)化(hua)(hua)面(mian)臨的(de)(de)(de)一系列核心科學問(wen)題中，理(li)解氣(qi)(qi)(qi)候(hou)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)機制、準(zhun)確(que)評(ping)價氣(qi)(qi)(qi)候(hou)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)，是趨(qu)利(li)避害、采取(qu)應(ying)(ying)對措施的(de)(de)(de)科學基礎(chu)。對氣(qi)(qi)(qi)候(hou)變(bian)(bian)化(hua)(hua)因素和機制的(de)(de)(de)全(quan)面(mian)理(li)解，需研究(jiu)更(geng)長時間尺度(du)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)候(hou)變(bian)(bian)化(hua)(hua)歷(li)史。約兩(liang)萬年以來，全(quan)球(qiu)氣(qi)(qi)(qi)候(hou)經(jing)歷(li)了(le)從末次冰盛期到全(quan)新(xin)世大(da)(da)暖期的(de)(de)(de)大(da)(da)幅度(du)增(zeng)溫(wen)和后(hou)續的(de)(de)(de)總(zong)體(ti)降溫(wen)，大(da)(da)氣(qi)(qi)(qi)溫(wen)室氣(qi)(qi)(qi)體(ti)濃度(du)也(ye)經(jing)歷(li)了(le)較大(da)(da)幅度(du)的(de)(de)(de)波動。這些發生在(zai)地質歷(li)史時期的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)候(hou)環境變(bian)(bian)化(hua)(hua)、影(ying)(ying)響(xiang)與適應(ying)(ying)過程(cheng)，無疑為(wei)深入理(li)解氣(qi)(qi)(qi)候(hou)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)機制，揭示(shi)不同速率和幅度(du)的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)候(hou)變(bian)(bian)化(hua)(hua)對生態環境的(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)提(ti)供了(le)理(li)想的(de)(de)(de)研究(jiu)場景，亦可(ke)為(wei)研究(jiu)人(ren)類對未來氣(qi)(qi)(qi)候(hou)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)適應(ying)(ying)提(ti)供歷(li)史借鑒。

碳(tan)專項設置的(de)“影響與(yu)適(shi)(shi)(shi)應(ying)任務群(qun)”包含項目(mu)12“大(da)暖期(qi)環境(jing)(jing)(jing)格(ge)(ge)局”和(he)項目(mu)13“氣候變(bian)化背(bei)景下人類(lei)(lei)適(shi)(shi)(shi)應(ying)方(fang)式(shi)”兩個項目(mu)。前(qian)者(zhe)以(yi)全(quan)新世(shi)大(da)暖期(qi)為“相(xiang)似型”，研究(jiu)過(guo)去全(quan)球平均溫度增(zeng)加約1-2℃情形下我國(guo)環境(jing)(jing)(jing)格(ge)(ge)局及(ji)其對(dui)(dui)陸地(di)生態系統(tong)的(de)可能影響，為人類(lei)(lei)適(shi)(shi)(shi)應(ying)研究(jiu)提供自然環境(jing)(jing)(jing)背(bei)景及(ji)參照；后者(zhe)通(tong)過(guo)對(dui)(dui)不(bu)同(tong)氣候環境(jing)(jing)(jing)背(bei)景下人類(lei)(lei)演化和(he)適(shi)(shi)(shi)應(ying)方(fang)式(shi)的(de)研究(jiu)，探(tan)討了適(shi)(shi)(shi)應(ying)氣候變(bian)化的(de)規律和(he)模式(shi)，為未來如何(he)適(shi)(shi)(shi)應(ying)氣候變(bian)化提供啟示(shi)。

影響與適應任務群研究顯示，近百年(nian)來(lai)(lai)的(de)(de)全球(qiu)氣(qi)候變(bian)(bian)暖，正好疊加在(zai)氣(qi)候自(zi)然變(bian)(bian)率(lv)的(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)暖相位上，它(ta)開始(shi)于十九世紀三十年(nian)代(dai)，持續約170年(nian)，很(hen)可能在(zai)未來(lai)(lai)幾十年(nian)后結束，進入一(yi)個(ge)(ge)約250年(nian)的(de)(de)冷相位。換(huan)句話說，目前的(de)(de)氣(qi)候變(bian)(bian)暖中有自(zi)然變(bian)(bian)暖的(de)(de)周(zhou)期背(bei)景，自(zi)然變(bian)(bian)率(lv)的(de)(de)影響和貢獻應當給予更多的(de)(de)研究。

