研究方向
1、陆地生态系统碳汇的时空格局
1)定量描述复杂地形下的生态系统物质与能量传输过程,探索复杂地形下关键碳通量参数及计算方法,发展复杂地形下森林生态系统碳通量(碳汇)观测的新理论与方法,提高生态系统碳通量(碳汇)的估测精度。
2)结合自上而下(大气反演数据)和自下而上(通量观测网络、植物生产力监测、遥感和模型数据)的多源数据,采用数据同化的方式精准量化陆地生态系统过去及未来不同时期、不同排放情景下的固碳速率大小、动态及空间分布,分析碳汇的大小、年际变化和趋势。
3)厘清辽宁省不同生态系统类型(森林、农田、草地和湿地)过去及未来趋势动态及碳汇时空格局。
2、陆地生态系统碳汇功能形成与驱动机制
1)结合生态系统实验观测(增温、氮沉降、通量、树木生长观测网络等点状观测数据)、模型和遥感观测(面状数据)和大气反演数据,揭示不同尺度(个体尺度、群落尺度、景观尺度和区域尺度等)关键过程对碳汇形成机理的影响。
2)基于优化后的生态系统模型,利用因子分析法,分析气候变化和大气沉降(CO2浓度升高和N沉降情景)、重大生态工程、自然干扰(病虫害等)和人为干扰(土地利用变化、森林管理)对生态系统碳汇大小、年际变化和增汇潜力的影响。
3、陆地生态系统增汇技术与固碳潜力评估
1)固碳潜力评估:基于观测数据优化生态系统碳汇模型参数,根据不同气候变化和大气沉降情景,结合我国重大生态工程及各类人为管理措施等,探讨未来不同社会经济路径(SSP126, SSP585)下碳达峰期(2021-2030)、碳中和期(2031-2060)及后碳中和期(2061-2100)相对于基准年(1991-2020)的自然潜力、人工潜力和总碳汇潜力。
2)增汇技术研发:针对辽宁省森林、农田、草地和湿地等生态系统的特征,设计不同的增汇预案。以森林、草地为对象,研究退耕还林还草、森林抚育和提升森林气候抵抗力等手段的增汇潜力;以湿地为对象,研究耦合人工干预与自然恢复的湿地增汇机制和潜力;以农田为对象,研究保护性耕作、中低产田养分管理、生物炭肥等新型技术促进农田固存的机制和潜力。
4、陆地生态系统碳中和效益核算技术体系
1)构建碳排放精确与规范化核算体系:依据IPCC国家温室气体排放清单指南等方法学理论,兼顾碳排放数据标准统一与碳排放数据质量控制,结合本地化参数获取性,采用由上至下和由下至上方法,构建适用于辽宁省碳排放核算方法体系,开展碳排放核算,建立准确可靠的碳排放清单核算数据库。
2)构建面向碳中和的碳收支核算系统平台:基于全球碳收支核算框架,构建辽宁省面向碳中和的碳收支核算方法体系,开发集碳排放和碳汇时空相协同的核算系统平台,在碳排放数据库、生态系统净碳排放数据库,产业系统碳汇数据库基础上开展辽宁省面向碳中和的碳收支核算,建立碳收支清单核算数据库。
3)碳中和成本收益效应分析:主要针对碳减排增汇措施相关的直接和间接成本,以及由此造成的其他损失等进行测算; 建立碳减排增汇措施收益侧核算体系,对碳中和不同实现时间、路径下的净收益时空分布特征进行对比分析,基于碳中和净收益分析结果,为辽宁省实现碳中和提供合理的时间和路径选择。
4)分析碳中和定量化核算不确定性:对碳排放量、陆地生态系统碳汇核算过程中排放因子、活动数据等不确定性进行量化,对净碳排放量趋势估算过程中的数据和模式不确定性进行量化分析,明确各组成部分不确定性影响。