碳汇功能是指生态系统对大气中CO2的吸收并长期储存的能力,是生态系统的重要生态功能之一。增强碳汇功能,是减缓由于化石燃料燃烧和土地利用变化导致的大气CO2浓度上升和全球气候变暖的有效途径。
碳汇功能是指生态系统对大气中CO2的吸收并长期储存的能力,是生态系统的重要生态功能之一。增强碳汇功能,是减缓由于化石燃料燃烧和土地利用变化导致的大气CO2浓度上升和全球气候变暖的有效途径。
全球草地总面积52.5亿公顷,占地球陆地总面积的40.5%,储存了陆地生态系统总碳量的34%,维持着30%的净初级生产力,提供了全球约30%~50%的畜产品。过去10年中,全球范围内放牧草原是重要的温室气体源(2.0±0.4 Gt CO2e yr-1),而不放牧和轻度放牧的草原贡献了约80%的草原碳汇。
我国是世界草地资源大国,草地总面积2.65亿公顷,其中天然草原2.13亿公顷,占草地总面积的80.6%(第三次全国国土调查数据)。
草原是我国仅次于森林的第二大碳库,在实现“碳达峰、碳中和”战略目标中发挥着重要作用。据最新估测,全球草地每年通过生态恢复实现的生态系统固碳潜力约为23~73亿吨CO2当量,通过改善放牧管理实现的固碳潜力约为1.48~6.99亿吨CO2当量(Bai & Cotrufo, 2022)。因此,理解我国草原生态系统碳源汇强度的年际变异,对准确评估我国碳汇功能具有重要意义。
目前,我国已经开展了大量相关研究,但由于草原生态系统类型和利用方式多样、数据来源和观测方法不统一等原因,草原碳汇功能的评估与提升成为目前生态系统研究中亟待解决的问题。为科学监测草原碳汇与草原生态环境质量,充分发挥物联网、天空地一体化监测技术在草原监测中的作用,研发与应用草原生态系统碳汇自动监测系统开展不同草原类型生态环境和碳汇功能的长期监测,不同草原利用方式的对比研究,科学评估草原生态环境质量与碳汇功能是十分必要和紧迫的。
草原生态系统碳汇监测是基于静态箱法的测定原理,搭载高精度二氧化碳传感器,利用先进自动控制和物联网技术,实现了生态系统尺度碳通量(包括净生态系统碳交换、生态系统呼吸和总初级生产力)的自动测定,解决了以往传统静态箱法监测生态系统碳通量依靠人工操作和测试频率低的问题,实现了净生态系统碳交换和生态系统呼吸的连续自动监测,并配有气象要素、植被光谱和视频监控等辅助功能,为开展基于过程的草原生态环境质量与草原碳汇功能监测研究提供了高频连续的草原生态环境要素和碳通量信息。