王偉民

日前，深圳在全國(guó)率先開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)碳通量監(jiān)測(cè)，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。根據(jù)試點(diǎn)地區(qū)2020年碳通量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，深圳水熱潛力較好，植被質(zhì)量較高。

通量觀測(cè)是實(shí)現(xiàn)

“碳中和評(píng)估”的有效途徑

通量是指在流體運(yùn)動(dòng)中，單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某單位面積的某屬性量，是表示某屬性量輸送強(qiáng)度的物理量。在大氣科學(xué)中，包含動(dòng)量通量、熱通量、物質(zhì)通量和水通量。而生態(tài)系統(tǒng)通量觀測(cè)，是通過(guò)獲取典型生態(tài)系統(tǒng)地氣（海氣）間顯熱、潛熱、動(dòng)量通量、CO2通量、水汽通量的長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)。

近年來(lái)，關(guān)于全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)的研究，已經(jīng)從最初人類關(guān)注大氣微量氣體和全球變暖之間的聯(lián)系，發(fā)展到更多地關(guān)注生態(tài)系統(tǒng)及植被-大氣界面的二氧化碳交換過(guò)程和反饋機(jī)制，而全球碳收支的精確評(píng)價(jià)及其控制機(jī)理也日益成為人們高度重視的研究領(lǐng)域。

當(dāng)前，國(guó)際上一批大型研究計(jì)劃正在展開(kāi)不同地區(qū)和不同生態(tài)系統(tǒng)類型的碳水循環(huán)和碳水通量的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)，主要目標(biāo)是利用微氣象技術(shù)獲取某地區(qū)代表性植被與大氣間的二氧化碳、水汽和熱量通量信息，從而評(píng)價(jià)各陸地生態(tài)系統(tǒng)在區(qū)域和全球碳收支中的作用。

2020年12月21日，國(guó)務(wù)院新聞辦公室發(fā)布《新時(shí)代的中國(guó)能源發(fā)展》白皮書(shū)，清晰描繪了中國(guó)2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的“路線圖”。在近期的中央經(jīng)濟(jì)會(huì)議上，“2030年碳達(dá)峰”和“2060年碳中和”被列為2021年八項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)之一。

通量觀測(cè)作為測(cè)量區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)與大氣間二氧化碳濃度和通量信息的重要手段，是實(shí)現(xiàn)“碳排放監(jiān)測(cè)”“碳中和評(píng)估”的有效途徑。

基于渦度相關(guān)技術(shù)，

開(kāi)展碳通量監(jiān)測(cè)

當(dāng)前，生態(tài)系統(tǒng)通量觀測(cè)的主要方法有空氣動(dòng)力學(xué)法、熱平衡法和渦度相關(guān)法。其中，渦度相關(guān)技術(shù)為國(guó)際上主要的通量觀測(cè)手段，是通過(guò)測(cè)定和計(jì)算物理量（如溫度、CO2、水等）的脈動(dòng)與垂直風(fēng)速脈動(dòng)的協(xié)方差求算湍流輸送通量的方法。其在觀測(cè)和求算通量的過(guò)程中幾乎沒(méi)有假設(shè)，具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，適用范圍廣，被認(rèn)為是現(xiàn)今唯一能直接測(cè)量生物圈與大氣間能量與物質(zhì)交換通量的標(biāo)準(zhǔn)方法，在局部尺度的生物圈與大氣間痕量氣體通量的測(cè)定中得到廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。

自2018年開(kāi)始，深圳生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站基于渦度相關(guān)技術(shù)，在楊梅坑生態(tài)監(jiān)測(cè)中心站和田心山生態(tài)監(jiān)測(cè)子站開(kāi)展了碳通量監(jiān)測(cè)。根據(jù)2020年的CO2通量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，楊梅坑和田心山區(qū)域全年均為凈碳匯。其中，楊梅坑、田心山CO2通量年度平均值和夏季碳吸收峰值均大于國(guó)內(nèi)外城市郊區(qū)的碳吸收通量，表明深圳市水熱潛力較好，植被質(zhì)量較高。

城市是人類活動(dòng)對(duì)地表影響最深刻的區(qū)域。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，全球CO2排放80%以上來(lái)自僅占全球陸地面積2.4%的城市區(qū)域。另一方面，城市的植被是重要的碳匯，可以吸收建成區(qū)的碳排放。隨著深圳城市生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作力度持續(xù)加大，深圳市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量已有較大的提升，整體生態(tài)系統(tǒng)碳吸收潛力較大。深圳生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站開(kāi)展的碳通量監(jiān)測(cè)工作將為深圳率先實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。

此外，深圳生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站正在開(kāi)展碳源跟蹤方法，針對(duì)深圳市碳排放核算，從“源清單+排放因子”的模型上做出相應(yīng)的建設(shè)與優(yōu)化，力爭(zhēng)通過(guò)通量觀測(cè)的方法與手段“響應(yīng)”碳達(dá)峰的戰(zhàn)略觀測(cè)布局。

構(gòu)建高密度通量網(wǎng)絡(luò)，

開(kāi)展多要素時(shí)空觀測(cè)

在現(xiàn)有通量觀測(cè)站點(diǎn)的基礎(chǔ)上，深圳接下來(lái)將根據(jù)本市通量監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求，結(jié)合通量重點(diǎn)源匯區(qū)、不同下墊面（城市下墊面、海洋下墊面），增加監(jiān)測(cè)指標(biāo)與站位，建立深圳市的通量觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，加密網(wǎng)格化通量觀測(cè)，開(kāi)展多要素時(shí)空觀測(cè)。增加輻散（光合有效輻射、凈輻射、太陽(yáng)總輻射等）監(jiān)測(cè)、土壤通量監(jiān)測(cè)等，探索開(kāi)展CH4、N2O、BVOCS通量監(jiān)測(cè)，增加城市碳排放通量監(jiān)測(cè)、海洋碳通量監(jiān)測(cè)。

開(kāi)展不同區(qū)域不同類型陸地生態(tài)系統(tǒng)及植被-大氣界面的二氧化碳交換過(guò)程和反饋機(jī)制的研究分析，建立生態(tài)系統(tǒng)碳吸收數(shù)值模型，精確評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)的碳吸收固碳能力，支撐碳中和能力評(píng)估。

同時(shí)開(kāi)展城市復(fù)雜地形條件下通量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，建立不同要素通量擴(kuò)散模型，開(kāi)展城市通量遙感監(jiān)測(cè)，結(jié)合衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，建立以局地碳通量循環(huán)為代表的源匯模型、排放清單，對(duì)碳排放進(jìn)行可視化監(jiān)控與管理。

此外，深圳計(jì)劃編制《生態(tài)系統(tǒng)通量觀測(cè)規(guī)范》《城市碳匯遙感評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》，探索建立適合珠三角地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)通量觀測(cè)規(guī)范，打造通量建設(shè)、觀測(cè)、維護(hù)、分析的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)展通量觀測(cè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化流程。針對(duì)科研院所、高校、企業(yè)等機(jī)構(gòu)開(kāi)展可定制化的通量觀測(cè)服務(wù)，積極服務(wù)碳達(dá)峰、碳中和、城市生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值（GEP）核算等管理工作。