陆地生态系统在缓解全球变暖方面发挥着关键作用，其碳汇功能每年可吸纳约30%的人为二氧化碳排放，对于推动“碳中和”目标的实现至关重要。目前，陆地碳汇的总体规模已较为清晰，可通过全球碳平衡、人为排放以及大气和海洋碳汇的积累推算^[1]。然而，不同碳库间的碳储分布虽已有一定估算，但其动态变化及调控机制仍存在较大不确定性，特别是活体碳库（如森林植被）与非活体碳库（如土壤碳库、枯落物、湖泊和沉积物）之间的碳交换过程及长期稳定性。尽管光合作用等活体碳积累机制已较为明确，但非活体碳库的演变规律仍存在较大不确定性，并受气候、土壤性质和微生物活动等多种因素调控，因此难以直接测量。

为此，联合研究团队整合了1992年至2019年间基于不同遥感数据^[2]和实地清查资料的全球估算，量化了全球活体植被碳储量在不同阶段的变化，并将这一全球估算与最新的陆地、大气和海洋之间的碳交换数据相结合，进一步解析了陆地碳积累在活体碳库（植被）和非活体碳库（土壤、有机沉积物等）之间的分布。结果表明，近30年间陆地碳汇吸收约350 亿吨碳，而活体生物量变化甚微。1992 至 2019 年间，陆地碳汇共吸收约 350 亿吨碳，然而，在这一长期碳汇过程中，以森林为主的植被活体碳库仅贡献了约 10 亿吨碳（图1A）。研究团队还发现，过去十年陆地碳积累速率增长了 2 倍以上，从每年 8 亿吨增至 17 亿吨。尽管森林仍被认为是主要碳汇^[3]，但气候变化和人类活动（如火灾、森林砍伐）对其构成干扰，使其碳汇功能变得脆弱，在某些情况下甚至可能排放的碳量与其吸收量相当。因此，本研究进一步强调了加强森林保护的重要性，以维护其在全球碳循环中的关键作用。

图 1. 1992年至2019年期间陆地总碳储量累积变化（黑色）与活体生物量（绿色）储量累积变化的对比。(A) 本研究的分析结果；(B) 全球动态植被模型（TRENDY-v10 DGVM）的估算结果。

非活体陆地碳库更具持久性。研究团队进一步发现，陆地生态系统中的大部分新增碳被封存于非活体碳储存库，包括土壤深层、湖泊和河流沉积物、湿地及枯落物。这些非活体碳库的碳循环速率较低，相较于森林等活体碳库，其碳封存时间更长，稳定性更高。此外，人类活动，如大坝建设、人工湿地修复和木材利用（图2），也可能在全球碳储存过程中发挥比以往认知更重要的作用。研究团队还指出现有的全球动态植被模型可能高估了森林在碳储存中的贡献，而低估了非活体碳储存库的作用。这项研究不仅揭示了陆地碳汇的新格局，也为改进全球碳循环模型、优化碳管理策略提供了关键科学依据。

图 2.  影响非活体碳库变化的机制分解。碳损失主要归因于土地利用和土地覆盖变化，以及泥炭地碳因排水和火灾所造成的损失。碳积累则受自然过程（如湖泊和湿地中的有机碳埋藏）及人为活动（如木制品加工和垃圾填埋）共同驱动。

参考文献：

[1] Regnier, Pierre, Laure Resplandy, Raymond G. Najjar, and Philippe Ciais. "The land-to-ocean loops of the global carbon cycle." Nature 603, no. 7901 (2022): 401-410.

[2] Li, Xiaojun, Jean-Pierre Wigneron, Lei Fan, Frédéric Frappart, Simon H. Yueh, Andreas Colliander, Ardeshir Ebtehaj et al. "A new SMAP soil moisture and vegetation optical depth product (SMAP-IB): Algorithm, assessment and inter-comparison." Remote Sensing of Environment 271 (2022): 112921.

[3] Wigneron, Jean-Pierre, Xiaojun Li, Frédéric Frappart, Lei Fan, Amen Al-Yaari, Gabrielle De Lannoy, Xiangzhuo Liu, Mengjia Wang, Erwan Le Masson, and Christophe Moisy. "SMOS-IC data record of soil moisture and L-VOD: Historical development, applications and perspectives." Remote Sensing of Environment 254 (2021): 112238.

[4] Yang, Hui, Philippe Ciais, Frédéric Frappart, Xiaojun Li, Martin Brandt, Rasmus Fensholt, Lei Fan et al. "Global increase in biomass carbon stock dominated by growth of northern young forests over past decade." Nature Geoscience 16, no. 10 (2023): 886-892.

李小军教授主要从事微波辐射传输建模、地表土壤水分与植被光学厚度（VOD）反演及其应用研究，主导研发了欧空局SMOS卫星陆地L3级官方产品SMOS-IC土壤水分与VOD反演数据集，产生了广泛的学术与应用影响力，支撑发表SCI论文超过100余篇。主持省部级项目1项，参与了多项欧洲空间局（ESA）、法国国家空间研究中心（CNES）、国家自然科学基金委员会等资助的项目。以第一通讯作者在国内外顶级期刊发表论文16篇，包括遥感与环境领域排名第一的《Remote Sensing of Environment》7篇 ，《Journal of Hydrology》1篇，其中4篇RSE入选ESI前1%高被引论文，合作发表论文超过70篇， 包括Science, Nature Climate Change, Nature Geoscience等。曾获法国农科院2024优秀员工C3奖（唯一华人）、 北京市优秀毕业生荣誉称号等。