用国际大科学计划解决全球生态难题

科技日报记者 陆成宽

《联合国气候变化框架公约》第28次缔约方大会近日在阿联酋迪拜闭幕。这是有史以来规模最大的气候变化大会，各方齐聚一堂，商讨如何应对愈演愈烈的气候危机。

受气候变化和人类活动影响，当前全球25%的陆地生态系统出现不同程度的退化。预计到2050年，这一比例将上升至75%。

为应对气候变化的威胁，使全世界走上可持续发展之路，生态系统恢复与碳中和国际大科学计划（Global-ERCaN）培育专项不久前召开首次学术交流会。来自联合国环境规划署（UNEP）和粮农组织（FAO）等国际机构和国内外10多个国家的专家学者，就开展国际科研交流合作达成一致。他们将共同解决全球面临的生态难题。

中国科学院院士于贵瑞在接受科技日报记者采访时说：“生态系统退化与应对气候变化是当今世界面临的重大挑战，我国需要在这两个领域建立广泛的国际合作，用科学的方法找到应对挑战的‘钥匙’。”

恢复生态系统是解决问题的“钥匙”

如何提高地面碳汇监测能力？如何评价中国陆地生态系统恢复工程对碳中和的贡献？这是Global-ERCaN培育专项首次学术交流会上，相关学者深入讨论的问题。

据悉，Global-ERCaN培育专项由中国科学院院士于贵瑞和欧洲碳集成观测系统（ICOS）总干事维尔纳·库奇共同倡导发起。2023年1月，中国科学院国际合作局正式批准了Global-ERCaN培育专项。

2021年6月5日， “联合国生态系统恢复十年（2021—2030）”倡议正式启动。倡议致力于建立一个合作平台，使相关各方参与到保护和修复生态系统的行动中，助力生态系统恢复，推动实现可持续发展目标。与此同时，在应对气候变化威胁的国际背景下，实现碳中和已成为共识。

在于贵瑞看来，生态系统恢复与碳中和是一个问题的两方面、一个地球系统的两个侧面。“生态系统退化的起因是人类活动对自然环境的破坏以及人类对资源的过度利用。解决这个问题的‘钥匙’是恢复生态系统。只有科学推进生态系统恢复，才能既为实现碳中和作出努力，也为生态系统的可持续发展作出贡献。”于贵瑞说。

事实上，早在20世纪六七十年代，联合国教科文组织就先后发起了国际生物学计划（IBP）和人与生物圈计划（MAB）。这两项计划旨在对全球生态系统恢复、碳循环等过程进行系统研究。此外，中国、美国和英国等国也发起了国际长期生态学研究网络、国际通量观测研究网络、地球关键带观测计划等全球学术性组织与国际科学计划。

“然而，现有的国际科学计划并不是针对生态恢复和碳中和的国际大科学计划。目前，全球范围内尚缺乏对生态系统恢复与碳汇的长期观测与试验数据。发展中国家还存在许多科学问题与管理瓶颈，这些都阻碍了全球可持续发展以及碳中和目标的实现。”专项协调员、中国科学院地理科学与资源研究所研究员牛书丽坦言，当前亟待整合全球力量，针对生态系统恢复和碳中和进行监测与评估，认识生态系统恢复过程中碳循环的动态变化及其环境响应机制。“这对实现联合国可持续发展目标，应对气候变化具有重要的科学意义。”牛书丽说。

我国相关领域科研积淀深厚

Global-ERCaN培育专项的目标是整合各国力量，合作开展相关研究。

我国在生态系统恢复与碳中和研究方面有着深厚的积淀。过去30年，中国生态系统研究网络（CERN）作为我国生态系统定位观测、科学实验和科技示范的重要基地，在生态系统科研和生物多样性保护方面取得了重要成就。通过对不同生态类型的长期定位研究，CERN为生态系统的恢复提供了大量基础数据和技术支持。

中国陆地生态系统通量观测研究网络（ChinaFLUX）也在观测站点扩展、新技术研发、生态系统碳氮水交换过程机理认知和碳氮水通量时空格局评估等方面取得了重要进展。经过20年的发展，ChinaFLUX的观测站点从2002年的6个增加到目前的79个，观测样地涵盖了中国主要的陆地生态系统类型。这为评估中国生态系统的恢复进程和碳汇能力提供了重要观测资料。

无论是中国生态系统研究网络，还是中国陆地生态系统通量观测研究网络，都是国际长期生态系统研究网络和全球通量网的核心网络与重要伙伴。这种良好的国际合作关系可以为开展更大范围的国际科学计划提供坚实支撑。

用于贵瑞的话说，我国在生态系统恢复与碳中和研究领域有自己的“朋友圈”。

目前，Global-ERCaN培育专项已吸引了11个国家不同领域的数十名科学家参与，他们将共同推动这场基于开放科学的国际合作研究。同时，Global-ERCaN培育专项下成立了5个中方工作组，分别由中国科学院地理科学与资源研究所、中国科学院生态环境中心、中国科学院华南植物园、中国科学院沈阳应用生态研究所、中国科学院植物研究所牵头。通过与联合国环境规划署（UNEP）、联合国粮食及农业组织（FAO）等国际机构以及美国、加拿大、日本、芬兰、澳大利亚等国的科研人员建立合作关系，Global-ERCaN组建了过渡科学委员会及其秘书处和4个主题工作组。

广泛合作实现可持续发展

如何充分利用生态系统的潜力，通过生态系统恢复与管理、自然保护等手段，提高陆地生态系统固碳能力？“要回答这个问题，需要解决不少基础问题，比如生态系统恢复的固碳现状和潜力等。”牛书丽说。

据了解，目前学界已经列出4个议题，以期回答这些基础问题。比如在全球选取退化生态系统站点、搭建典型生态系统恢复的动态数据库、对全球生态系统恢复进程中的关键生态系统功能进行评价、分析生态系统恢复对碳循环过程的影响机理，以此建立完善的科学理论和成熟的管理技术体系等。

于贵瑞向记者描述了他心中的蓝图：经过3年的发展，Global-ERCaN培育专项能够建立一个动态的全球平台，构建精准的碳汇计量体系，量化评估生态恢复的固碳效益，为下一步国际大科学计划的实施提供基础科学框架。“我们有成熟的基础设施体系、良好的国际合作经验和国际化的青年人才队伍，加上国家对生态建设的重视，我相信那一天不会太遥远。”于贵瑞说。

维尔纳·库奇在Global-ERCaN首次学术交流会上强调，在多边世界中共同寻求解决方案，共享科学数据至关重要。“共享意味着信任，有了信任才可以合作，进而才能在全球范围内以共同的标准工作。”维尔纳·库奇说，数据共享会让好的论文和数据成倍增加。世界上其他地方的科学家可能有不同的想法。他们会提出更多见解，最终推动问题更好地解决。

“Global-ERCaN培育专项意在整合世界先进研究力量，在生态系统恢复和碳中和领域建立广泛的国际合作，与国际同行共同提升可持续发展领域的学术能力，提出有助于实现全球退化生态系统可持续发展的管理和政策方案，加速‘双碳’目标的实现。”于贵瑞说。