人(ren)(ren)類起(qi)源與演(yan)(yan)化一(yi)直是(shi)國際(ji)生命科學(xue)和地(di)球科學(xue)研究的(de)(de)焦點。近5年(nian)來，項目13的(de)(de)專家們通過對湖(hu)南(nan)省道(dao)縣(xian)福巖洞人(ren)(ren)類牙齒(chi)化石的(de)(de)系統發(fa)掘，發(fa)現(xian)(xian)了東(dong)亞(ya)地(di)區(qu)最早(zao)的(de)(de)現(xian)(xian)代人(ren)(ren)，揭(jie)示出在距(ju)今8-12萬年(nian)間，現(xian)(xian)代智人(ren)(ren)在我國南(nan)部就已出現(xian)(xian)，比歐洲(zhou)和西亞(ya)早(zao)至少3.5-7.5萬年(nian)，這一(yi)發(fa)現(xian)(xian)表明華南(nan)可能是(shi)東(dong)亞(ya)地(di)區(qu)現(xian)(xian)代人(ren)(ren)演(yan)(yan)化和擴散的(de)(de)中心，現(xian)(xian)代人(ren)(ren)類的(de)(de)演(yan)(yan)化比以(yi)往認為(wei)的(de)(de)更為(wei)復(fu)雜。

全球變(bian)暖—海平面上升與人(ren)類活動對海岸(an)(an)(an)線(xian)(xian)(xian)變(bian)化(hua)的影(ying)響，不僅關系到現階段人(ren)類的生存與發(fa)展，同時(shi)也將深刻(ke)地(di)影(ying)響未(wei)來(lai)(lai)國(guo)家層面相(xiang)關政(zheng)策的制定。基于(yu)1940-2014年(nian)間6個時(shi)相(xiang)的中國(guo)大(da)陸(lu)岸(an)(an)(an)線(xian)(xian)(xian)數據和12次野(ye)外考察的實測數據，揭示出70多年(nian)來(lai)(lai)，人(ren)工岸(an)(an)(an)線(xian)(xian)(xian)比(bi)(bi)例(li)持續增(zeng)(zeng)加，自(zi)然岸(an)(an)(an)線(xian)(xian)(xian)比(bi)(bi)例(li)持續減少，到2014年(nian)我國(guo)的自(zi)然岸(an)(an)(an)線(xian)(xian)(xian)比(bi)(bi)例(li)不足(zu)33%。盡管70多年(nian)來(lai)(lai)，氣候(hou)變(bian)暖導致海平面上升，但由(you)于(yu)人(ren)類活動的加劇，特別是養(yang)殖、鹽田、交通圍墾、圍堤(di)等(deng)活動，整個大(da)陸(lu)沿海凈(jing)變(bian)化(hua)結果是陸(lu)地(di)面積(ji)（不包括臺灣地(di)區）增(zeng)(zeng)加。大(da)陸(lu)岸(an)(an)(an)線(xian)(xian)(xian)的變(bian)化(hua)以向(xiang)海擴(kuo)張(zhang)趨勢為主要特征，超(chao)過68%的海岸(an)(an)(an)總體(ti)向(xiang)海擴(kuo)張(zhang)，超(chao)過22%的海岸(an)(an)(an)總體(ti)向(xiang)陸(lu)后退。

探索中國特色的綠色低碳發展道路

碳(tan)(tan)(tan)專項第五任(ren)務群(qun)“綠色(se)發展任(ren)務群(qun)”針(zhen)對(dui)國際(ji)談判和(he)國內發展轉型需要(yao)，開展了未來(lai)綠色(se)低(di)(di)碳(tan)(tan)(tan)發展情景和(he)碳(tan)(tan)(tan)排放預測模擬分析(xi)，研(yan)究(jiu)低(di)(di)碳(tan)(tan)(tan)發展的(de)政策和(he)制度(du)設(she)計，并(bing)評估了不同低(di)(di)碳(tan)(tan)(tan)政策措施的(de)減排潛(qian)力和(he)成本；同時(shi)開展了統計調研(yan)，核算居民家(jia)庭碳(tan)(tan)(tan)排放和(he)出口產(chan)品(pin)碳(tan)(tan)(tan)足(zu)跡，構建(jian)了氣候變(bian)化信息服務平臺，從而為(wei)我國綠色(se)低(di)(di)碳(tan)(tan)(tan)發展相(xiang)關(guan)(guan)決(jue)策提(ti)供了基于科學和(he)基于證據的(de)支持。任(ren)務群(qun)下設(she)項目(mu)14“區域碳(tan)(tan)(tan)排放與(yu)產(chan)品(pin)碳(tan)(tan)(tan)足(zu)跡”和(he)項目(mu)15“應對(dui)氣候變(bian)化的(de)碳(tan)(tan)(tan)收(shou)支相(xiang)關(guan)(guan)政策研(yan)究(jiu)”。

