方精云院士：生态系统碳汇是地球系统动态反馈的产物

实现碳达峰碳中和目标已成为中国的国家战略。实现碳中和的核心是碳减排和碳增汇，它们是实现碳中和的两个决定因素。其中，增加生态系统对二氧化碳的吸收（称之为“碳汇”，carbon sink），是降低大气二氧化碳浓度、减缓全球温度上升、应对气候变化、实现碳中和不可或缺的途径。因此，研究陆地生态系统碳汇及其分布是地球环境变化研究的核心议题，也是世界各国高度重视的科技领域。

地球系统是一个动态反馈系统。按照苏联学者弗拉基米尔·伊万诺维奇·维尔纳茨基（V. I. Vernadsky）的生物圈理论，以及英国科学家詹姆斯·洛夫洛克（J. E. Lovelock）和美国生物学家林恩·马古利斯（L. Margulis）的盖娅（Gaia）假说，地球是由生物圈、大气圈、水圈等圈层组成，由生命控制的完整的动态系统。地球表层大多数化学元素的循环实质上是由生物参与的生物地球化学循环。人类社会是地表系统中的一个特殊组分，人类活动已成为控制地表系统物质循环和能量流动及其演变方向的重要因素，已经并且继续改变着地球生物圈的性质。

这让我想起我国已故著名古生物学家张昀先生在他的《生物进化》（北京大学出版社，1998）一书中提到的一个非常有趣的现象。他提到，自太古以来，地表温度虽然有变化，但从来没有升温到海洋干涸的程度，也从来没有降温到全球海洋全部冻结的程度。而按天体物理学家的推算，太阳辐射自太古宙至今至少增加了30%。按物理学原理计算，这足以引起全球海洋干涸或冻结，但地质时期从未发生过这种情况。这只能归因于地球生物圈的存在和以生物圈为中心的盖娅的自我调节、控制的功能。张昀先生提到的现象对我们理解地球系统演化以及包括生态系统碳源汇问题在内的生物地球化学循环有着重要的启示作用。

我想，生态系统碳汇不正是地球系统的一种典型的自我调节和反馈作用的产物吗？人类活动向大气系统释放了大量的CO₂，但这些CO₂ 并非全部聚集在大气中，而相当一部分作为生态系统的碳汇，存储在陆地和海洋生物圈之中。以陆地生态系统为例，最近的研究显示，全球陆地生态系统从20 世纪60年代的弱碳源（–0.2 Pg C/a）（注：1 Pg=1015 g），增加到21 世纪第一个10 年的显著碳汇（1.9 Pg C/a），说明陆地生态系统在调节大气CO₂ 浓度中的显著作用。换言之，生态系统碳汇是地球系统对人类活动大量使用化石燃料、排放CO₂的一种调节反馈作用。同样，全球温度变化是否也会受到地球反馈系统的最终调节呢？从这种角度去理解全球变化问题，或许能给我们带来不同的思考和新的启示。从这种角度看，碳汇研究的价值不只是对实现碳中和目标有现实意义，对我们理解地球系统本身的动态反馈作用也是重要的。

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中国陆地生态系统碳汇手册购买

方精云 等 著

北京: 科学出版社, 2026. 6

ISBN 978-7-03-085527-5

《中国陆地生态系统碳汇手册》（以下简称《手册》）是在国家重点研发计划项目“陆地生态系统碳源汇监测技术及指标体系”和国家自然科学基金基础科学中心项目“生态系统对全球变化的响应”等支持下，经过8 年的努力研编完成的。研编团队成员通过整合历史数据和团队自身的研究结果，构建我国陆地生态系统碳源汇模拟系统，阐明碳源汇大小及时空格局；构建不同空间尺度生态系统碳储量和碳汇全组分的参数体系，最终研编完成《手册》。

《手册》从中国陆地生态系统的角度，给出了各个类型生态系统碳汇的大小、分布以及中国县域、省域和全国尺度碳汇的估计值，希望它不仅能为读者提供我国主要生态系统及不同空间尺度的碳汇大小和分布数据，也能为读者理解我国生态系统的结构、功能及其变化提供参考。

《手册》的主要目的是为读者提供我国主要生态系统类型或区域碳汇大小的参考数值，但这些数值并不都是精确无误的。由于生态系统的复杂性、数据积累的不足以及作者能力的局限，要给出精确的数值几乎是不可能的，但团队成员还是克服种种困难，尽了最大努力，十易其稿，对数值进行认真且仔细的计算和核对。尽管如此，这些数值依然存在这样那样的问题，仅供读者参考。另外，我们认为，森林、草地和灌丛，尤其是它们的地上碳库和碳汇数值有更高的精确度，而对于湿地和农田，其不确定性可能更大。

在《手册》的研编过程中，参与人员和众多研究生做了大量工作。多位专家和国内外同行对项目的推进和书稿的撰写提出了宝贵意见和建议。特别是，傅伯杰院士、于贵瑞院士、孟平研究员、刘国华研究员、黄耀研究员、胡水金教授、冯晓娟研究员、刘玲莉研究员、杨元合研究员、温学发研究员、朱彪教授，以及中国21世纪议程管理中心的何霄嘉博士给予了极大支持和悉心指导；项目办公室朱江玲、吉成均和赵燕等做了大量项目管理、协调和保障工作；科学出版社科学生物分社编辑同志在出版过程中给予了认真编辑和校稿。在此，一并致谢。

最后，希望《手册》能为推动我国陆地生态系统碳汇研究、理解生态系统的结构和功能等发挥积极作用。对《手册》中存在的不足之处，恳请同行专家与广大读者批评指正。

中国科学院院士 方精云

2025 年10 月1 日

本文摘编自《中国陆地生态系统碳汇手册》（方精云等著.北京: 科学出版社, 2026. 6）一书“生态系统碳汇是地球系统动态反馈的产物（代序言）”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-085527-5

审图号：GS京（2026）0841号

责任编辑：王 静 马 俊 李 迪 田明霞

阐明陆地生态系统碳汇的基本特征，是理解和评估我国生态系统服务功能的重要基础。本手册通过整合现有文献资料和本手册研究团队的相关成果，系统总结了我国森林、草地、灌丛、湿地、农田、城市等生态系统的碳汇参数，并通过遥感、过程模型等手段，估算了我国不同尺度陆地生态系统碳汇的大小及时空分布，构建了不同空间尺度生态系统碳储量和碳汇全组分的参数体系。

本手册旨在为读者提供我国主要生态系统类型以及县域、省域和全国尺度碳汇大小的参考数值，为碳收支和碳管理相关领域的科研、教学和管理人员提供参考。

（本文编辑：刘四旦）

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