中國科學院亞熱帶農業(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隊在社會-生態(tài)視角下城-鄉(xiāng)人口遷移與流動的區(qū)域植被恢復固碳效應研究方面取得重要進展，相關研究成果于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)的動態(tài)演變是人地相互作用研究的核心內容，是生態(tài)學和地理學研究的前沿科學問題。識別長時間尺度社會-生態(tài)系統(tǒng)的演變階段、驅動因素和效應對未來的社會-生態(tài)系統(tǒng)管理十分重要。中國科學院院士傅伯杰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)轉換，同時關注其驅動因素和本地與溢出效應的研究框架，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。快速城市化、大規(guī)模農民外出務工及生態(tài)工程背景下，中國成為近年來全球“變綠”的熱點區(qū)。一方面，快速城市化引起的土地利用變化導致自然生態(tài)系統(tǒng)服務損失、CO2排放增加；另一方面，農村地區(qū)大規(guī)模外出務工，使人為開發(fā)利用與破壞對自然生態(tài)系統(tǒng)的干擾強度顯著減弱，對區(qū)域植被的恢復生長及其固碳效應產生積極影響。面向國家“雙碳”目標，亟需從社會-生態(tài)系統(tǒng)的整體性視角，辨析與權衡中國快速城市化、大規(guī)模城-鄉(xiāng)人口遷移與流動對實現(xiàn)碳中和的影響與貢獻。
王克林研究員團隊與丹麥哥本哈根大學Rasmus Fensholt教授、Martin Brandt副教授團隊、法國環(huán)境與氣候科學實驗室（LSCE）PhilippeCiais教授、俄克拉荷馬大學的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重大需求相結合，利用多源長時間序列衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)（DMSP/OLS、GlobaLand30、Tree Cover、Aboveground Carbon Density）、人口普查統(tǒng)計數(shù)據(jù)、以及基于移動大數(shù)據(jù)的手機站點記錄數(shù)據(jù)，探究了中國城市化以及人口遷移的時空特征，量化了不同程度城市化及城-鄉(xiāng)人口遷移與流動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，中國快速城市化擴張導致了約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致的碳損失，這與近些年來城市“綠化”有關，通過造林、增加城市綠地、建設社區(qū)公園等方式增加了建成區(qū)的植被碳儲量。同時發(fā)現(xiàn)，2002-2019年中國農村地區(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，且植被恢復固碳隨農村人口壓力的減弱而增加，而同期城鎮(zhèn)化導致耕地減少4%，表明農村人口壓力緩解促進了區(qū)域植被恢復固碳。
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)計數(shù)據(jù)可能會高估農村地區(qū)的實際人口壓力程度，進一步以中國“變綠”的熱點區(qū)——西南喀斯特區(qū)為例，利用春節(jié)期間的手機定位大數(shù)據(jù)實時量化了大規(guī)模城-鄉(xiāng)人口流動的時空差異，發(fā)現(xiàn)隨著農村外出流動人口比例的增加、植被地上生物量碳密度的增加趨勢顯著，進一步驗證了農村人口壓力減少越明顯的地區(qū)植被恢復固碳越顯著。
研究表明中國快速城市化與碳中和的目標并不相互排斥，大規(guī)模城-鄉(xiāng)人口遷移與流動可以釋放農村地區(qū)人類活動對自然生態(tài)系統(tǒng)的擾動壓力，促進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的實現(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)服務功能單一，未來生態(tài)保護與修復應重點關注生態(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)工程的實施需要強化社會-生態(tài)系統(tǒng)的整體性，應重點關注人地矛盾的區(qū)域分異，優(yōu)化工程空間布局及適應性修復方案。
論文第一作者為丹麥哥本哈根大學地理系博士生張曉鑫，通訊作者為王克林研究員團隊的岳躍民研究員、童曉偉博士。該研究得到了國家自然科學基金重點基金、區(qū)域聯(lián)合重點基金、國家留學基金委等項目的支持。
西南喀斯特地區(qū)城-鄉(xiāng)人口流動及植被地上生物量碳密度變化