草原碳汇研究的重要性和必要性*

郑淑华,金 花*,邢 旗,王保林,王 烨

(1.内蒙古草原勘察设计院,内蒙古 呼和浩特 010051；2.内蒙古农业大学,内蒙古 呼和浩特 010019)

草原生态系统作为一种自然资源具有多功能性。长期以来,由于生产力发展的局限,人们仅仅注重草地承载牲畜和提供饲草料的功能,而忽视了她保持水土、涵养水源、防风固沙、维护生态多样性等其他功能,对草原认识和重视不够,在全球呼唤绿色经济、循环经济、低碳经济的大背景下,草原还具有降低大气中温室气体浓度、减缓全球气候变暖的碳汇作用。中国草原面积约占世界草原面积的1/10左右,居世界第二位,是国土面积的1/5,是我国耕地面积的3.2倍、森林面积的2.5倍,是耕地和森林面积之和的1.42倍,因而,草原是光合作用最大的载体,是我国面积最大的碳库。在全球应对温室效应大背景下,内蒙古的草原碳汇将会发生重要作用。但是,关于草原碳汇功能的研究尚未见过详细报道,因此,快速而准确地掌握草地碳汇功能已成为当前政府部门和草原生态学家关注的焦点、进行草地碳汇功能及其价值的评估十分必要,是草原生态保护建设、缓解气候变暖、维护草原生态环境的需要。

1 草原碳汇的概念

1.1 碳汇

碳汇,一般是指是从空气中清除二氧化碳的过程、活动、机制。

1.2 草原碳汇

草原碳汇是指草原植物吸收大气中的二氧化碳并将其固定在植被或土壤中,从而减少该气体在大气中的浓度。草原是我国陆地生态系统中面积最大的碳库,在降低大气中温室气体浓度、减缓全球气候变暖中,具有十分重要的独特作用。

2 草原碳汇研究的背景

全球气候变化的最明显表现就是气候变暖。全球温度在过去300年上升超过了0.7℃,20世纪上升了0.5℃。最严重的变暖发生在1910～1940年间和1976年至今。如果不采取积极的减排措施,从现在起到2100年,全球的平均气温将继续增加1.4～5.8℃。全球气候变暖趋势持续地不减退,将会给全球生物及其赖以生存的生态环境带来更大的威胁,加速生态系统的破坏、生态服务功能的衰竭生物多样性的丧失。应对气候变化,实现可持续发展,是人类面临的一项紧迫而艰巨的任务。

草原是我国国土的主体,草原植物通过地上的绿色植株进行光合作用,吸收二氧化碳,把碳固定在植物体和土壤中,形成草原碳库。因而,草原具有固碳的重要特性,理应作为应对气候变化的重要基础,但从目前的有关政策和舆论导向来看,突出地存在着单纯、片面地强调森林的固碳作用,并把碳增汇/减排的重任落在造林再造林上,而忽视草原等其他植物资源的错误倾向。因此,很有必要对草原的固碳能力进行全面、客观、科学的分析,开发与研究草原碳汇的评估指标和评估方法,评估草原碳汇功能的经济价值,从而引起全社会的高度关注和重视,更加支持草原保护建设和草原事业发展。

3 草原碳汇研究的重要性和必要性

草原碳汇研究的重要性和必要性体现在以下两个方面:

