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面向国家碳中和的重王中王心水王中王资料大基础科学问题与对策

 
 
2021年度国家自然科学基金专项项目指南 ——面向国家碳中和的重大基础科学问题与对策  
 

2020年9月22日,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上承诺,中国力争于2030年前达到CO2排放峰值,努力争取2060年前实现碳中和。中国的碳达峰与碳中和战略,不仅是全球气候治理、保护地球家园、构建人类命运共同体的重大需求,也是中国高质量发展、生态文明建设和生态环境综合治理的内在需求。碳中和战略涉及深度社会经济发展转型,以期实现低碳甚至零碳排放和基于技术变革的增汇目标,是面向可持续发展的重大机遇。为满足国家实施碳中和战略对基础科学研究的需求,充分发挥国家自然科学基金的基础性、科学性和前瞻性优势,促进地球科学与管理科学的融合创新,国家自然科学基金委员会地球科学部和管理科学部联合启动“面向国家碳中和的重大基础科学问题与对策”专项项目,拟针对国家碳中和的重大基础科学问题与对策开展专项资助工作。

一、科学目标

围绕“减排”和“增汇”这两条实现国家碳中和战略的根本路径,本专项项目旨在系统揭示海洋和陆地碳汇格局、过程机制、演化趋势及其与气候系统的互馈机理,阐明地质碳封存过程机制、固碳功效、增汇潜力、技术风险与管理模式,剖析经济转型、路径优化、气候治理、国际合作等碳中和管理与政策问题,通过学科交叉融合研究,凝练关键基础科学问题并提出解决方案,服务于国家碳中和战略。本专项项目鼓励自然科学与管理政策研究团队联合攻关,突破学科间屏障,面向国家碳中和战略解决基础性和前瞻性的重大科学问题。

二、拟资助研究方向

(一)中国海生态系统碳汇格局、清单及不确定性(申请代码1选择地球科学部D下属代码)

集成现场观测和卫星遥感数据,结合数值模拟等技术手段,系统评估中国海生态系统主要碳库时空变化,揭示渤海、黄海、东海和南海等主要中国近海系统的碳源汇格局,90年属马的三大坎,降低其评估的不确定性,提供中国区域高时空分辨率的海洋碳收支清单。

(二)中国海生态系统固碳关键过程与调控机制(申请代码1选择地球科学部D下属代码)

集成分析历史观测数据,深入研究我国邻近海域典型生态系统结构和碳汇功能的关系,揭示海水碳酸盐体系、浮游植物初级生产过程、群落净生产和浮游动物传递等关键碳汇过程的调控机制,甄别自然和人类活动对碳汇的影响,厘清暖化和富营养化等环境变化对生态系统碳汇功能的影响。

(三)海洋微型生物驱动与耦合的综合负排放机理(申请代码1选择地球科学部D下属代码)

通过学科交叉同步研究微型生物代谢驱动的碳、氮、硫循环过程,从分子、基因水平到种群、生态系统水平上阐释微型生物碳泵与无机碳汇的协同作用机理,探究微型生物碳泵驱动与耦合的有机碳-自生碳酸盐联合负排放路径,从实验观测到数值模拟建立微生物驱动的碳、氮、硫循环与碳汇耦合关系,实现海洋负排放机理上的突破,为碳中和目标提供海洋负排放的创新性理论和技术储备。

(四)中国陆地生态系统碳库现存量及其不确定性(申请代码1选择地球科学部D下属代码)

系统地评估2010-2020年间中国森林、草地、农田、湿地和内陆水体生态系统的全组分碳库的现存量、空间变异特征及其影响因素;量化地上植被、地下植被、土壤、凋落物碳库组分及其关系;评估碳库的现存量与容量,揭示碳库的稳定性以及估算的不确定性,凝练提出碳储量评估及其不确定性量化的方法体系。

(五)中国陆地生态系统固碳速率及其不确定性、稳定性和持续性(申请代码1选择地球科学部D下属代码)

基于长期调查样地、通量观测、多模型比对、多源数据整合等途径,定量分析森林、草地、农田、荒漠、湿地、内陆水体等类型陆地生态系统的固碳速率,以及以县、市、省等行政区划为主体的固碳速率,分析不同体系下固碳速率的不确定性;定量揭示中国陆地生态系统固碳速率的时空变异特征、影响因素和调控途径;评估碳汇功能的稳定性和持续性。

(六)中国陆地生态系统碳固持与碳汇功能的关键过程与调控机制(申请代码1选择地球科学部D下属代码)

研究土壤有机碳库关键属性的空间分布规律特征,解析森林、草地、农田、荒漠、湿地、内陆水体等类型生态系统土壤有机碳库的形成与稳定机制;研究主要生态系统类型土壤碳库关键属性和土壤碳转化的关键过程对全球变化的响应及其生物与非生物机制;探究植物及土壤微生物群落对土壤有机质稳定性的影响机制。

(七)中国陆地生态系统增汇潜力及风险评估(申请代码1选择地球科学部D下属代码)