本文档属于类型a，即报告了一项原创研究。以下是对该研究的学术报告：
该研究由代小平、马建强、刘闯、杜鑫浩共同完成，作者单位均为河海大学农业科学与工程学院。研究发表于2022年11月的《南京大学学报（自然科学）》（Journal of Nanjing University (Natural Science)）第58卷第6期。
研究的主要科学领域为碳封存技术，特别是通过增强玄武岩风化来实现碳汇增加的潜力。随着全球气候变化问题日益严峻，减少大气中的二氧化碳（CO₂）浓度成为重要议题。国际气候变化专门委员会（IPCC）指出，若要将2100年的温度变化控制在2°C以内，必须大幅降低CO₂排放水平。传统的碳汇方式（如植树造林、生物炭固碳等）在未来面临不确定性，因此科学家们正在探索创新性的负排放技术（Negative Emission Technologies, NETs），以减缓大气中CO₂的积累。
增强风化（Enhanced Weathering）是一种通过加速硅酸盐岩石风化来促进大气CO₂消耗的地质碳封存技术。该技术于30年前提出，通过将岩石粉碎并添加到土壤中，与水和CO₂反应形成碳酸盐，最终通过河流运输到海洋中储存。玄武岩因其储量丰富、分布广泛，被认为具有巨大的增强风化潜力。然而，增强风化技术的CO₂封存量仍存在不确定性，中国不同区域开展增强风化的潜力尚不明确，且玄武岩的储量分布、成本效益等问题也需进一步研究。
研究的主要目标是评估中国人工播撒玄武岩粉的固碳增汇潜力，并分析其适宜区域、实施成本和环境影响。研究流程包括以下几个步骤：
构建增强风化速率公式
研究综合温度、降雨和土壤酸碱度等因素，构建了增强风化速率公式。公式基于阿伦尼斯方程（Arrhenius Equation）和降雨对风化产物通量的影响，结合土壤酸碱度对风化速率的影响，推导出岩石在土壤酸碱度、温度和降雨综合作用下的风化速率公式。
数据收集与处理
研究收集了中国不同区域的年平均气温、年平均降雨量、土壤酸碱度、土地坡度、土地利用类型和玄武岩采矿点的空间分布数据。数据来源包括全球地理信息公共产品全球地表覆盖数据、中国1961-2019年气温和降水数据集、世界土壤数据库（Harmonized World Soil Database, HWSD）以及全国矿产地数据库。
适宜性评估
研究根据增强风化速率公式和收集的数据，评估了中国不同区域开展增强风化的适宜性。评估指标包括土地利用类型、土地坡度、土壤酸碱度、降雨量、气温和玄武岩采矿点分布。研究认为，适宜进行增强风化的区域主要集中在长江中下游和黄淮海平原地区。
固碳潜力评估
研究基于增强风化速率公式，计算了中国不同区域的增强风化潜力，并估算了在中国适宜区域开展增强风化的固碳量。结果表明，每十年的固碳量约为0.576~2.83 Gt，封存1吨CO₂的成本约为2152元。
成本与影响分析
研究比较了增强风化与其他固碳方式（如植树造林、生物炭固碳、直接空气捕集与封存）的经济成本，并分析了增强风化技术对土壤环境和生态系统的潜在影响。增强风化的成本低于直接空气捕集与封存，但高于植树造林和生物炭固碳。
适宜区域评估
研究结果显示，中国适宜进行增强风化的地区主要集中在长江中下游和黄淮海平原地区。这些地区的年平均气温、降雨量和土壤酸碱度均符合增强风化的要求，且玄武岩采矿点分布较为集中。
固碳潜力估算
研究估算，在中国适宜区域开展增强风化，每十年的固碳量约为0.576~2.83 Gt。2021年中国的CO₂排放量约为11.9 Gt，增强风化技术的年均固碳量可抵消中国每年约0.48%~2.38%的CO₂排放量。
成本分析
增强风化技术的成本主要来自玄武岩的采矿、破碎、研磨、运输和播撒。研究估算，封存1吨CO₂的成本约为2152元，低于直接空气捕集与封存的成本（2968~3934元），但高于植树造林（165.65元）和生物炭固碳（246.48元）的成本。
环境影响
增强风化技术除了具有碳捕获能力外，还能改善土壤肥力，促进作物生长。然而，随着增强风化的进行，可能会出现碱浓度增加、硅酸盐浓度增加、微量金属浓度增加的现象，对土壤环境和生态系统产生潜在的不利影响。
研究表明，增强风化技术在中国具有较大的固碳潜力，特别是在长江中下游和黄淮海平原地区。中国的玄武岩储量充足，能够支撑增强风化的进行。增强风化的成本低于直接空气捕集与封存，但高于植树造林和生物炭固碳。尽管增强风化技术对土壤环境和生态系统存在潜在的不利影响，但其在改善土壤肥力和促进作物生长方面的积极作用也不容忽视。
创新性
研究首次综合温度、降雨和土壤酸碱度等因素，构建了增强风化速率公式，并基于中国不同区域的气象、土壤和地质数据，评估了增强风化技术的适宜区域和固碳潜力。
实用性
研究为中国的碳中和碳达峰决策提供了科学依据，特别是在选择适宜的固碳技术和实施区域方面具有重要的应用价值。
综合性
研究不仅评估了增强风化技术的固碳潜力，还分析了其经济成本和环境影响，为全面评估该技术的可行性和推广提供了重要参考。
研究还提出了未来研究的方向，包括开展增强风化的风化速率和固碳能力实验研究，以及进一步分析不同因素对增强风化速率的复合作用。这些研究将为增强风化技术的优化和推广提供更为精确的科学依据。