中国东北近三百年土地开发向大气排放了多少碳？

东北3省近300年耕地开垦的碳排放量变化

　　最近，《中国科学：地球科学》2014年第9期发表的一项研究定量估算了清代以来东北地区开垦导致的碳排放，这为分析历史时期人类活动的气候影响提供了定量评估的案例。

　　这篇名为“中国东北地区过去300年耕地开垦导致的碳收支”的研究论文，利用历史文献建立土地利用数据，对中国东北历史开垦活动的碳排放量做了估算。文章第一作者为南京信息工程大学李蓓蓓，通讯作者为北京师范大学方修琦教授。

　　研究人类活动究竟向大气排放了多少碳，有助于了解人类对气候变化的影响程度。人类对土地的开发，特别是农业开垦和森林砍伐，会导致陆地生态系统损失大量的碳，这部分碳会通过燃烧、植物腐败、生产生活耗损等途径向大气迁移。已有研究表明，人类土地利用活动是工业革命以来大气CO2浓度不断升高的主要原因之一。中国作为传统的农业大国，中东部传统农区明清以前已经开发殆尽，清代以来大规模的农业开发主要集中在东北地区和西南地区。因此，中国东北地区是在近300年来开垦引起大量碳排放的区域之一，对其进行碳排放量的定量评估十分必要。

　　该研究的创新之处在于利用了基于历史文献建立的时空分辨率均较高的土地利用数据，对模型的碳密度、土地利用变化数据进行了改进，估算了高、中、低三个排放情景，从而更精确地评估了中国东北历史开垦的碳排放。改进土地利用数据精度，会提高碳排放估算的结果。例如对中国近300年土地利用的碳排放量评估，使用相同模型，Ge等(2008)利用历史文献重建的过去土地利用数据，计算碳排放量为4.50~9.54 Pg C，远小于Houghton 等(2003)使用模型推算的土地利用数据获得的17.1~33.4 Pg C的结果。使用基于历史文献重建的东北地区土地利用数据，该研究得到的历史开垦碳排放量1700~1950年的适中估值为1.28 Pg C，明显低于[Houghton等（2003）2.39 Pg和Ge等（2008）1.97 Pg C的研究结果。

　　该研究发现，中国东北地区历史开垦类型中，草地面积大于森林面积，而森林和灌丛开垦碳排放量占60%，另外约 40%的碳排放量来自草地和沼泽开垦；从植被和土壤两个碳库看，土壤碳库的排放占到69%。从时间来看，20世纪上半叶的年均碳排放量最大；从空间来看，黑龙江省碳排放量最大，其次为吉林省，辽宁省排放量最小。该研究对了解区域土地开垦导致碳排放的数量、时间变化和空间分布具有重要的科学意义。