主要研究内容：

• （1）过去40 年来洞庭湖流域典型生态系统演变规律及未来趋势

• （2）森林和湿地生态系统碳收支过程对环境变化的响应机制

• （3）新一代基于过程的洞庭湖流域典型生态系统碳收支模型构建及验证

• （4）重大生态工程对流域生态系统碳汇功能的贡献及碳增汇对策

研究目标：

• （1）通过实地观测和遥感解译, 揭示洞庭湖流域森林和湿地生态系统碳收支对环境变化的响应。

• （2）构建基于过程的森林和湿地碳收支动态模型，量化重大生态工程（退耕还林还湿）和气候变化对碳汇功能变化的贡献。

• （3）通过情景分析，提出基于自然解决方案的洞庭湖流域森林和湿地生态系统碳增汇对策。

主要创新及应用情况：

• 实现碳达峰碳中和是中国高质量发展的内在需求，也是中国对国际社会的庄严承诺。国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》（国发〔2021〕23号）中明确要求提高生态系统质量和稳定性，提升生态系统碳汇增量；并从巩固生态系统固碳作用，提升生态系统碳汇能力，加强生态系统碳汇基础支撑等方面提出了行动指引。因此，精确解析自然生态系统碳循环过程进而准确评估其碳汇潜力是当前最为紧迫的需求。由于生态系统过程的复杂性和生态系统类型的多样性, 流域尺度的自然生态系统（如森林、湿地）关键过程解析需要综合不同类型生态系统碳收支过程、气象条件等多点、多年、多要素数据, 深入进行生态系统关键过程的研究，如何从时间和空间尺度定量刻画自然生态系统的碳收支是当前的瓶颈问题之一。同时，在国家重大生态工程实施和气候变化的背景下，量化二者对流域自然碳汇的贡献也是全球变化领域的重大科学问题。洞庭湖流域地跨湘、鄂、桂、黔、渝五省（市），流域面积26.3万km2，约占长江流域面积的14%，森林覆盖率达59.9%，远高于世界31.8%和全国23.0%的平均水平，其碳汇功能在国家“双碳”目标实现中具有举足轻重的作用。由此可见，无论是从区域代表性还是生态功能地位，洞庭湖流域均是开展自然生态系统碳循环和固碳增汇研究的理想区域。本项目立足于团队前期在洞庭湖流域碳通量观测研究积累和多年来的模型研发优势，通过开发先进的人工智能算法进行多源数据—模型融合，构建新一代基于过程的自然生态系统碳收支模型，揭示流域尺度的碳汇形成过程及影响机制，量化气候变化和生态工程对流域碳汇功能的贡献。预期成果有望从流域碳循环过程机理−模型预测−固碳增汇途径解决流域碳循环领域的瓶颈问题，并为湖南省流域生态系统管理和国家双碳目标提供必要的理论指导和科学依据。因此，本项目科学问题属性具有明显的“需求牵引，突破瓶颈”特征。

供稿人：彭长辉

审核人：杨文 饶志国