五(wu)年來，綠色發展(zhan)任務群共提交政(zheng)策(ce)咨詢報告(gao)20多份，相關負責人多次(ci)參與(yu)中央(yang)和國家(jia)部委的(de)應(ying)對氣候變化重大決(jue)策(ce)咨詢，對政(zheng)府高水平(ping)決(jue)策(ce)起到了很大的(de)支持作(zuo)用。

結合(he)國家談判需(xu)求(qiu)，專家們模擬(ni)分析了中(zhong)(zhong)國未來的碳(tan)排放峰值時間(jian)(jian)(jian)及政(zheng)策(ce)組合(he)，該成果(guo)(guo)在2014年(nian)“中(zhong)(zhong)美(mei)氣候(hou)談判專家對話”做(zuo)了闡述，支持了《中(zhong)(zhong)美(mei)氣候(hou)變化聯合(he)聲明(ming)》。研(yan)究發(fa)現，僅僅依靠單一政(zheng)策(ce)中(zhong)(zhong)國是(shi)不(bu)可(ke)能出(chu)(chu)現碳(tan)排放峰值的，通過借助不(bu)同(tong)的政(zheng)策(ce)組合(he)，中(zhong)(zhong)國碳(tan)排放出(chu)(chu)現峰值時間(jian)(jian)(jian)大約(yue)在2032-2049年(nian)之間(jian)(jian)(jian)。另外，中(zhong)(zhong)國要提前(qian)達到碳(tan)排放峰值，需(xu)要付出(chu)(chu)一定(ding)的經濟代價：2030年(nian)前(qian)，與參考(kao)情景相比(bi)，不(bu)同(tong)政(zheng)策(ce)情景模擬(ni)結果(guo)(guo)顯示年(nian)均GDP宏觀損失約(yue)在1.3%～3.7%。

綠色發展(zhan)任務群進(jin)一(yi)(yi)步提出了“十三五”應對氣候變化的指(zhi)導思想、目(mu)標(biao)體系(xi)和(he)(he)保障措施，強(qiang)調要構建(jian)(jian)以(yi)碳(tan)排放總(zong)量(liang)、碳(tan)排放強(qiang)度、非化石能源消費占比和(he)(he)碳(tan)匯(hui)為核心的四維目(mu)標(biao)指(zhi)標(biao)體系(xi)，推動目(mu)標(biao)體系(xi)、體制(zhi)(zhi)機制(zhi)(zhi)、管理(li)模式(shi)、政(zheng)策措施和(he)(he)試(shi)點(dian)示范(fan)的全面轉(zhuan)型(xing)，制(zhi)(zhi)定和(he)(he)完善圍繞碳(tan)排放總(zong)量(liang)控制(zhi)(zhi)的制(zhi)(zhi)度安排和(he)(he)政(zheng)策體系(xi)，努力走一(yi)(yi)條符合中(zhong)國(guo)基本國(guo)情的可持(chi)續發展(zhan)之(zhi)路。相關(guan)建(jian)(jian)議有力地支(zhi)持(chi)了國(guo)家(jia)“十三五”規(gui)劃的制(zhi)(zhi)定。

碳(tan)專項的(de)實施，為(wei)國(guo)家(jia)推進綠(lv)色低碳(tan)發展(zhan)戰略提供了較好(hao)支持。但作為(wei)一個快速轉(zhuan)型的(de)國(guo)家(jia)，當前我國(guo)綠(lv)色低碳(tan)發展(zhan)面臨的(de)國(guo)內外形勢與(yu)專項立項時的(de)情(qing)景完全不同。一方面，從國(guo)內看，經濟發展(zhan)開始(shi)向(xiang)新(xin)常(chang)態轉(zhuan)型，GDP增(zeng)速由(you)高速增(zeng)長向(xiang)中(zhong)高速調整(zheng)，能(neng)源(yuan)需求(qiu)增(zeng)速下滑，由(you)此帶來(lai)能(neng)源(yuan)價格(ge)等(deng)一系列因(yin)素的(de)變(bian)化；另一方面，國(guo)際社會上，全球格(ge)局“西(xi)降東升”的(de)趨(qu)勢依然在持續(xu)。中(zhong)國(guo)科學家(jia)將根據新(xin)形勢，聚焦國(guo)家(jia)需求(qiu)，進一步開展(zhan)相關研(yan)究。

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