中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站王克林研究員團(tuán)隊(duì)在社會-生態(tài)視角下城-鄉(xiāng)人口遷移與流動(dòng)的區(qū)域植被恢復(fù)固碳效應(yīng)研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果于2月8日以研究論文（Article）A large but transient carbon sink from urbanization and rural depopulation in China發(fā)表在Nature Sustainability上。
社會-生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)演變是人地相互作用研究的核心內(nèi)容，是生態(tài)學(xué)和地理學(xué)研究的前沿科學(xué)問題。識別長時(shí)間尺度社會-生態(tài)系統(tǒng)的演變階段、驅(qū)動(dòng)因素和效應(yīng)對未來的社會-生態(tài)系統(tǒng)管理十分重要。中國科學(xué)院院士傅伯杰2020年提出根據(jù)系統(tǒng)要素相互作用變化識別社會-生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換，同時(shí)關(guān)注其驅(qū)動(dòng)因素和本地與溢出效應(yīng)的研究框架，并以黃土高原社會-生態(tài)系統(tǒng)近千年的演變?yōu)榘咐C明了該框架的適用性?？焖俪鞘谢⒋笠?guī)模農(nóng)民外出務(wù)工及生態(tài)工程背景下，中國成為近年來全球“變綠”的熱點(diǎn)區(qū)。一方面，快速城市化引起的土地利用變化導(dǎo)致自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)損失、CO2排放增加；另一方面，農(nóng)村地區(qū)大規(guī)模外出務(wù)工，使人為開發(fā)利用與破壞對自然生態(tài)系統(tǒng)的干擾強(qiáng)度顯著減弱，對區(qū)域植被的恢復(fù)生長及其固碳效應(yīng)產(chǎn)生積極影響。面向國家“雙碳”目標(biāo)，亟需從社會-生態(tài)系統(tǒng)的整體性視角，辨析與權(quán)衡中國快速城市化、大規(guī)模城-鄉(xiāng)人口遷移與流動(dòng)對實(shí)現(xiàn)碳中和的影響與貢獻(xiàn)。
王克林研究員團(tuán)隊(duì)與丹麥哥本哈根大學(xué)Rasmus Fensholt教授、Martin Brandt副教授團(tuán)隊(duì)、法國環(huán)境與氣候科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（LSCE）PhilippeCiais教授、俄克拉荷馬大學(xué)的Xiangming Xiao教授等合作，將人地系統(tǒng)耦合研究前沿與國家碳中和目標(biāo)重大需求相結(jié)合，利用多源長時(shí)間序列衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)（DMSP/OLS、GlobaLand30、Tree Cover、Aboveground Carbon Density）、人口普查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、以及基于移動(dòng)大數(shù)據(jù)的手機(jī)站點(diǎn)記錄數(shù)據(jù)，探究了中國城市化以及人口遷移的時(shí)空特征，量化了不同程度城市化及城-鄉(xiāng)人口遷移與流動(dòng)下的植被地上生物量碳變化。研究發(fā)現(xiàn)2000-2020年間，中國城市化面積增加了約1倍，約60%地區(qū)的人口密度降低；2002-2010年，中國快速城市化擴(kuò)張導(dǎo)致了約0.02 PgC的初始地上碳損失，但在隨后的2010-2019年間，城市化區(qū)域的植被地上碳儲量增加了0.03 PgC，抵消了城市化初期導(dǎo)致的碳損失，這與近些年來城市“綠化”有關(guān)，通過造林、增加城市綠地、建設(shè)社區(qū)公園等方式增加了建成區(qū)的植被碳儲量。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，2002-2019年中國農(nóng)村地區(qū)人口每年減少約1400萬人，植被地上生物量碳每年增加約0.28±0.05PgC，且植被恢復(fù)固碳隨農(nóng)村人口壓力的減弱而增加，而同期城鎮(zhèn)化導(dǎo)致耕地減少4%，表明農(nóng)村人口壓力緩解促進(jìn)了區(qū)域植被恢復(fù)固碳。
研究也發(fā)現(xiàn)由于中國城鄉(xiāng)二元戶籍制度的影響，傳統(tǒng)人口普查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可能會高估農(nóng)村地區(qū)的實(shí)際人口壓力程度，進(jìn)一步以中國“變綠”的熱點(diǎn)區(qū)——西南喀斯特區(qū)為例，利用春節(jié)期間的手機(jī)定位大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)量化了大規(guī)模城-鄉(xiāng)人口流動(dòng)的時(shí)空差異，發(fā)現(xiàn)隨著農(nóng)村外出流動(dòng)人口比例的增加、植被地上生物量碳密度的增加趨勢顯著，進(jìn)一步驗(yàn)證了農(nóng)村人口壓力減少越明顯的地區(qū)植被恢復(fù)固碳越顯著。
研究表明中國快速城市化與碳中和的目標(biāo)并不相互排斥，大規(guī)模城-鄉(xiāng)人口遷移與流動(dòng)可以釋放農(nóng)村地區(qū)人類活動(dòng)對自然生態(tài)系統(tǒng)的擾動(dòng)壓力，促進(jìn)植被覆蓋與生物量的增加，提升生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力，有助于國家碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。然而，研究也發(fā)現(xiàn)近年來中國森林覆蓋度的增加趨勢減緩，森林生長飽和可能限制其長期固碳能力，特別是大規(guī)模人工林生態(tài)服務(wù)功能單一，未來生態(tài)保護(hù)與修復(fù)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注生態(tài)固碳的穩(wěn)定性與可持續(xù)性。面向碳中和，國家重大生態(tài)工程的實(shí)施需要強(qiáng)化社會-生態(tài)系統(tǒng)的整體性，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注人地矛盾的區(qū)域分異，優(yōu)化工程空間布局及適應(yīng)性修復(fù)方案。
論文第一作者為丹麥哥本哈根大學(xué)地理系博士生張曉鑫，通訊作者為王克林研究員團(tuán)隊(duì)的岳躍民研究員、童曉偉博士。該研究得到了國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)基金、區(qū)域聯(lián)合重點(diǎn)基金、國家留學(xué)基金委等項(xiàng)目的支持。
西南喀斯特地區(qū)城-鄉(xiāng)人口流動(dòng)及植被地上生物量碳密度變化