碳汇

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碳汇，或称碳吸存（英语：carbon sink）是指在一定时间尺度内净移除大气中二氧化碳（CO₂）或其他温室气体并将其累积于某一碳库（carbon pool）中的过程。当某一碳库在观测时段内的碳储存量（carbon stock）净增加时，该碳库在该时间段的变动即被视为碳汇；反之若碳储存量净减少则为碳源（carbon source）。“碳固存 / 碳封存 / 固碳”（carbon sequestration）通常用以描述把碳从大气移入碳库的过程；在政策语境中，sequestration 一词亦常被扩展用以包含工程化的碳捕捉与封存技术（CCS/CCUS、BECCS 等）。^[1][2]

定义与术语

• 碳库（carbon pool）：又称碳储存量 (carbon stock)，指储存碳的场所或组成，例如植物生物量、枯死有机物量、土壤有机碳量、淡水与海洋沉积物量及地质储藏量等。
• 碳汇（carbon sink）：中文又可称碳吸存，指在特定时段内，若某碳库/碳储存量的碳累积量为正（吸收>排放），该库即发生汇 / 吸存 (sink)。
• 碳源（carbon source）：相对地，若某碳库在一段时间内净排放碳（吸收<排放），则为源 (source)。
• 碳固存 / 固碳（carbon sequestration）：中文又常可称碳封存，将大气中的碳固定至其他碳库的过程；学术定义过往多指自然或生态过程，但在政策与工业语境下也常指工程式封存（例如 CCS/BECCS）。^[3]

主要类型

1. 陆域碳汇：森林、草地、农业土壤与湿地等陆生生态系。森林通过光合作用吸收 CO₂，将碳固定于树体与土壤中；森林产品（wood products）亦可延长碳的储存时间。陆域碳汇的大小会随植被生长、土地利用变更与干扰（砍伐、火灾、虫害等）而变动。^[4]
2. 海洋与沿岸（蓝碳）碳汇：海洋透过物理（气体交换）与生物碳泵吸收 CO₂；沿岸植被（红树林、盐沼、海草床）被称为“蓝碳生态系”，在沉积物中能长期持续吸存有机碳。^[5]
3. 泥炭地与湿地：泥炭地长期累积有机物质，储存大量碳，但排水或干燥会导致大量碳释放。
4. 地质与工程式固碳：包含碳捕捉与封存（CCS/CCUS）以及生质能结合 CCS（BECCS）等技术，属人为介入以实现长期封存之方法。^[6]

测量与估算方法

碳汇 / 碳吸存量的估算常结合多种方法以降低不确定度，主要包括：

• 地面样地调查（forest inventories）与用异速方程式（allometric equations）以估计树木生物量在一段时间内的净增长量。^[7]
• 涡度相关（eddy covariance）观测可连续量测生态系与大气间的净 CO₂ 通量（NEE），适用于短期与季节性动态研究。
• 遥测（卫星影像）结合样地资料，用于大尺度（国家至全球）碳库与碳收支的时空估算。
• 过程模式（process-based models）与资料同化（data assimilation）用于整合观测与模型，提供区域至全球尺度的情景模拟与不确定度评估。^[8]

影响因子与脆弱性

碳汇 / 碳吸存量的强弱与稳定性受多种因素影响，包括气候（温度、降雨）、营养供给、土地利用变更、火灾与害虫、以及 CO₂ 浓度上升所引起的 CO₂ 肥料效应。极端气候事件（干旱、高温、广域野火）可在短期内削弱甚至逆转自然碳汇 / 碳吸存功能；因此碳汇 / 碳吸存并非永恒保证，其“永久性（permanence）”与“泄漏（leakage）”为政策与碳交易常被讨论的风险。^[9]

国际政策与应用

在国际气候治理中，增强与保护自然碳汇是减缓策略的重要组成部分。UNFCCC 框架下的 REDD+（减少森林砍伐与退化）旨在透过保护与可持续管理森林来维持或增加森林碳库并减少因土地利用改变造成的排放。各国在提交国家自主贡献（NDCs）时亦常包含土地基础的减缓措施与碳汇相关目标。另一方面，工程式固碳技术（如 CCS、BECCS、DACCS 等）在国际能源与气候路径中被视为达成负排放或补足难以减少排放来源的可能选项，但同时伴随成本、技术成熟度与伦理政策争论。^[10][11]

争议与限制

• 永久性与逆转：自然碳汇可能因火灾、病虫害、气候极端事件或土地改变而释放已储存碳，挑战以碳汇作为减排抵换（offset）时的“永久性”承诺。
• 额外性（additionality）与泄漏（leakage）：在设计碳交易或补偿机制时，需证明所宣称的碳移除或保护是额外发生的，且不会在其他地点导致排放增加。
• 量测不确定度与核查（MRV）：不同方法（样地、遥测、模型）在估算时存在不确定性，良好且透明的监测、报告与验证（MRV）制度对政策信任至关重要。
• 道德与社会影响：依赖碳汇或工程固碳来抵消排放，若缺乏严格规范，可能拖延减排行动或引发土地权、原住民权益与生物多样性等冲突。^[12]

参见

• 碳循环
• 碳封存（carbon sequestration）
• 碳捕捉与封存（CCS / CCUS）
• REDD+
• 蓝碳（Blue carbon）