陸地生態(tài)系統(tǒng)碳源/匯強度的空間格局、動態(tài)變化及其環(huán)境控制因子是預測未來氣候變化、管理自然資源、優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)服務功能以及控制溫室效應增強的基礎，是目前全球變化生態(tài)學研究最為重要的前沿領(lǐng)域之一，但不同區(qū)域及全球陸地生態(tài)系統(tǒng)的時空異質(zhì)性以及研究方法和數(shù)據(jù)的局限性，使得目前對陸地生態(tài)系碳源/匯強度的估算還存在很大的不確定性，且一直是困擾全球碳循環(huán)及全球變化研究的瓶頸問題。

　　美國國家海洋與大氣局(NOAA)研發(fā)的以北美為重點嵌套區(qū)的全球碳追蹤同化系統(tǒng)(CarbonTraker-NA)，以其在跨尺度、多源觀測數(shù)據(jù)融合、模型同化等方面的優(yōu)勢，自2007年誕生之日起，就受到廣泛的關(guān)注。中國科學院地理科學與資源研究所陳報章研究員自2009年6月回國起，即開始著手組建團隊、研發(fā)中國碳同化追蹤器 (CarbonTraker-China)。在研發(fā)過程中，得到了美國國家海洋與大氣局Peter Tans院士所領(lǐng)導的團隊和荷蘭瓦特林根大學Wouter Peters教授所領(lǐng)導的團隊的大力支持與精誠合作，并得到中-荷合作項目(NWO VIDI Grant (864.08.012) and the Chinese-Dutch collaboration by the China Exchange Program project(12CDP006)的支持，歷時近5年的努力，中科院碳追蹤同化系統(tǒng)——中國碳追蹤器 (CarbonTraker-China, CAS)終于誕生了。這個系統(tǒng)的命名和成果發(fā)布，得到了NOAA和歐洲的官方認可。

　　中科院碳追蹤同化系統(tǒng)是繼NOAA的CarbonTracker和歐洲CarbonTracker-Europe之后的全球第三個完整的全球尺度嵌套式碳同化系統(tǒng)。該系統(tǒng)以雙向嵌套同化技術(shù)為核心，以陸地生態(tài)系統(tǒng)模型模擬結(jié)果為先驗通量，依據(jù)海洋碳源/匯、人為排放以及生物質(zhì)燃燒等CO2排放數(shù)據(jù)以及全球網(wǎng)格化氣象數(shù)據(jù)為初始化數(shù)據(jù)，驅(qū)動大氣傳輸模型TM5，利用基于算子分裂算法和Parent-Children網(wǎng)格間信息的雙向傳輸技術(shù)的雙向嵌套式大氣傳輸模式，模擬出全球6×4度、中國1×1 度 CO2濃度的時空分布圖；在此基礎上，結(jié)合地基CO2濃度觀測數(shù)據(jù)，采用集合卡爾曼平滑(Ensemble Kalman Smooth)方法對大氣CO2濃度和通量進行數(shù)據(jù)同化，計算出陸地表層CO2源/匯時空動態(tài)分布。該系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于：在對全球碳源匯進行統(tǒng)一估測的基礎上，研究者根據(jù)需要可設置不同的重點研究區(qū)，可減少設置側(cè)邊界條件所帶來的不確定性。

　　中科院碳追蹤同化系統(tǒng)與北美和歐洲碳同化系統(tǒng)的主要區(qū)別表現(xiàn)在：(1)根據(jù)中國地理和空間生態(tài)系統(tǒng)特征，調(diào)整、優(yōu)化模型算法，強化中國區(qū)陸地碳匯的模擬；(2)收集和整理中國區(qū)的排放源數(shù)據(jù)、中國及周邊地區(qū)的CO2觀測數(shù)據(jù)，提高中國陸地碳/匯模擬精度。對中國和亞洲的估算結(jié)果， 明顯優(yōu)于其他兩個系統(tǒng)。詳細信息請瀏覽網(wǎng)頁http://www.carbontracker.net/。

　　該團隊把中科院碳追蹤同化系統(tǒng)應用到中國過去10年和亞洲過去5年陸地生態(tài)系統(tǒng)碳通量空間格局及動態(tài)變化的研究中，相關(guān)成果分別發(fā)表在美國地球物理學會主辦的期刊Journal of Geophysical Research: Atmospheres 和歐洲地球物理學會主辦的期刊Atmospheric Chemistry and Physics上。

　　該研究在中科院戰(zhàn)略性先導科技專項(XDA05040403)、科技部“863”重點項目(2013AA12200)和“973”項目(2010CB950704)的共同資助下完成。