3.1 草原是面积最大的绿色资源,是我国陆地生态系统中面积最大的碳库

中国草原面积约占世界草原面积的1/10左右,居世界第二位,是国土面积的1/5,是我国耕地面积的3.2倍、森林面积的2.5倍,是耕地和森林面积之和的1.42倍,因而,草原是光合作用最大的载体,是我国面积最大的碳库。根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)发表的报告,草地每年每公顷可固碳 1.3t,以此推算,我国 4亿hm2草原,每年大约可固碳5.2亿t,折合二氧化碳19亿t,大约能抵消我国全年二氧化碳排放总量的30%。草原每年所固定的碳大量存储在草原生态系统,即植物层和土壤层,经过千万年漫长的发展过程,使之成为一个名副其实的巨大碳库。从植物层看,我国草原植物年生长量约为10亿t(鲜草),折合有效干物质2～2.5亿 t,其固碳量能达到0.9～1.13亿 t。据有关研究,草原土壤层的储碳量一般是植被层的15～20倍,即使以15倍计算,我国草原植物层和土壤层的总固碳能力应该达到近20亿t(平均每公顷5t),折合二氧化碳约73亿t,是我国所确定的未来5年二氧化碳减排目标(15亿t)的4.87倍,约相当于178亿人的年呼出量33亿辆汽车的二氧化碳年排放量。如考虑到森林的地面一般均为草本植物所覆盖,以1.95亿hm2森林面积计算,又能固定约10亿t碳,折合二氧化碳约36.5亿t。

3.2 草原碳汇研究是加强草原保护建设、提高应对气候变化水平的迫切需要

草地资源在生态环境上有助于调节气候,保持土壤水分,减少水土流失,促进生态平衡。在2009年9月联合国气候变化峰会上,胡锦涛主席表明了中国积极应对全球气候变化的原则立场。面对气候变化的严峻挑战,我们必须深入贯彻落实科学发展观,采取更加强有力的政策措施与行动,充分发挥草原的固碳功能,使之成为更大更稳定的碳库。党的十七大明确指出:“加强水利、林业、草原建设,加强荒漠化石漠化治理,促进生态修复。加强应对气候变化能力建设,为保护全球气候作出新贡献。”按照十七大要求,我们在生态建设中和应对全球气候变化中,不能只强调植树造林的片面做法和错误的宣传舆论导向,还要真正确立草原也是陆地生态系统的一个“大碳库”的科学理念,重视草原生态、草原发展、植绿护绿。我国在刚刚公布的控制温室气体排放的国家行动目标中,已确定了到2020年新增造林面积和提高森林积蓄量的具体任务,建议加快制定我国《应对气候变化草原行动计划》,进一步明确草原保护建设面积和草原植物生产能力等目标,真正明确了草原在应对气候变化中的重要性。这就迫切需要草原主管部门及时准确地掌握和分析草原碳汇的基本情况,以便进行科学的决策。目前,我国草原碳汇资源监测和信息管理体系还未建立,各级草原主管部门虽已经开始关注草原的碳汇功能,但对草原碳汇功能的时空动态信息还没有掌握。因此,急需研究草原碳汇的形成和维持机制,建立草原碳汇的实际可行的评估标准,以便快速准确地监测草原碳汇资源时空动态变化,分析草原碳汇的时空间分布和程度,预测草原碳汇动态变化的可能趋势。所以,进行草原碳汇功能及其价值评估的研究,是加强草原保护建设提高应对气候变化水平的迫切需要,也是提高我国草原监理管理水平和保证草原资源可持续利用的迫切需求。

3.3 草原碳汇研究是重视草原固碳研究、提高科技支撑水平的现实需要

我国草原固碳方面的研究还非常落后,既缺乏专门的研究人才,也缺乏相关技术支撑,底数不清结论不一的现象非常突出。虽然有些科技人员进行了一些研究,但研究方法往往缺乏创新,研究过程缺乏系统性,研究内容也局限于小范围或特定的草原,缺乏对我国整个草原生态系统的宏观研究。内蒙古草原面积大,分布广泛,气候及地理环境复杂,草原植被类型和利用方式也多种多样,这给开展固碳研究带来一定的难度,通过草原碳汇功能及其价值评估的研究,可以对不同管理利用现状的草原进行碳汇功能的监测,可帮助各级管理部门尽快获悉草原碳汇功能的现状和未来变化趋势,极大提高草原碳汇监测和计量的工作效率,促进各级部门草原碳汇研究工作的重视程度。因此,草原碳汇功能及其价值评估的研究,是争取在较短时间内使草原固碳研究有大的突破提高草原科技支撑水平和应对气候变暖的现实需要。