2024-08-14 15:25:03
7月31日，西北農林科技大學水土保持科學與工程學院（水土保持研究所）岳超研究員團隊在國際著名綜合性期刊自然通訊上發(fā)表題為“Substantial terrestrial carbon emissions from global expansion of impervious surface area”的研究論文。西北農林科技大學深圳研究院邱玲花副研究員和水保學院何俊皓副研究員為共同第一作者，岳超研究員為論文通訊作者，法國氣候與環(huán)境科學實驗室Philippe Ciais教授和寧波東方理工大學鄭春苗教授為貢獻作者。
全球城市土地面積在過去三十年內擴張了一倍多，到本世紀末預計將再增加一半甚至一倍。城市化引起的全球不透水面擴張造成的陸地碳排放，是大氣CO2增長的人為碳排放的潛在重要組成部分。然而，其對全球碳循環(huán)中的貢獻仍然未知。本研究應用全球高分辨率不透水面遙感產品首次對1992-2018年全球不透水面時空分布及其擴張導致的碳排放進行了評估。
研究發(fā)現(xiàn)，全球不透水面面積從1992年的37萬平方公里增長至2018年的78萬平方公里，增長了41萬平方公里，增長幅度達112%。其中65%的不透水面擴張來源于耕地。采用Meta分析得到的不透水面覆蓋后土壤有機碳（SOC）平均損失率59.5%為不透水面擴張導致的SOC碳排放上限，IPCC國家溫室氣體排放清單指南Tier 1默認的SOC損失率20%作為SOC碳排放下限，結合全球生物量及0–30cm表層土壤SOC碳密度數(shù)據(jù)產品，發(fā)現(xiàn)1993-2018年間全球不透水面擴張導致的陸地碳排放總量為1.19-1.95 Pg C（45.8-74.9 Tg C yr-1），占同時期全球土地利用碳排放的3.7%–6.0%（圖1）。
圖1 1993-2018年全球不透水面擴張及其陸地碳排放
此外，本研究評估了聯(lián)合國氣候變化框架公約中附件一國家不透水面擴張導致的陸地碳排放，與這些國家提供的國家溫室氣體排放清單中因人類居住地擴張引起的陸地碳排放大致相當（圖2）。
圖2 附件一國家不透水面擴張導致的陸地碳排放
與國家溫室氣體排放清單（NGHGIs）中
人類居住地擴張造成的陸地碳排放
研究還發(fā)現(xiàn)，全球、發(fā)達國家以及發(fā)展中國家不透水面擴張導致的陸地碳排放可歸因于總人口、城市化率、城市人均不透水面面積、不透水面擴張加速因子以及碳排放強度等社會經濟因素。在國家尺度上，不透水面擴張導致的陸地碳排放的增長模式與其社會經濟發(fā)展水平密切相關（圖3）。
圖3 1993-2018年間不透水面擴張陸地碳排放
及其驅動因素的相對變化率與人均國內
生產總值（GDP）之間的關系
本研究為未來社會經濟發(fā)展驅動的不透水面擴張導致的陸地碳排放建立了預測框架。研究強調通過可持續(xù)城市規(guī)劃以減少陸地碳排放或面臨巨大挑戰(zhàn)，應引起公眾、城市規(guī)劃者、政策制定者以及利益相關者的關注。
研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目（2023YFB3907403）、第二次青藏高原綜合科學考察研究（2022QZKK0101）、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（XDB40000000）等項目的聯(lián)合資助。
論文信息：Qiu, L., He, J., Yue, C., Ciais, P., Zheng, C., 2024. Substantial terrestrial carbon emissions from global expansion of impervious surface area. Nat Commun 15, 6456.
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