生態(tài)系統(tǒng)恢復是應對氣候變化的重要自然解決方案，因其在碳封存方面具有巨大潛力，成為了研究熱點。然而，現(xiàn)有研究往往高估了生態(tài)系統(tǒng)恢復的碳封存潛力，未能充分考慮生態(tài)系統(tǒng)對水資源的需求與人類水需求之間的競爭關系。這一問題不僅影響了碳封存的實現(xiàn)，也可能對水資源的安全構成威脅。

　　鑒于此，西北農林科技大學Shouzhang Peng、中國科學院生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡觀測與模擬重點實驗室Kailiang Yu團隊攜手使用綜合的基于過程的模型，結合廣泛的土地利用數(shù)據(jù)和蒸發(fā)回收，重新評估了生態(tài)系統(tǒng)恢復的水需求。他們發(fā)現(xiàn)，要實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)恢復的碳封存潛力，將導致全球人均水資源可用性減少26%，對水資源緊張和人口密集地區(qū)的水安全構成重大風險。研究表明，如果保護人類用水，生態(tài)系統(tǒng)恢復的可實現(xiàn)碳封存潛力將減少三分之一（從396 PgC降至270 PgC），而巴西、美國和俄羅斯是具有最大可實現(xiàn)潛力的國家。

　　此外，未來的氣候變化、CO2濃度、土地利用和人口變化在共享社會經(jīng)濟路徑（SSP）情景下的預測表明，到本世紀末，可實現(xiàn)的碳封存潛力可能增加至274–302 PgC，其中中國被預期將具有最大的潛力。這一發(fā)現(xiàn)為碳封存目標與水安全之間的權衡和協(xié)同關系提供了更深入的理解，并為可持續(xù)實施生態(tài)系統(tǒng)恢復策略提供了實證框架。

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　　表征解讀】本文通過使用LPJ-GUESS過程模型及衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等表征手段，揭示了全球潛在碳儲量的增加與水資源消耗之間的復雜關系。作者的研究發(fā)現(xiàn)，在進行生態(tài)系統(tǒng)恢復的過程中，盡管全球潛在的碳儲量可達到396 PgC，但74%的區(qū)域卻伴隨著水資源的減少，這一現(xiàn)象通過空間分布圖得以清晰體現(xiàn)。這一結果強調了碳恢復與水資源安全之間的重要權衡，提示作者在實施自然碳解決方案（NCS）時必須兼顧環(huán)境與人類需求。

　　針對碳存儲增加伴隨水資源減少的現(xiàn)象，作者進一步通過微觀機理的表征，分析了植物-土壤水反饋及其對水資源的影響。研究顯示，生態(tài)系統(tǒng)恢復后，某些區(qū)域的土壤蒸發(fā)減少，從而實現(xiàn)水資源的局部增加。這一現(xiàn)象特別體現(xiàn)在高強度人類活動影響下的區(qū)域。此外，通過土地與大氣之間的反饋，作者探討了生態(tài)系統(tǒng)恢復后降水的潛在增加，特別是在溫暖潮濕地區(qū)，這為未來的水資源管理提供了新的視角。

　　在此基礎上，通過遙感監(jiān)測與長期調查數(shù)據(jù)的整合，作者對全球范圍內的碳儲量與水資源之間的關系進行了深入的研究。結果表明，盡管大多數(shù)區(qū)域的水資源受到了影響，但仍有26%的地區(qū)在碳儲量增加的同時顯示出水資源的改善。這一發(fā)現(xiàn)為碳恢復策略的制定提供了新的思路，強調了區(qū)域差異化管理的必要性。

　　科學啟迪】本文的研究揭示了在陸地生態(tài)系統(tǒng)中增強碳儲存與水資源消耗之間的復雜關系，強調了在進行自然碳恢復時，必須兼顧水資源的管理。通過基于過程的模型，研究表明全球潛在的碳儲存量為396 PgC，但在74%的地區(qū)，碳儲存的增加會導致水資源的減少，這一發(fā)現(xiàn)突顯了碳恢復與水安全之間的顯著權衡。此外，研究還提出，盡管有些地區(qū)在生態(tài)恢復后水資源得以增加，這種情況主要發(fā)生在高強度人類活動的區(qū)域，表明人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響不容忽視。

　　這項研究為政策制定者和研究人員提供了重要的參考，強調在制定凈零排放戰(zhàn)略時，必須綜合考慮不同氣候、生態(tài)和社會背景下的碳儲存與水資源管理的權衡。未來的生態(tài)恢復項目應在保證碳儲存潛力的同時，確保水資源的可持續(xù)利用，從而實現(xiàn)更廣泛的環(huán)境保護和人類需求的平衡。這為作者在面臨氣候變化挑戰(zhàn)時，提供了科學的理論基礎和實踐指導。

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