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每個(gè)月，劉玉莉和陳曉峰都要來雷竹林收集碳匯數(shù)據(jù)。

渦度系統(tǒng)是觀測(cè)碳匯的核心。

雷竹林間的碳匯通量觀測(cè)塔。

近日，國家林業(yè)局下發(fā)《關(guān)于確定森林可持續(xù)經(jīng)營試點(diǎn)單位的通知》，包括臨安市在內(nèi)的全國12個(gè)城市（單位）被確定為國家森林可持續(xù)經(jīng)營試點(diǎn)單位，臨安是我省唯一入選單位。
從上世紀(jì)90年代起，臨安就持續(xù)開展對(duì)森林可持續(xù)經(jīng)營的探索和實(shí)踐。通過在山核桃林下套種茶葉、小竹、楊桐、紫萁等經(jīng)濟(jì)作物，成功實(shí)施“山核桃 ”復(fù)合栽培。同時(shí)，還積極推進(jìn)退化竹林改造，使山核桃產(chǎn)值從每公頃2.1萬元提高到3.2萬元；雷竹產(chǎn)值由每公頃6萬元提高到15萬元以上。
更為難能可貴的是，作為全國碳匯林業(yè)試驗(yàn)區(qū)，近年來，臨安還緊緊依托浙江農(nóng)林大學(xué)（簡稱農(nóng)林大）的科研優(yōu)勢(shì)，積極開展森林碳匯的研究和經(jīng)營，使臨安的一草一木，既掙“果子”錢，又掙“空氣”錢，為“人口、資源、環(huán)境與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展”提供重要示范。
在全球氣候日益受到關(guān)注的今天，一個(gè)國家的“碳儲(chǔ)量”，已成為簽訂《京都協(xié)議書》談判桌上的重要籌碼。去年，臨安42戶林農(nóng)深耕多年的碳匯林被成功折現(xiàn)交易，更使碳匯成為尋常百姓的熱門話題。
那么，碳匯究竟是如何測(cè)算的？不同植物，“碳儲(chǔ)量”有高低嗎？一片竹林究竟對(duì)緩解氣候變化起到多大的作用？……帶著諸多設(shè)問，記者近日與農(nóng)林大的碳匯博士們走進(jìn)位于臨安太湖源的一片竹林，那里的碳通量觀測(cè)系統(tǒng)，為我們一一揭秘。

其實(shí)植物也會(huì)排放二氧化碳的
要搞清碳匯究竟是如何觀測(cè)計(jì)量的？首先得弄明白什么是碳匯？
植物并不是完全像有些人以為的那樣，“吃”的是二氧化碳（下稱CO2），排放的是氧氣。事實(shí)上，植物在每天的新陳代謝中，既會(huì)吸收CO2，也會(huì)排放CO2。白天太陽照射產(chǎn)生光合作用時(shí)，植物會(huì)吸收CO2；夜間光合作用“占下風(fēng)”，則會(huì)排放CO2。
一天下來，如果吸收大于排放，兩者的差稱之為“碳匯”（也就是說，有多余的CO2被吸收鎖定在植物體內(nèi)，稱之為“固碳”）；如果遇到雨天或陰天，植物光合作用不那么強(qiáng)勢(shì)，就有可能會(huì)導(dǎo)致排放大于吸收，兩者的差則稱之為“碳源”。

雷竹在產(chǎn)筍旺季固碳能力最低
每月月初，農(nóng)林大的碳匯博士劉玉莉和她的學(xué)弟陳曉峰，都會(huì)驅(qū)車前往太湖源鎮(zhèn)夏村的一片雷竹林，收集竹林在上一個(gè)月的碳匯數(shù)據(jù)。這片雷竹林就是我省“重要經(jīng)濟(jì)林系統(tǒng)固碳減排關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范基地”。在這片占地100畝的雷竹林里，建有專業(yè)檢測(cè)雷竹碳匯的設(shè)備——碳通量觀測(cè)系統(tǒng)。
該系統(tǒng)建在一座高37米的鐵塔上，共7層，地上3層分別裝有梯度系統(tǒng)、渦度系統(tǒng)和廓線觀測(cè)系統(tǒng)，在土壤下方3cm、5cm、50cm、100cm，還裝有熱通量板，可以觀測(cè)CO2和水從土壤到植被再到大氣的擴(kuò)散過程。
“看一下系統(tǒng)數(shù)據(jù)，我們就能對(duì)雷竹在一天里CO2的吸收和排放情況一目了然，早8點(diǎn)至傍晚6點(diǎn)半，吸收CO2；傍晚6點(diǎn)半以后，排放CO2。如果這一天中，雷竹林對(duì)CO2的吸收大于排放，那么兩者的差就是碳匯，反之就是碳源。”
劉玉莉介紹說，該系統(tǒng)自2010年建成以來，他們對(duì)這片雷竹林產(chǎn)生的碳匯數(shù)據(jù)，進(jìn)行了長達(dá)5年的跟蹤監(jiān)測(cè)。發(fā)現(xiàn)在1-2月，竹林的固碳能力最弱，表現(xiàn)為碳源。“這是因?yàn)檫@兩個(gè)月，竹林實(shí)施礱糠覆蓋，雷竹在產(chǎn)筍旺季，需要排放大量的CO2。”春、夏、秋三季，則表現(xiàn)為碳匯。尤其是6月和9月，固碳能力達(dá)到最鼎盛，呈雙峰變化曲線。12月入冬，表現(xiàn)為輕微碳匯。
觀測(cè)還發(fā)現(xiàn)，竹齡為2-3歲的幼竹，固碳能力最強(qiáng)。“你看，2011年這片竹林的碳匯值是126.3克/平方米，2012年，為148.93……后幾年又慢慢下降。所以如果單從固碳效果考慮，我們建議，雷竹林要勤伐老竹，保持幼竹的繁茂與活力。”
劉玉莉介紹，人工林是我國森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，在我國南方地區(qū)，人工林更是占全國森林蓄積量的52.6％，而南方林區(qū)中，竹類的又是很重要的組成部分，所以對(duì)它們的研究，對(duì)了解我國乃至全球氣候變化都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

