应对和减缓气候变化是当前国际社会的重要议题，亟需全球统一一致的行动。在政府间气候变化专门委员会（IPCC）最新发布的第六次评估报告指出，要实现巴黎协定设定的将本世纪末全球变暖的温度控制到2°C以内的目标，负碳减排技术是不可或缺的。生物能源碳捕获和储存技术（Bioenergy with carbon capture and storage，简称BECCS）被认为是未来最具发展潜力及性价比最高的负碳减排技术。作物秸秆是生物质能源的重要来源，而秸秆生物量的多少受气候变化的影响，当全球大规模气候行动推迟时，未来农作物亩产量可能受气候变化的影响而下降，从而削弱负碳技术的减排潜力。

IV类高峰学科“岛屿大气与生态”、复旦大学王戎研究团队联合国内外多个团队，综合考虑能源、气候、农业等的多重相互作用，首次在地球系统模型中考虑气候变化与BECCS减排潜力的相互作用和反馈机制，评估了2030-2100年期间不同时间段启动大规模的BECCS负碳技术对减缓气候变化的效用，发现：依赖BECCS的全球大规模减排行动若推迟至2060年以后启动，可能无法逆转全球温度的上升，甚至可能加剧全球粮食危机（自然，2022年9月8日）。成果警示，气候变化本身很可能会影响负碳技术的减排潜力，过度依赖未来远期负碳技术的减排潜力可能会错过当今减排的最佳时间。

结果表明，当大规模BECCS的减排行动的启动时间从2040年、2050年推迟到2060年时，在2200年是否考虑该反馈机制对全球增温的贡献将达到0.3，0.6和0.8°C。当全球变暖超过2.5°C的临界点，大规模的负碳减排技术的气候行动很可能无法在2200年达到巴黎协定的温控目标，由于考虑气候-农业的相互作用，导致在2200年的全球增温从1.7°C增加到3.7°C，人均每天粮食卡路里从2.1 Mcal降低到1.5 Mcal。全球不同地区的农业系统对气候变化和减排的响应有一定差异，如果将北美洲、欧洲和中国高纬度地区的粮食作物（如小麦、水稻和玉米）出口至粮食相对缺乏的地区，在2060年开始减排的情况下，北美洲、欧洲和中国的粮食出口量将是当前水平的3倍、2倍和80倍，表明未来需要大幅增加粮食贸易，但增幅可能令人难以置信，如果预期的粮食贸易未能实现，需要考虑提前采取气候行动或考虑人口迁移的选择来满足未来的基本粮食需求。

该研究降低了未来远期可获取的负碳减排技术的潜力，提高了近期可获取的低碳技术（如太阳能、风能）的价值，如果依赖生物质能源作物的负碳减排技术可在短期内实现大规模推广，仍有较大概率减缓全球气候变化和提升粮食安全。

图1 农业反馈对全球增温和农业粮食供应量的影响。该图表示的是在2040年、2050年和2060年开始减排时，2100年和2200年的全球变暖和人均每天卡路里的蒙特卡罗结果和不同敏感性试验的结果，研究发现从2050年开始实施减排时，在考虑农业-气候反馈后，在2200年可以实现2°C气候目标的几率从47%下降到4%，表明认识气候与农业的反馈增加了早期减排的紧迫性（横线表示中间的预测值，虚线表示不考虑气候对农作物亩产量影响的情景下全球变暖的差异）。

这一成果发表在2022年9月7日《自然》（长文）（https://doi.org/10.1038/s41586-022-05055-8）。复旦大学环境科学与工程系硕士研究生徐思清为论文第一作者，复旦大学青年研究员、崇明生态研究院特聘研究员王戎为通讯作者，中国科学院院士、复旦大学教授张人禾与欧洲科学院院士、复旦大学教授、崇明生态研究院大气环境安全研究中心主任陈建民以及复旦大学教授汤绪、王琳为重要共同作者，中科院大气物理所、西班牙全球生态研究所、法国气候变化中心、法国索邦大学、比利时安特卫普大学、英国约克大学、奥地利国际应用系统分析研究所参与了合作研究。该项工作获得了上海市IV类高峰学科“岛屿大气与生态”项目的资助。

图文来源丨崇明生态研究院大气环境安全研究中心陈建民教授团队