岩溶碳汇调查的“三个最”是如何炼成的——管窥地调院倾力打造“中国最南端岩溶碳汇产学研基地”

地质工作者在土壤二氧化碳监测点开展工作（苏世峰 摄）

广西人工林面积1.3亿亩，居全国第一位，森林植被总碳储量5.3亿多吨，相当于吸收储存二氧化碳约19亿多吨。广西喀斯特地貌（岩溶地貌）占全区总面积的40.57%，但其巨大的岩溶碳汇潜力常为人们所忽视。所谓的岩溶碳汇就是碳酸盐岩风化溶解消耗大气或土壤中 CO2，并随水体迁移、被水生（微）生物吸收等一系列动态过程，积极参与全球碳循环，产生短时间尺度碳汇效应。。

为了弄清楚岩溶碳汇的形成条件、影响因素、迁移转化、源汇计算等问题，广西壮族自治区地质调查院于2023年先行先试，组建团队并先后承担了“广西靖西市平江地下河流域岩溶碳汇调查评价”和“广西靖西市坡豆河流域岩溶碳汇调查评价项目”项目，配备最具工匠精神的地质科研人员开展了这项最具探索精神的地质科研项目，并致力打造“中国最南端岩溶碳汇产学研基地”，为固碳增汇和减缓气候变化的战略决策提供参考依据，推动产生最具生态效益的地质科研意义！

最具探索精神的地质科研项目

郑焕君是“广西靖西市坡豆河流域岩溶碳汇调查评价项目”的项目第一负责人，乍一看这个中性的名字，很难判断出她是一位女地质队员，她虽然到广西壮族自治区地质调查院工作的时间不长，但她和同事们已在这个全新的领域挑起了重担。

之所以说是全新的领域，是相对于森林碳汇而言，公众对于森林吸收并储存二氧化碳的能力较为了解，而对于岩溶碳汇却知之不多。其实，早在1997年我国就在国际上最早提出了岩溶作用参与全球碳循环，并于2010年正式提出了岩溶碳汇的概念，即大气圈中CO₂以HCO₃^-（碳酸氢根）的形式进入水圈而产生碳汇效应。

广西壮族自治区地质调查院院长助理张勤军介绍，岩溶区碳酸盐岩风化溶解消耗大气或土壤中的CO₂，并随水流经过迁移、转化等一系列动态过程，积极参与全球碳循环，产生短时间尺度碳汇效应。“开展岩溶流域碳循环调查，查明岩溶碳循环形成条件、影响因素、迁移转化、分析碳源汇关系，评价流域尺度的岩溶碳汇通量和碳汇效应，能为固碳增汇和减缓气候变化的战略决策提供参考依据。”

 “‘广西靖西市平江地下河流域岩溶碳汇调查评价’是 2023年我院承担实施的地质科研项目，也是广西地矿局的首个岩溶碳汇地质调查项目。”郑焕君说，项目完全是从零起步，项目团队都是年轻人，之前都没有从事岩溶碳汇调查的经验，我们只能通过查找资料、在实践中摸索、向同行请教等方式，向这个全新的领域发起冲锋。

在全新的领域探索，关键是要有名师引路。在团队成立之初的2023年，他们就邀请了中国地质科学院岩溶地质研究所、广西大学、中国科学院水生生物研究所、河海大学的专家学者，分别以题为《岩溶流域碳循环调查与计量方法》《岩溶碳循环地质调查及碳汇效应影响因素分析》《论岩溶水监测的目标方法和技术实现-以武鸣灵水为例》《沉水植物对岩溶碳汇稳定性影响研究进展》《岩溶水文模型现状与进展》进行授课，让名师引路把他们带入这个全新的领域。

