1997年12月11日，在日本京都召开的《联合国气候变化框架公约》缔约国第三次会议上，通过了旨在削减各国温室气体排放、遏制全球变暖的《京都议定书》，并于20005年2月16日正式生效。《京都议定书》规定，发达国家在2008～2012年间必须将CO²等6种温室气体(CO₂、CH₄、N₂O、HFCs、PFCs(全氟化碳)和SF₆(六氟化硫)的排放量在1990年的基础上至少减少5％。在减排任务的分配上，《京都议定书》规定了“共同而有区别的责任”，每个国家都要承担起各自的义务与责任，但发达国家和发展中国家应该承担的责任有所区别。对发展中国家，《京都议定书》没有提出相应的温室气体减排要求。发达国家人口占世界总人口的22％，却消耗了全世界79％以上的能源，排放50％以上的温室气体，必然需要承担相应的义务与责任。中国虽然没有法定的减排任务．但在国家发展规划中设定了降低能耗的具体目标。这是中国对国际社会自愿做出的关于减排温室气体、缓解气候变化的具体承诺。中国科学家积极围绕相关主题，广泛开展了探索性研究工作；

(一)耕地土壤碳循环研究中的重大问题

地球系统碳循环与全球变化研究的一个重要任务就是阐明陆地生态系统的碳汇演变及其对日益升高的大气CO₂的收集、固定能力以及末来演变趋势。一些学者以“《京都议定书》生效后我国耕地土壤碳循环研究若干问题”为题(潘根兴等2005)，讨论了我国农业土壤碳循环与全球变化研究的若干基础问题，提出了当前急迫的研究需求，以期为推动我国陆地生态系统碳循环与全球变化研究提供参考。在分析了土壤碳循环及固碳潜力研究是国际全球变化研究的主流趋势，全球变化下我国耕地农业生产与固碳的背景、压力与挑战后，提出了我国耕地稳产固碳的基础科学研究中的特殊问题与创新需求，包括我国耕地土壤碳循环与固碳过程的特异性(例如，我国耕地资源短缺背景下的集约化利用与高强度投入对土壤碳循环的影响与固碳潜力．以细碎化为特征的土地分散经营机制和以农户为主体的农民自由管理行为对土壤碳循环的影响，在脆弱生态环境和低碳库背景下耕地土壤碳循环与固碳过程的特点等)，固碳研究的主要问题与优先研究的内容(例如，耕地土壤碳库及其演变态势、耕地土壤固碳潜力、土壤固碳与耕地生产力关系等)。我国所处的白然环境和社会经济背景条件的特殊性，决定了我国耕地农业利用与土壤碳循环的特殊性，而这种特殊性对耕地土壤固碳潜力及其过程的影响是国际陆地生态系统碳循环研究中没有解决，而又只能由我国自己来解决的重大科学理论问题。

(二)碳交易

气候变化不仅仅是一个科学问题，也是人类所面临的主要挑战之一。为了应对这种挑战，诞生了在全球市场上进行碳交易的商机，即将CO₂排放权作为一种商品，从而形成了CO₂排放权的交易，简称碳交易。这一市场的动机是为了减少CO₂排放。

按照《京都议定书》中的清洁发展机制(简称CDM)，由于发达国家的企业要在本国减排的成本很高，而发展中国家平均减排成本低。因此可由发达国家提供资金、技术及设备帮助发展中国家或经济转型国家的企业减排，产生的减排额度必须卖给帮助者，从而获得温室气体减排额度，这些额度还可以在市场上进一步交易。这一方面，对发达国家而言，给予其一些履约的灵活性，使其能够以较低成本履行义务；另一方面，对发展中国家而言，协助发达国家能够利用减排成本低的优势从发达国家获得资金和技术，促进其可持续发展；对世界而言，可以使全球在实现共同减排目标的前提下．减少总的减排成本；因此，CDM是一种多赢的选择。CDM支持的业务领域与GEF(全球环境基金)在气候变化领域支持的业务领域基本相同，所不同的是GEF着重能力建设，通常是多边机制，且是政府主导的项目；而CDM项目的重点是在实施可观察的温室气体减排项目，通常是有投资主体的实际项目。一般采取的是双边机制，尽管项目的实施需要得到政府的认可和批准，但企业是CDM项目实施的主体。

按照《京都议定书》，在碳限排市场，对天然的陆地碳汇的经营管理可能获得碳交易商机。自2002年以来，以碳交易为目的的全球化市场已经存在，在欧盟国家该市场的交易额约为价值1000万美元的排放配额，到2010年交易额将会达每年10亿美元配额((Johnson et al.2004)，这个使得日益突显出来的市场潜力在捕获和减缓陆地生态系统的CO₂排放方面具有清晰的金融价值。

(三)土壤碳存储

天然的碳汇主要存在于增大的森林蓄积量和增加的土壤碳汇中，可通过对其管理以增加碳汇的强度和减少大气CO₂。

全球森林的覆盖面积是42×10¹² m²。森林可通过三种主要方式实现碳存储：①改善现有林区的经营管理；②通过造林和混农林业扩大目前没有森林的区域；③降低森林砍伐的速度。所有的管理方式都会导致树木生物量、凋落物、土壤有机质和木材中的碳蓄积量增加。

目前众多研究结果已认识到另一重要的CO₂天然汇，即重新捕获一部分全世界耕作土壤所释放出的碳和增加土壤有机质。自然土壤把碳保存在很稳定的微粒中，随着环境条件的改变和土壤结构的稳定性被破坏，如土壤耕作，使最初在土壤中受到保护的有机质暴露出来，在微生物的作用下加剧了通过分解作用和呼吸作用而释放到大气中的碳损失。据估计，在过去的200年时间里，从土壤中损失的碳(C)约78 GT(Lal2004)。基于植物碳输入会增加土壤碳汇，土壤碳的储存可通过多种农艺管理技术建立起来。通过种植生物量高的作物，让其在原地分解、增加地下净初级生产，种植覆盖作物等均可使碳输入增加。因此采取合理的耕作、施肥、灌溉措施以及混农林业的种植管理，均是提高土壤碳存储的主要措施。全球碳交易市场可能是推动增加土壤碳存储措施的重要动力之一，而土壤碳汇的拓展，也为碳交易市场提供了更大的潜力。

相关链接：全球气候变化对土壤碳循环的影响