煤炭资源枯竭转型城市植被碳汇变化观测:以徐州为例

摘要

在国家“碳达峰、碳中和”战略背景下,资源枯竭型城市的生态修复正成为固碳增汇的重要途经,利用长时间序列观测数据开展固碳增汇能力定量评价,将为设计资源枯竭型城市生态修复方式提供有价值的参考。以我国东部典型资源枯竭转型城市徐州为研究区域,通过“涡度相关法”和“卫星遥感”2种方式观测分析了总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)的时空变化特征。结果表明:(1)在生长季植被生长旺盛的时候,MODIS卫星遥感对GPP存在低估,是由于光能利用率模型将同种植被的最大光能利用率设为定值,不能体现植被生长状态的影响,从而增加了估算光能利用率的不确定性。但MODIS GPP与涡度相关通量塔实测GPP数据变化趋势一致,有较强的相关性(R~2=0.587,P=0),因此MODIS GPP数据可用于徐州矿区生态修复前后GPP变化特征分析。(2) 2005—2011年,徐州煤矿开采对徐州矿区生态环境破坏严重,固碳能力持续减弱,2011年后徐州地区采取生态修复措施,GPP明显升高,到2015年GPP达到最高值(0.878 kgC/(m^(2)·a)),2016—2020年GPP变化趋于稳定(0.85 kgC/(m^(2)·a)左右)。(3)徐州采取的矿区关闭、煤矸石回填、生态公园建设等一系列生态修复措施,提高了原有矿区的固碳增汇能力,形成了自稳定生态系统,且未来仍有改善的趋势,证明对煤炭资源枯竭型城市进行生态修复可以在5~10 a内有效改善当地生态环境,快速提升当地的植被固碳能力,为其他煤炭资源枯竭型城市的生态修复提供参考。