“在对理论有了较为深入的了解之后，才能为岩溶碳汇调查实践提供很好的指引。”不过该项目的第二负责人贝为昶表示，在真正开展调查后，很多问题还得在实践中慢慢摸索和解决，比如在调查过程中会采用很多现代化调查监测手段，一些仪器他们以前都没有用过，“我们通过一遍遍地看说明书和实践操作才学会。还有岩溶碳汇监测站的建立也是个大工程，涉及到工程建设、通讯和监测技术等多领域的交叉融合问题，我们只能借助外力，邀请中国地质科学院岩溶地质研究所的技术员前来指导安装，一些调查方法也在实践摸索中慢慢完善。”

通过一年多的努力，他们在实践中不断探索，目前已经在坡豆河流域内组成碳循环监测网络，建成了流域碳汇过程动态监测站2座，开展碳酸盐岩风化过程观测研究，广西在岩溶碳汇调查等方面取得创新成果还被写进了中国地调局2023年的工作报告。

回顾一年来的艰辛探索，郑焕君感慨良多：“项目之所以这么快取得阶段性成果，主要靠的是团队敢于挑战、敢于攀登的探索精神，这也是新时代地质工作者践行科技自立自强精神的生动实践和体现。”

最具工匠精神的地质科研人员

在这个项目中，他们被称为“捕捉碳足迹的猎人”，而能否捕捉成功的关键是精度。因此，精益求精的工匠精神不仅是一种追求，更是岩溶碳汇调查项目的基本要求和职业操守。

贝为昶说，为了保证精度，获取最准确的数据，岩溶碳汇调查是目前我局地质调查类项目中，“地质调查手段应用最全面，地质调查仪器采用最多种，地质调查方法最精细的！”

如在地质调查手段和地质仪器应用方面，不仅涉及前期地质资料收集和预研究、水文地质调查等普查工作，在详细调查阶段，还涉及岩石地球化学采样、土壤地球化学采样、水文地球化学样等。还要采用先进仪器现场测定采样点的流量、水温、溶解氧、氧化还原电位、溶解性总固体、电导率、pH、Ca²⁺、HCO₃^-，以及在室内测定水中的Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺、CO₂等进行水样简分析，并计算饱和指数（SI）和CO₂分压（PCO₂）。

笔者在跟随项目组到靖西市地州乡古文村古文屯饮水工程出水口处看到，仅在水文地球化学样调查环节，用于开展调查的地质仪器就装了满满一大车，他们把仪器卸下来后，整整齐齐地摆放在地面，3人分工配合有条不紊地开展工作。

“之所以涉及到这么多地质调查手段和应用这么多先进的地质调查仪器，一切都是为了获取最精确的数据。”郑焕君说，每一个环节都不能马虎，一个细节的疏忽都会影响数据的准确性。

在HCO₃^-滴定环节，郑焕君先把注射器和PVC瓶分别用测试溶液润洗三次，然后甩净PVC瓶内剩余水滴，再用注射器取5mL待测水样放入PVC瓶中，“按照要求，取溶液时，注射器还要留有0.5mL空隙。”

笔者看到，一整套程序下来有十几个步骤，全程都要全神贯注。郑焕君说，关键是要身定心静，手不能抖，脑不能乱，即使身在野外，也要像室内测试人员一样，一个步骤也不能乱，也不能少。

二氧化碳常温下作为一种无色无味的气体，要想精确地“捕捉”它，要有细致的工作方法。

如在取水样时，不仅要先用取水样点的水洗过3遍，取得水样后还不能留有气泡，“我们在实践中发现，不能拿出水样在空气中再盖瓶盖，要在水中取满水，利用水把空气挤压出去后，再迅速在水中盖好瓶盖。”项目技术员欧强说，为避免空气从瓶盖溢进去，我们还采用蜡封的方法，把瓶口的缝隙都封堵起来。

此外，为避免取出的水样受到光热的影响引起化学反应，笔者看到，他们迅速用遮光纸把取样瓶严严实实地包扎起来，并放置到专门携带来的冷藏箱中，回到室内还要放到冰箱中冷藏起来，再统一运送到专门的测试机构进行下一步的测试。

