我院陈浮教授团队在《Engineering》上发表研究成果

时间:2024-10-24作者:编辑:审核:阅读:10

近日，我院陈浮教授团队在矿山生态恢复、固碳增汇及可持续提升策略研究方向取得重要进展，研究成果以“Priority actions needed to improve carbon sequestration potential for mining ecological restoration in China”为题发表在国际著名期刊《Engineering》，该刊为中国工程院院刊，聚焦工程领域前沿重大科技问题，具有重要的国际影响力。

该研究分析了中国采矿损毁土地和治理状况，采矿累计损毁土地361.05万hm²，但累计治理土地仅93.08万hm²。与全球主要国家矿山土地复垦率（50%-70%）相比，中国矿山土地复垦率（30%）明显偏低（图1）。

图1 中国矿山空间分布(a)和采矿损毁与治理概况(b)

该研究耦合气候-土壤-植被-微生物互作过程，阐述了植被光合作用/光合碳分配、植物根系分泌物和植物死亡残体输入、团聚体保护、黏土矿物结合和微生物代谢及碳转化等矿区生态修复碳汇形成的复杂机制（图2）。为应对全球气候变化和碳中和愿景下矿山生态修复决策和固碳增汇最大化提供理论依据。

图2 矿山生态修复碳汇的稳定性机制

该研究以全生命周期和适应性管理为切入点，指明支撑未来退化矿区生态碳汇持续提升的方向和关键技术：①准确估算矿区修复生态碳汇。精准量化不同时空尺度矿区碳平衡的变化，确定优先修复或实施修复项目的位置，并实现精准预测与监测；②扭转非生物过程的影响。将酸沉降、气候变化等非生物过程引起的矿区碳失衡降至最低，了解非生物过程对矿区碳循环的相对贡献；③开发多功效的“绿色”技术。协调土壤重构、生物质碳材料、分层植被覆盖和碳基因定向筛选等技术，在短时间内最大化矿区修复的固碳效应，实现高碳汇的矿山近自然演替；④完善适应性管理策略。依据矿山恢复程度的衡量与紧急方案的应对，建立综合和整体的适应性管理框架和行动指南，促使矿区生态系统恢复达到稳定的自我维持、自我复原的状态。

图3 退化矿区土壤碳汇可持续提升策略

该研究得到了国家自然科学基金面上项目（项目编号：52374170，51974313）和国家重点研发计划项目（项目编号：2022YFF1303300）的资助，河海大学为第一单位，陈浮教授为第一作者，通讯作者为中国矿业大学（北京）彭苏萍院士和西安科技大学毕银丽教授。