深圳率先开展碳通量监测

王伟民

日前，深圳在全国率先开展生态系统碳通量监测，为实现碳达峰、碳中和提供坚实的数据支撑。根据试点地区2020年碳通量监测数据显示，深圳水热潜力较好，植被质量较高。

通量观测是实现

“碳中和评估”的有效途径

通量是指在流体运动中，单位时间内流经某单位面积的某属性量，是表示某属性量输送强度的物理量。在大气科学中，包含动量通量、热通量、物质通量和水通量。而生态系统通量观测，是通过获取典型生态系统地气（海气）间显热、潜热、动量通量、CO2通量、水汽通量的长期观测数据。

近年来，关于全球变化与陆地生态系统的研究，已经从最初人类关注大气微量气体和全球变暖之间的联系，发展到更多地关注生态系统及植被-大气界面的二氧化碳交换过程和反馈机制，而全球碳收支的精确评价及其控制机理也日益成为人们高度重视的研究领域。

当前，国际上一批大型研究计划正在展开不同地区和不同生态系统类型的碳水循环和碳水通量的实验观测，主要目标是利用微气象技术获取某地区代表性植被与大气间的二氧化碳、水汽和热量通量信息，从而评价各陆地生态系统在区域和全球碳收支中的作用。

2020年12月21日，国务院新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书，清晰描绘了中国2060年前实现碳中和的“路线图”。在近期的中央经济会议上，“2030年碳达峰”和“2060年碳中和”被列为2021年八项重点任务之一。

通量观测作为测量区域生态系统与大气间二氧化碳浓度和通量信息的重要手段，是实现“碳排放监测”“碳中和评估”的有效途径。

基于涡度相关技术，

开展碳通量监测

当前，生态系统通量观测的主要方法有空气动力学法、热平衡法和涡度相关法。其中，涡度相关技术为国际上主要的通量观测手段，是通过测定和计算物理量（如温度、CO2、水等）的脉动与垂直风速脉动的协方差求算湍流输送通量的方法。其在观测和求算通量的过程中几乎没有假设，具有坚实的理论基础，适用范围广，被认为是现今唯一能直接测量生物圈与大气间能量与物质交换通量的标准方法，在局部尺度的生物圈与大气间痕量气体通量的测定中得到广泛的认可和应用。

自2018年开始，深圳生态环境监测中心站基于涡度相关技术，在杨梅坑生态监测中心站和田心山生态监测子站开展了碳通量监测。根据2020年的CO2通量监测数据，杨梅坑和田心山区域全年均为净碳汇。其中，杨梅坑、田心山CO2通量年度平均值和夏季碳吸收峰值均大于国内外城市郊区的碳吸收通量，表明深圳市水热潜力较好，植被质量较高。

城市是人类活动对地表影响最深刻的区域。根据监测结果显示，全球CO2排放80%以上来自仅占全球陆地面积2.4%的城市区域。另一方面，城市的植被是重要的碳汇，可以吸收建成区的碳排放。随着深圳城市生态环境保护工作力度持续加大，深圳市生态环境质量已有较大的提升，整体生态系统碳吸收潜力较大。深圳生态环境监测中心站开展的碳通量监测工作将为深圳率先实现碳达峰、碳中和提供坚实的数据支撑。

此外，深圳生态环境监测中心站正在开展碳源跟踪方法，针对深圳市碳排放核算，从“源清单+排放因子”的模型上做出相应的建设与优化，力争通过通量观测的方法与手段“响应”碳达峰的战略观测布局。

构建高密度通量网络，

开展多要素时空观测

在现有通量观测站点的基础上，深圳接下来将根据本市通量监测的实际需求，结合通量重点源汇区、不同下垫面（城市下垫面、海洋下垫面），增加监测指标与站位，建立深圳市的通量观测网络，加密网格化通量观测，开展多要素时空观测。增加辐散（光合有效辐射、净辐射、太阳总辐射等）监测、土壤通量监测等，探索开展CH4、N2O、BVOCS通量监测，增加城市碳排放通量监测、海洋碳通量监测。

开展不同区域不同类型陆地生态系统及植被-大气界面的二氧化碳交换过程和反馈机制的研究分析，建立生态系统碳吸收数值模型，精确评估生態系统的碳吸收固碳能力，支撑碳中和能力评估。

同时开展城市复杂地形条件下通量监测数据分析，建立不同要素通量扩散模型，开展城市通量遥感监测，结合卫星遥感数据，建立以局地碳通量循环为代表的源汇模型、排放清单，对碳排放进行可视化监控与管理。

此外，深圳计划编制《生态系统通量观测规范》《城市碳汇遥感评价技术规范》，探索建立适合珠三角地区的生态系统通量观测规范，打造通量建设、观测、维护、分析的行业标准，扩展通量观测应用的标准化流程。针对科研院所、高校、企业等机构开展可定制化的通量观测服务，积极服务碳达峰、碳中和、城市生态系统服务价值（GEP）核算等管理工作。