與毛竹比，雷竹固碳還是“小兒科”
除了研究雷竹，農(nóng)林大在安吉還建有一個(gè)專門研究毛竹的碳匯觀測(cè)點(diǎn)。“因?yàn)槊裾嘉覈窳挚偯娣e的2/3以上，是我國面積最大、分布最廣的經(jīng)濟(jì)竹種。浙江全省就有毛竹林1200萬畝，是毛竹第四大省，而安吉又是我省的毛竹大縣。”
“經(jīng)過多年的持續(xù)觀測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)，毛竹的固碳能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雷竹。”根據(jù)位于安吉山川鄉(xiāng)的毛竹林生態(tài)系統(tǒng)通量觀測(cè)報(bào)告，2011年至2014年的4年間，每平方米的毛竹，分別貢獻(xiàn)了668.4克、546.29克、506.95克、630.36克的碳匯，遠(yuǎn)高于雷竹的固碳量。
劉玉莉說，對(duì)比研究還發(fā)現(xiàn)，“毛竹的固碳能力還遠(yuǎn)超普通林木，一公頃毛竹的年固碳量為5.09噸，是杉木的1.46倍、熱帶雨林的1.33倍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我省毛竹林的碳儲(chǔ)量已達(dá)870萬噸，相當(dāng)于固碳3200萬噸，超過一座千萬人口城市一年的CO2排放量。”

天目大樹才是真正的固碳高手
毛竹固碳能力雖然遠(yuǎn)勝雷竹和普通林木，但它與天目山的老樹一“過招”，還是要敗下陣來。
在海拔1506米的天目山主峰仙人頂，在一片面積達(dá)4284公頃的常綠落葉闊葉混交林里，一座高40米的天目山老齡森林生態(tài)系統(tǒng)碳水通量觀測(cè)塔，見證著野生狀態(tài)下的天目大樹老而彌堅(jiān)的旺盛生長力。
根據(jù)2013年7月-2014年6月的觀測(cè)數(shù)據(jù)，天目山老齡林生態(tài)系統(tǒng)每月平均碳匯量為61.52 克/平方米，全年碳匯總量達(dá)738.18 克/平方米，已超過毛竹。
劉玉莉介紹，陸地生態(tài)系統(tǒng)的CO2與水熱通量研究，一直是全球氣候變化研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)，它對(duì)預(yù)測(cè)全球氣候變化趨勢(shì)，評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)的碳、水固定具有重要的科學(xué)意義。尤其是亞洲的亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)，在全球碳匯功能中發(fā)揮著不可忽視的作用。鑒于此，近幾年來，我國先后在江西大崗山、云南哀牢山、廣東鼎湖山和湖南會(huì)同建立了碳通量觀測(cè)點(diǎn)。
如果把天目山老齡林的固碳能力和相近緯度、相近林型、相對(duì)年輕的廣東鼎湖山常綠針闊混交林（年碳匯量為441-563克/平方米）相比，天目山老齡森林系統(tǒng)的固碳能力還是勝過一籌。這從一個(gè)角度昭示了，天目山作為國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的地位和作用。

太湖源、天目山、安吉，研究碳匯的實(shí)驗(yàn)室
碳匯研究領(lǐng)域的資深專家、農(nóng)林大校長周國模說，正如大多數(shù)的科研均需以對(duì)樣本的研究為基礎(chǔ)一樣，“我們對(duì)碳匯的研究也必須以小范圍的樣地研究為基礎(chǔ)，太湖源、天目山、安吉3個(gè)碳匯通量觀測(cè)點(diǎn)，就是我們研究碳匯的樣地和實(shí)驗(yàn)室。”
通過對(duì)諸多樣地、多源數(shù)據(jù)的整合研究，科學(xué)家們就可以為預(yù)測(cè)大尺度的碳匯估算提供基礎(chǔ)依據(jù)，從而為長期的森林碳匯及人類對(duì)氣候變化的應(yīng)對(duì)提供更多的科學(xué)支撐。
周國模透露，目前，農(nóng)林大正在開展“我國主要人工林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能與調(diào)控”、“西南亞高山代表性木本植物對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)與適應(yīng)”、“物聯(lián)網(wǎng)驗(yàn)證平臺(tái)和碳平衡檢測(cè)應(yīng)用示范”等十余個(gè)國家級(jí)乃至世界級(jí)的碳匯科研項(xiàng)目，太湖源雷竹、天目山大樹和安吉毛竹，正在為這些惠及全國乃至全人類的研究提供重要的基礎(chǔ)支撐。