“这完全是个良心活，费那么大劲，靠的是自觉，还有对工匠精神的坚守。”欧强说，在野外开展调查没人会监督你，但你不能心存侥幸，想偷懒多快好省或一个环节做得不到位，到时数据互相打架，就会无情地揭穿你工作的不负责任。

最具生态效益的地质科研意义

我国政府承诺CO₂排放力争2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和(双碳)的战略目标。如何分解“双碳”目标，科学有效地落实“减排”与“增汇”，将成为中国通往2060年碳中和道路上必须尽快攻克的难题。

全球岩溶分布面积占陆地面积的15%，广泛分布于130多个国家，全球约1/4人口以岩溶表层带的水作为饮用水。中国地质科学院岩溶地质研究所曹建华研究员指出，我国岩溶区总面积为340多万平方公里，是世界上岩溶面积最大、分布最广、岩溶地貌类型最全的国家，且岩溶碳汇通量约占陆地植被碳汇通量的50%，岩溶碳汇潜力巨大。“岩溶碳汇不仅是生态系统碳汇的重要组成部分，也是碳汇增量不容忽视的部分。”

贝为昶介绍，广西岩溶面积9.64万km²，占全区土地面积的40.57%，拥有巨大的岩溶碳汇潜力。岩溶碳汇调查主要通过碳汇通量监测站、土壤二氧化碳监测点、水位水量水化学监测点布设，通过对流域碳汇作用系统、连续地监测和调查，较精确地计算岩溶碳汇量，测算岩溶碳汇对大气二氧化碳回收的贡献，揭示碳循环以及碳源/碳汇的转化过程及机理。“不仅可以提高广西碳汇通量计算精度，巩固广西碳汇优势地位，争取纳入国内、国际碳排放交易，还可以为今后科学制定减排增汇政策、开展地质（岩溶）碳汇进入碳交易市场的可行性研究提供理论和技术数据。”

张勤军介绍，之所以选择在靖西市开展岩溶碳汇调查项目，是因为毗邻中越边境，为亚热带与热带气候过渡部位，拥有更好的水热条件，理论上对碳循环更为有利，便于与国内不同维度岩溶区做对比研究。“在这里开展碳酸盐岩风化过程观测，分析亚热带与热带气候区碳汇潜力，与国内观测网形成互补，将有助于提高全区碳汇通量计算精度，巩固我区碳汇优势地位，服务于国内、国际碳排放交易，推动绿色低碳发展。”

张勤军表示，2023年4月我院就已在中越边境的平江地下河建设岩溶碳汇过程监测站，属中国最南端的碳汇监测站。“下一步，我们致力打造‘中国最南端岩溶碳汇产学研基地’，为岩溶碳汇调查工作的推广提供经验借鉴，为广西固碳增汇和减缓气候变化的战略决策提供参考依据。”

据悉，全球每年陆地森林生态系统可产生17.1亿吨的碳汇通量，土壤有机碳库可产生净碳汇通量8亿吨。全球碳酸盐岩风化溶解产生的碳汇通量为5.5亿吨/年，相当于全球森林碳汇通量的33%、土壤碳汇通量的70%。而且，岩溶碳循环发生的驱动力是水和二氧化碳，在不同气候类型下，碳汇发生的强度存在差异性，在人为干预改变驱动力的情况下，岩溶碳汇还可以增加，岩溶作用产生的碳汇效应具有巨大的潜力。

广西地矿局综合研究与海洋地质处处长康志强表示，开展岩溶碳汇调查评价项目，是最具生态效益的地质科研项目，当前岩溶碳汇作为实现“双碳”目标的重要途径被纳入国家“双碳行动”顶层设计，广西壮族自治区地质调查院作为我局岩溶碳汇研究的主力军，正以打造“中国最南端岩溶碳汇产学研基地”为契机，扎实推进岩溶碳汇科研项目实施，为实现“双碳”目标添砖加瓦。