加州理工翁玉林團(tuán)隊(duì)證實(shí)，塔克拉瑪干沙漠正向全球碳匯轉(zhuǎn)型

塔克拉瑪干沙漠是中國(guó)面積最大、世界第二大的流動(dòng)性沙漠。其面積約 33.7 萬平方公里，高山環(huán)繞，阻擋了濕潤(rùn)空氣的侵入。因此，該地區(qū)極為干旱，年均降雨量低于 50 毫米，植被指數(shù)值接近零，流動(dòng)沙丘占據(jù)了 95% 以上的表面。

1978 年，橫跨西北華北東北的國(guó)家級(jí)特大生態(tài)工程“三北”工程啟動(dòng)。圍著塔克拉瑪干沙漠等北方荒漠種樹種草，目的是防沙、綠化。

2024 年，環(huán)塔克拉瑪干沙漠 3,046 公里的綠色防護(hù)帶把 34 萬平方公里的黃沙全部圍了起來，建成世界最長(zhǎng)的環(huán)沙漠生態(tài)安全屏障。

（來源：維基百科）

近日，發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上的一項(xiàng)研究證實(shí)，大規(guī)模生態(tài)恢復(fù)正在將這個(gè)極端干旱環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)樘紖R。也就是說，通過幾十年種樹，沙漠邊緣已經(jīng)開始吸碳了，而且吸得越來越多。

這項(xiàng)研究的通訊作者 Yuk-ling Yung (翁玉林）美籍華人，加州理工學(xué)院地質(zhì)與行星科學(xué)系教授。研究方向聚焦行星大氣、行星演化、大氣化學(xué)、大氣輻射、天體生物學(xué)和全球變化六大領(lǐng)域。曾參與伽利略號(hào)、卡西尼-惠更斯號(hào)、金星快車號(hào)、新視野號(hào)等多個(gè)深空探測(cè)計(jì)劃。

傳統(tǒng)上，大家普遍認(rèn)為熱帶雨林是主要的碳匯，沙漠是生物荒漠，甚至隨著氣候變暖，沙漠土壤里的空氣受熱膨脹會(huì)釋放二氧化碳。但這項(xiàng)研究證明，即使在最極端的環(huán)境，人為生態(tài)修復(fù)也能創(chuàng)造碳匯奇跡，為全球干旱區(qū)治理提供了可復(fù)制的成功模板。

研究團(tuán)隊(duì)并未進(jìn)行大規(guī)模實(shí)地勘探，而是通過衛(wèi)星和地面數(shù)據(jù)，觀察沙漠環(huán)境的變化。數(shù)據(jù)覆蓋 2001 年至 2024 年。

研究發(fā)現(xiàn)，沙漠碳匯受季節(jié)變化驅(qū)動(dòng)。塔克拉瑪干的吸碳能力像一個(gè)“季節(jié)開關(guān)”，受降雨主導(dǎo)。夏天（7-9 月）是“吸碳旺季”，冬天（12-2 月）基本不吸甚至輕微排碳，反差特別大。

具體而言，冬天每月下雨才 6.4mm，幾乎沒植物長(zhǎng)，光合作用基本停擺，大氣里二氧化碳濃度高達(dá) 416.3ppm；夏天受夏季風(fēng)影響，每月下雨漲到 16.3mm（是冬天的 2.5 倍），沙漠邊緣的植物趁機(jī)生長(zhǎng)，光合作用拉滿，直接把二氧化碳濃度降到 413.0ppm，比冬天少了 3ppm。3ppm 降幅雖小，但對(duì)極端沙漠而言是實(shí)打?qū)嵉奈汲晒?/p>

最值得注意的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，盡管這些年塔克拉瑪干的年降雨量基本沒增加，但沙漠邊緣的植物越來越多，吸碳能力也一直在提升。

植被覆蓋度（NDVI 指數(shù)）每年都在漲，光合活性也逐年提升，沙漠邊緣的綠地每年能新增 162.2 平方公里，差不多 23,000 個(gè)足球場(chǎng)大小。2021 年的時(shí)候，沙漠邊緣還把部分農(nóng)田、草地改成了森林和灌木，綠化面積提升，吸碳能力也跟著翻倍。現(xiàn)在沙漠邊緣的防護(hù)林，每公頃每年能吸收 1.74 噸二氧化碳，而且這個(gè)能力還在逐年增強(qiáng)。

圖 | 塔克拉瑪干沙漠及周邊地區(qū)平均降水（來源：上述論文）

目前，這項(xiàng)造林工程只在沙漠邊緣進(jìn)行，還沒涉及腹地，但就算這樣，潛力已經(jīng)超驚人。如果把防護(hù)林鋪滿整個(gè)塔克拉瑪干，每年能吸收 5,870 萬噸二氧化碳；如果把這種造林模式推廣到全國(guó)，每年能吸收 16.7 億噸二氧化碳，相當(dāng)于我國(guó)全年碳排放的 14%。這意味著，干旱沙漠的綠化，能成為中國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要幫手。

此外，在塔克拉瑪干種樹，對(duì)當(dāng)?shù)睾椭苓厑碚f，也有不少優(yōu)勢(shì)。

首先，防沙治沙。防護(hù)林減少沙塵暴強(qiáng)度，保護(hù)周邊農(nóng)田、公路和村莊。研究指出，沙塵頻率下降，基礎(chǔ)設(shè)施壽命延長(zhǎng)；其次，改善微氣候。植物增加濕度，緩解極端高溫和寒冷，讓沙漠邊緣的環(huán)境慢慢變得更宜居；第三，農(nóng)業(yè)保護(hù)。擋住風(fēng)沙，耕地不再被埋，糧食安全提升。論文討論中提到，綠化還能提升生物多樣性，支持本地經(jīng)濟(jì)。

事實(shí)上，全球很多國(guó)家都在搞沙漠綠化，比如非洲的撒哈拉“綠色長(zhǎng)城”、沙特阿拉伯的沙漠造林，但因?yàn)楦珊怠①Y金、協(xié)調(diào)等問題，大多沒成功。

而塔克拉瑪干的成功，是全球首個(gè)把極端干旱沙漠改造成碳匯的案例，這表明，哪怕是最干、最貧瘠的沙漠，只要人類有規(guī)劃、持續(xù)地搞生態(tài)修復(fù)，不僅能綠化，還能幫地球減碳，為全球的沙漠治理和氣候變暖問題，提供了一個(gè)可復(fù)制的“中國(guó)方案”。

研究也指出，目前的碳匯只在沙漠邊緣，腹地還是流沙荒漠；而且沙漠植物特別依賴水，未來如果氣候變暖導(dǎo)致降水變化，吸碳能力可能會(huì)受影響。所以未來的沙漠造林，還是要“因地制宜”，選擇耐干旱的本土植物，兼顧綠化和水資源保護(hù)，不能盲目種樹。

1.Salma Noor et al, Human-induced biospheric carbon sink: Impact from the Taklamakan Afforestation Project, Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2523388123

運(yùn)營(yíng)/排版：何晨龍