中国科学院亚热带农业生态研究所环江喀斯特生态系统观测研究站王克林研究员团队在社会-生态视角下城-乡人口迁移与流动的区域植被恢复固碳效应研究方面取得重要进展，相关研究成果于2月8日以研究论文（Article）A large but transient carbon sink from urbanization and rural depopulation in China发表在Nature Sustainability上。
社会-生态系统的动态演变是人地相互作用研究的核心内容，是生态学和地理学研究的前沿科学问题。识别长时间尺度社会-生态系统的演变阶段、驱动因素和效应对未来的社会-生态系统管理十分重要。中国科学院院士傅伯杰2020年提出根据系统要素相互作用变化识别社会-生态系统稳态转换，同时关注其驱动因素和本地与溢出效应的研究框架，并以黄土高原社会-生态系统近千年的演变为案例证明了该框架的适用性。快速城市化、大规模农民外出务工及生态工程背景下，中国成为近年来全球“变绿”的热点区。一方面，快速城市化引起的土地利用变化导致自然生态系统服务损失、CO2排放增加；另一方面，农村地区大规模外出务工，使人为开发利用与破坏对自然生态系统的干扰强度显著减弱，对区域植被的恢复生长及其固碳效应产生积极影响。面向国家“双碳”目标，亟需从社会-生态系统的整体性视角，辨析与权衡中国快速城市化、大规模城-乡人口迁移与流动对实现碳中和的影响与贡献。
王克林研究员团队与丹麦哥本哈根大学Rasmus Fensholt教授、Martin Brandt副教授团队、法国环境与气候科学实验室（LSCE）PhilippeCiais教授、俄克拉荷马大学的Xiangming Xiao教授等合作，将人地系统耦合研究前沿与国家碳中和目标重大需求相结合，利用多源长时间序列卫星遥感数据（DMSP/OLS、GlobaLand30、Tree Cover、，Aboveground Carbon Density）、人口普查统计数据、以及基于移动大数据的手机站点记录数据，探究了中国城市化以及人口迁移的时空特征，量化了不同程度城市化及城-乡人口迁移与流动下的植被地上生物量碳变化。研究发现2000-2020年间，中国城市化面积增加了约1倍，约60%地区的人口密度降低；2002-2010年，中国快速城市化扩张导致了约0.02 PgC的初始地上碳损失，但在随后的2010-2019年间，城市化区域的植被地上碳储量增加了0.03 PgC，抵消了城市化初期导致的碳损失，这与近些年来城市“绿化”有关，通过造林、增加城市绿地、建设社区公园等方式增加了建成区的植被碳储量。同时发现，2002-2019年中国农村地区人口每年减少约1400万人，植被地上生物量碳每年增加约0.28±0.05PgC，且植被恢复固碳随农村人口压力的减弱而增加，而同期城镇化导致耕地减少4%，表明农村人口压力缓解促进了区域植被恢复固碳。
研究也发现由于中国城乡二元户籍制度的影响，传统人口普查统计数据可能会高估农村地区的实际人口压力程度，进一步以中国“变绿”的热点区——西南喀斯特区为例，利用春节期间的手机定位大数据实时量化了大规模城-乡人口流动的时空差异，发现随着农村外出流动人口比例的增加、植被地上生物量碳密度的增加趋势显著，进一步验证了农村人口压力减少越明显的地区植被恢复固碳越显著。
研究表明中国快速城市化与碳中和的目标并不相互排斥，大规模城-乡人口迁移与流动可以释放农村地区人类活动对自然生态系统的扰动压力，促进植被覆盖与生物量的增加，提升生态系统的固碳能力，有助于国家碳中和目标的实现。然而，研究也发现近年来中国森林覆盖度的增加趋势减缓，森林生长饱和可能限制其长期固碳能力，特别是大规模人工林生态服务功能单一，未来生态保护与修复应重点关注生态固碳的稳定性与可持续性。面向碳中和，国家重大生态工程的实施需要强化社会-生态系统的整体性，应重点关注人地矛盾的区域分异，优化工程空间布局及适应性修复方案。
论文第一作者为丹麦哥本哈根大学地理系博士生张晓鑫，通讯作者为王克林研究员团队的岳跃民研究员、童晓伟博士。该研究得到了国家自然科学基金重点基金、区域联合重点基金、国家留学基金委等项目的支持。
论文链接
图1 中国城乡人口变化及植被恢复固碳
图2 西南喀斯特地区城-乡人口流动及植被地上生物量碳密度变化