深圳率先開展碳通量監測

王偉民

日前，深圳在全國率先開展生態系統碳通量監測，為實現碳達峰、碳中和提供堅實的數據支撐。根據試點地區2020年碳通量監測數據顯示，深圳水熱潛力較好，植被質量較高。

通量觀測是實現

“碳中和評估”的有效途徑

通量是指在流體運動中，單位時間內流經某單位面積的某屬性量，是表示某屬性量輸送強度的物理量。在大氣科學中，包含動量通量、熱通量、物質通量和水通量。而生態系統通量觀測，是通過獲取典型生態系統地氣（海氣）間顯熱、潛熱、動量通量、CO2通量、水汽通量的長期觀測數據。

近年來，關于全球變化與陸地生態系統的研究，已經從最初人類關注大氣微量氣體和全球變暖之間的聯系，發展到更多地關注生態系統及植被-大氣界面的二氧化碳交換過程和反饋機制，而全球碳收支的精確評價及其控制機理也日益成為人們高度重視的研究領域。

當前，國際上一批大型研究計劃正在展開不同地區和不同生態系統類型的碳水循環和碳水通量的實驗觀測，主要目標是利用微氣象技術獲取某地區代表性植被與大氣間的二氧化碳、水汽和熱量通量信息，從而評價各陸地生態系統在區域和全球碳收支中的作用。

2020年12月21日，國務院新聞辦公室發布《新時代的中國能源發展》白皮書，清晰描繪了中國2060年前實現碳中和的“路線圖”。在近期的中央經濟會議上，“2030年碳達峰”和“2060年碳中和”被列為2021年八項重點任務之一。

通量觀測作為測量區域生態系統與大氣間二氧化碳濃度和通量信息的重要手段，是實現“碳排放監測”“碳中和評估”的有效途徑。

基于渦度相關技術，

開展碳通量監測

當前，生態系統通量觀測的主要方法有空氣動力學法、熱平衡法和渦度相關法。其中，渦度相關技術為國際上主要的通量觀測手段，是通過測定和計算物理量（如溫度、CO2、水等）的脈動與垂直風速脈動的協方差求算湍流輸送通量的方法。其在觀測和求算通量的過程中幾乎沒有假設，具有堅實的理論基礎，適用范圍廣，被認為是現今唯一能直接測量生物圈與大氣間能量與物質交換通量的標準方法，在局部尺度的生物圈與大氣間痕量氣體通量的測定中得到廣泛的認可和應用。

自2018年開始，深圳生態環境監測中心站基于渦度相關技術，在楊梅坑生態監測中心站和田心山生態監測子站開展了碳通量監測。根據2020年的CO2通量監測數據，楊梅坑和田心山區域全年均為凈碳匯。其中，楊梅坑、田心山CO2通量年度平均值和夏季碳吸收峰值均大于國內外城市郊區的碳吸收通量，表明深圳市水熱潛力較好，植被質量較高。

城市是人類活動對地表影響最深刻的區域。根據監測結果顯示，全球CO2排放80%以上來自僅占全球陸地面積2.4%的城市區域。另一方面，城市的植被是重要的碳匯，可以吸收建成區的碳排放。隨著深圳城市生態環境保護工作力度持續加大，深圳市生態環境質量已有較大的提升，整體生態系統碳吸收潛力較大。深圳生態環境監測中心站開展的碳通量監測工作將為深圳率先實現碳達峰、碳中和提供堅實的數據支撐。

此外，深圳生態環境監測中心站正在開展碳源跟蹤方法，針對深圳市碳排放核算，從“源清單+排放因子”的模型上做出相應的建設與優化，力爭通過通量觀測的方法與手段“響應”碳達峰的戰略觀測布局。

構建高密度通量網絡，

開展多要素時空觀測

在現有通量觀測站點的基礎上，深圳接下來將根據本市通量監測的實際需求，結合通量重點源匯區、不同下墊面（城市下墊面、海洋下墊面），增加監測指標與站位，建立深圳市的通量觀測網絡，加密網格化通量觀測，開展多要素時空觀測。增加輻散（光合有效輻射、凈輻射、太陽總輻射等）監測、土壤通量監測等，探索開展CH4、N2O、BVOCS通量監測，增加城市碳排放通量監測、海洋碳通量監測。

開展不同區域不同類型陸地生態系統及植被-大氣界面的二氧化碳交換過程和反饋機制的研究分析，建立生態系統碳吸收數值模型，精確評估生態系統的碳吸收固碳能力，支撐碳中和能力評估。

同時開展城市復雜地形條件下通量監測數據分析，建立不同要素通量擴散模型，開展城市通量遙感監測，結合衛星遙感數據，建立以局地碳通量循環為代表的源匯模型、排放清單，對碳排放進行可視化監控與管理。

此外，深圳計劃編制《生態系統通量觀測規范》《城市碳匯遙感評價技術規范》，探索建立適合珠三角地區的生態系統通量觀測規范，打造通量建設、觀測、維護、分析的行業標準，擴展通量觀測應用的標準化流程。針對科研院所、高校、企業等機構開展可定制化的通量觀測服務，積極服務碳達峰、碳中和、城市生態系統服務價值（GEP）核算等管理工作。