方精云院士：生態系統碳匯是地球系統動態反饋的產物

實現碳達峰碳中和目標已成為中國的國家戰略。實現碳中和的核心是碳減排和碳增匯，它們是實現碳中和的兩個決定因素。其中，增加生態系統對二氧化碳的吸收（稱之為“碳匯”，carbon sink），是降低大氣二氧化碳濃度、減緩全球溫度上升、應對氣候變化、實現碳中和不可或缺的途徑。因此，研究陸地生態系統碳匯及其分布是地球環境變化研究的核心議題，也是世界各國高度重視的科技領域。

地球系統是一個動態反饋系統。按照蘇聯學者弗拉基米爾·伊萬諾維奇·維爾納茨基（V. I. Vernadsky）的生物圈理論，以及英國科學家詹姆斯·洛夫洛克（J. E. Lovelock）和美國生物學家林恩·馬古利斯（L. Margulis）的蓋婭（Gaia）假說，地球是由生物圈、大氣圈、水圈等圈層組成，由生命控制的完整的動態系統。地球表層大多數化學元素的循環實質上是由生物參與的生物地球化學循環。人類社會是地表系統中的一個特殊組分，人類活動已成為控制地表系統物質循環和能量流動及其演變方向的重要因素，已經并且繼續改變著地球生物圈的性質。

這讓我想起我國已故著名古生物學家張昀先生在他的《生物進化》（北京大學出版社，1998）一書中提到的一個非常有趣的現象。他提到，自太古以來，地表溫度雖然有變化，但從來沒有升溫到海洋干涸的程度，也從來沒有降溫到全球海洋全部凍結的程度。而按天體物理學家的推算，太陽輻射自太古宙至今至少增加了30%。按物理學原理計算，這足以引起全球海洋干涸或凍結，但地質時期從未發生過這種情況。這只能歸因于地球生物圈的存在和以生物圈為中心的蓋婭的自我調節、控制的功能。張昀先生提到的現象對我們理解地球系統演化以及包括生態系統碳源匯問題在內的生物地球化學循環有著重要的啟示作用。

我想，生態系統碳匯不正是地球系統的一種典型的自我調節和反饋作用的產物嗎？人類活動向大氣系統釋放了大量的CO?，但這些CO? 并非全部聚集在大氣中，而相當一部分作為生態系統的碳匯，存儲在陸地和海洋生物圈之中。以陸地生態系統為例，最近的研究顯示，全球陸地生態系統從20 世紀60年代的弱碳源（–0.2 Pg C/a）（注：1 Pg=1015 g），增加到21 世紀第一個10 年的顯著碳匯（1.9 Pg C/a），說明陸地生態系統在調節大氣CO? 濃度中的顯著作用。換言之，生態系統碳匯是地球系統對人類活動大量使用化石燃料、排放CO?的一種調節反饋作用。同樣，全球溫度變化是否也會受到地球反饋系統的最終調節呢？從這種角度去理解全球變化問題，或許能給我們帶來不同的思考和新的啟示。從這種角度看，碳匯研究的價值不只是對實現碳中和目標有現實意義，對我們理解地球系統本身的動態反饋作用也是重要的。

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中國陸地生態系統碳匯手冊購買

方精云 等 著

北京: 科學出版社, 2026. 6

ISBN 978-7-03-085527-5

《中國陸地生態系統碳匯手冊》（以下簡稱《手冊》）是在國家重點研發計劃項目“陸地生態系統碳源匯監測技術及指標體系”和國家自然科學基金基礎科學中心項目“生態系統對全球變化的響應”等支持下，經過8 年的努力研編完成的。研編團隊成員通過整合歷史數據和團隊自身的研究結果，構建我國陸地生態系統碳源匯模擬系統，闡明碳源匯大小及時空格局；構建不同空間尺度生態系統碳儲量和碳匯全組分的參數體系，最終研編完成《手冊》。

《手冊》從中國陸地生態系統的角度，給出了各個類型生態系統碳匯的大小、分布以及中國縣域、省域和全國尺度碳匯的估計值，希望它不僅能為讀者提供我國主要生態系統及不同空間尺度的碳匯大小和分布數據，也能為讀者理解我國生態系統的結構、功能及其變化提供參考。

《手冊》的主要目的是為讀者提供我國主要生態系統類型或區域碳匯大小的參考數值，但這些數值并不都是精確無誤的。由于生態系統的復雜性、數據積累的不足以及作者能力的局限，要給出精確的數值幾乎是不可能的，但團隊成員還是克服種種困難，盡了最大努力，十易其稿，對數值進行認真且仔細的計算和核對。盡管如此，這些數值依然存在這樣那樣的問題，僅供讀者參考。另外，我們認為，森林、草地和灌叢，尤其是它們的地上碳庫和碳匯數值有更高的精確度，而對于濕地和農田，其不確定性可能更大。

在《手冊》的研編過程中，參與人員和眾多研究生做了大量工作。多位專家和國內外同行對項目的推進和書稿的撰寫提出了寶貴意見和建議。特別是，傅伯杰院士、于貴瑞院士、孟平研究員、劉國華研究員、黃耀研究員、胡水金教授、馮曉娟研究員、劉玲莉研究員、楊元合研究員、溫學發研究員、朱彪教授，以及中國21世紀議程管理中心的何霄嘉博士給予了極大支持和悉心指導；項目辦公室朱江玲、吉成均和趙燕等做了大量項目管理、協調和保障工作；科學出版社科學生物分社編輯同志在出版過程中給予了認真編輯和校稿。在此，一并致謝。

最后，希望《手冊》能為推動我國陸地生態系統碳匯研究、理解生態系統的結構和功能等發揮積極作用。對《手冊》中存在的不足之處，懇請同行專家與廣大讀者批評指正。

中國科學院院士 方精云

2025 年10 月1 日

本文摘編自《中國陸地生態系統碳匯手冊》（方精云等著.北京: 科學出版社, 2026. 6）一書“生態系統碳匯是地球系統動態反饋的產物（代序言）”，有刪減修改，標題為編者所加。

ISBN 978-7-03-085527-5

審圖號：GS京（2026）0841號

責任編輯：王 靜 馬 俊 李 迪 田明霞

闡明陸地生態系統碳匯的基本特征，是理解和評估我國生態系統服務功能的重要基礎。本手冊通過整合現有文獻資料和本手冊研究團隊的相關成果，系統總結了我國森林、草地、灌叢、濕地、農田、城市等生態系統的碳匯參數，并通過遙感、過程模型等手段，估算了我國不同尺度陸地生態系統碳匯的大小及時空分布，構建了不同空間尺度生態系統碳儲量和碳匯全組分的參數體系。

本手冊旨在為讀者提供我國主要生態系統類型以及縣域、省域和全國尺度碳匯大小的參考數值，為碳收支和碳管理相關領域的科研、教學和管理人員提供參考。

（本文編輯：劉四旦）

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