7月31日，西北农林科技大学水土保持科学与工程学院（水土保持研究所）岳超研究员团队在国际著名综合性期刊自然通讯上发表题为“Substantial terrestrial carbon emissions from global expansion of impervious surface area”的研究论文。西北农林科技大学深圳研究院邱玲花副研究员和水保学院何俊皓副研究员为共同第一作者，岳超研究员为论文通讯作者，法国气候与环境科学实验室Philippe Ciais教授和宁波东方理工大学郑春苗教授为贡献作者。

全球城市土地面积在过去三十年内扩张了一倍多，到本世纪末预计将再增加一半甚至一倍。城市化引起的全球不透水面扩张造成的陆地碳排放，是大气CO2增长的人为碳排放的潜在重要组成部分。然而，其对全球碳循环中的贡献仍然未知。本研究应用全球高分辨率不透水面遥感产品首次对1992-2018年全球不透水面时空分布及其扩张导致的碳排放进行了评估。研究发现，全球不透水面面积从1992年的37万平方公里增长至2018年的78万平方公里，增长了41万平方公里，增长幅度达112%。其中65%的不透水面扩张来源于耕地。采用Meta分析得到的不透水面覆盖后土壤有机碳（SOC）平均损失率59.5%为不透水面扩张导致的SOC碳排放上限，IPCC国家温室气体排放清单指南Tier 1默认的SOC损失率20%作为SOC碳排放下限，结合全球生物量及0–30cm表层土壤SOC碳密度数据产品，发现1993-2018年间全球不透水面扩张导致的陆地碳排放总量为1.19-1.95 Pg C（45.8-74.9 Tg C yr-1），占同时期全球土地利用碳排放的3.7%–6.0%（图1）。此外，本研究评估了联合国气候变化框架公约中附件一国家不透水面扩张导致的陆地碳排放，与这些国家提供的国家温室气体排放清单中因人类居住地扩张引起的陆地碳排放大致相当（图2）。研究还发现，全球、发达国家以及发展中国家不透水面扩张导致的陆地碳排放可归因于总人口、城市化率、城市人均不透水面面积、不透水面扩张加速因子以及碳排放强度等社会经济因素。在国家尺度上，不透水面扩张导致的陆地碳排放的增长模式与其社会经济发展水平密切相关（图3）。本研究为未来社会经济发展驱动的不透水面扩张导致的陆地碳排放建立了预测框架。研究强调通过可持续城市规划以减少陆地碳排放或面临巨大挑战，应引起公众、城市规划者、政策制定者以及利益相关者的关注。

研究得到了国家重点研发计划项目（2023YFB3907403）、第二次青藏高原综合科学考察研究（2022QZKK0101）、中国科学院战略性先导科技专项（XDB40000000）等项目的联合资助。

图1  1993-2018年全球不透水面扩张及其陆地碳排放

图2  附件一国家不透水面扩张导致的陆地碳排放与国家温室气体排放清单（NGHGIs）中人类居住地扩张造成的陆地碳排放

图3  1993-2018年间不透水面扩张陆地碳排放及其驱动因素的相对变化率与人均国内生产总值（GDP）之间的关系

论文信息：Qiu, L., He, J., Yue, C., Ciais, P., Zheng, C., 2024. Substantial terrestrial carbon emissions from global expansion of impervious surface area. Nat   Commun 15, 6456.

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-50840-w