加州理工翁玉林团队证实，塔克拉玛干沙漠正向全球碳汇转型

塔克拉玛干沙漠是中国面积最大、世界第二大的流动性沙漠。其面积约 33.7 万平方公里，高山环绕，阻挡了湿润空气的侵入。因此，该地区极为干旱，年均降雨量低于 50 毫米，植被指数值接近零，流动沙丘占据了 95% 以上的表面。

1978 年，横跨西北华北东北的国家级特大生态工程“三北”工程启动。围着塔克拉玛干沙漠等北方荒漠种树种草，目的是防沙、绿化。

2024 年，环塔克拉玛干沙漠 3,046 公里的绿色防护带把 34 万平方公里的黄沙全部围了起来，建成世界最长的环沙漠生态安全屏障。

（来源：维基百科）

近日，发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一项研究证实，大规模生态恢复正在将这个极端干旱环境转变为碳汇。也就是说，通过几十年种树，沙漠边缘已经开始吸碳了，而且吸得越来越多。

这项研究的通讯作者 Yuk-ling Yung (翁玉林）美籍华人，加州理工学院地质与行星科学系教授。研究方向聚焦行星大气、行星演化、大气化学、大气辐射、天体生物学和全球变化六大领域。曾参与伽利略号、卡西尼-惠更斯号、金星快车号、新视野号等多个深空探测计划。

传统上，大家普遍认为热带雨林是主要的碳汇，沙漠是生物荒漠，甚至随着气候变暖，沙漠土壤里的空气受热膨胀会释放二氧化碳。但这项研究证明，即使在最极端的环境，人为生态修复也能创造碳汇奇迹，为全球干旱区治理提供了可复制的成功模板。

研究团队并未进行大规模实地勘探，而是通过卫星和地面数据，观察沙漠环境的变化。数据覆盖 2001 年至 2024 年。

研究发现，沙漠碳汇受季节变化驱动。塔克拉玛干的吸碳能力像一个“季节开关”，受降雨主导。夏天（7-9 月）是“吸碳旺季”，冬天（12-2 月）基本不吸甚至轻微排碳，反差特别大。

具体而言，冬天每月下雨才 6.4mm，几乎没植物长，光合作用基本停摆，大气里二氧化碳浓度高达 416.3ppm；夏天受夏季风影响，每月下雨涨到 16.3mm（是冬天的 2.5 倍），沙漠边缘的植物趁机生长，光合作用拉满，直接把二氧化碳浓度降到 413.0ppm，比冬天少了 3ppm。3ppm 降幅虽小，但对极端沙漠而言是实打实的吸碳成果。

最值得注意的是，研究人员发现，尽管这些年塔克拉玛干的年降雨量基本没增加，但沙漠边缘的植物越来越多，吸碳能力也一直在提升。

植被覆盖度（NDVI 指数）每年都在涨，光合活性也逐年提升，沙漠边缘的绿地每年能新增 162.2 平方公里，差不多 23,000 个足球场大小。2021 年的时候，沙漠边缘还把部分农田、草地改成了森林和灌木，绿化面积提升，吸碳能力也跟着翻倍。现在沙漠边缘的防护林，每公顷每年能吸收 1.74 吨二氧化碳，而且这个能力还在逐年增强。

图 | 塔克拉玛干沙漠及周边地区平均降水（来源：上述论文）

目前，这项造林工程只在沙漠边缘进行，还没涉及腹地，但就算这样，潜力已经超惊人。如果把防护林铺满整个塔克拉玛干，每年能吸收 5,870 万吨二氧化碳；如果把这种造林模式推广到全国，每年能吸收 16.7 亿吨二氧化碳，相当于我国全年碳排放的 14%。这意味着，干旱沙漠的绿化，能成为中国实现“碳中和”的重要帮手。

此外，在塔克拉玛干种树，对当地和周边来说，也有不少优势。

首先，防沙治沙。防护林减少沙尘暴强度，保护周边农田、公路和村庄。研究指出，沙尘频率下降，基础设施寿命延长；其次，改善微气候。植物增加湿度，缓解极端高温和寒冷，让沙漠边缘的环境慢慢变得更宜居；第三，农业保护。挡住风沙，耕地不再被埋，粮食安全提升。论文讨论中提到，绿化还能提升生物多样性，支持本地经济。

事实上，全球很多国家都在搞沙漠绿化，比如非洲的撒哈拉“绿色长城”、沙特阿拉伯的沙漠造林，但因为干旱、资金、协调等问题，大多没成功。

而塔克拉玛干的成功，是全球首个把极端干旱沙漠改造成碳汇的案例，这表明，哪怕是最干、最贫瘠的沙漠，只要人类有规划、持续地搞生态修复，不仅能绿化，还能帮地球减碳，为全球的沙漠治理和气候变暖问题，提供了一个可复制的“中国方案”。

研究也指出，目前的碳汇只在沙漠边缘，腹地还是流沙荒漠；而且沙漠植物特别依赖水，未来如果气候变暖导致降水变化，吸碳能力可能会受影响。所以未来的沙漠造林，还是要“因地制宜”，选择耐干旱的本土植物，兼顾绿化和水资源保护，不能盲目种树。

1.Salma Noor et al, Human-induced biospheric carbon sink: Impact from the Taklamakan Afforestation Project, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2523388123

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