海洋中CO2含量的变化

主要温室气体 CO2 在大气中的浓度自 19世纪以来一直在上升 ,这在很大程度上是由于化石燃料燃烧所释放出的 CO2 。但是 ,大气中 CO2 的年度变化速度与来自化石燃料的排放相比要大得多。这种变化是由于在大气、海洋和生物圈的大 CO2 通量之间存在着小的不平衡 ,更好地了解这种不平衡可增加预测大气中 CO2 变化的准确性。从 1989年 1月起的 13年时间对夏威夷周围北太平洋中溶解的有机碳、总碱度和盐度所做的分析 ,让我们看到海洋碳汇的变化会有多大。由最近的干旱诱发的盐度的升高降低了每年 CO2 沉降的力度 ,说明蒸发模式的区域变化在 …     

大气沉降贡献海洋溶解黑碳碳库

<正>溶解黑碳在开阔大洋的年龄可达上万年,是海洋中到目前为止已知的年龄最老、最大的惰性溶解有机碳碳库~([1-2]),其源汇问题是全球碳循环研究的重要部分.通过河流向海洋输送是目前已知的海洋溶解黑碳最主要的来源~([3]).与河流输送相比,大气输送具有快速和高效的特点.近期研究表明大气沉降是海洋中黑碳的主要来源之一~([4]),而大气输送过程(例如氧化)可以增加黑碳的水     

岩溶区钙与土壤有机碳关系的研究进展

土壤碳库在全球碳循环中占有重要的地位,土壤有机碳的稳定程度直接影响到其对大气CO2产生碳汇的潜力,土壤钙不仅是盐基离子,能影响土壤pH值,而且对土壤有机碳的稳定性和吸收大气CO2的能力产生影响。本文综述了土壤有机碳稳定机制研究方法,钙对土壤有机质稳定性影响研究进展,以及岩溶区富钙偏碱的地球化学背景下土壤大量钙存在对有机碳稳定性影响的研究进展。     

森林生态系统不同碳库碳储量估算方法的评价

森林在降低大气CO2含量和减缓全球气候变暖趋势方面起着非常重要的作用。估算森林的碳储量以及分析和评价森林不同碳库的组成和动态变化已成为目前生态学关注的热点之一。由于使用方法和途径的不同,导致对森林碳储量和不同碳库大小的估算结果出现很大的差异,由此,笔者对森林生态系统中不同碳库的估算方法进行了分析和综述,总结了不同估算方法的优缺点及其适用范围。     

湖北省恩施州化石能源消费与森林固碳效应分析

基于湖北省恩施州能源消费与森林调查资料分析估算化石能源燃烧过程中CO2排放量与森林碳储量的变化情况,研究结果表明,恩施州森林资源碳储量近年来持续增长,年均吸收固定CO2约247．04万t,而2006年恩施州化石能源消费过程中CO2排放量为162．11万t。分析表明恩施州森林资源正在发挥着积极的碳汇作用,维持区域CO2排放量和吸收量的平衡。     

极区海洋碳池变化性和脆弱性及其探测工程技术

利用中国南极考察和北极科学考察在南大洋和西北冰洋开展的连续围绕大气和表层海水pCO2及其相关参数观测和海气CO2通量评估,阐述南大洋和西北冰洋碳池的年际变化性,分析探讨其脆弱性,并展望了极区海洋碳池探测工程技术。     

安徽省怀远灵璧地区表层土壤碳储量研究

利用安徽省多目标区域地球化学调查(怀远-灵璧地区)数据,计算怀远-灵璧地区土壤全碳、有机碳、无机碳储量,按照不同的土壤类型、成土母质以及土地利用方式等,分析研究区表层土壤全碳、无机碳、有机碳储量及其分布分配特征.结果表明,表层土壤平均全碳储量为3 866.13t·km-2,有机碳平均碳储量为2 528.22t·km-2,无机碳平均碳储量为1 337.91t·km-2.与第二次土壤普查结果对比发现,区内土壤有机碳储量增加了0.77 Mt,累计速率2.9%.从平均碳储量分布特征看,全碳、无机碳在河流冲积物母质、潮土中储量最高,有机碳在酸性盐类风化物母质、水稻土、林地中储量最高.     

海洋酸化正负效应:藻类的生理学响应

大气CO2浓度升高,引起海洋酸化,使得海水pCO2、H+和HCO3-浓度增加,CO32-浓度下降,并导致CaCO3的饱和度下降.海水pCO2升高,促进某些藻类的光合作用与生长,特别是在光能不足的情况下,这种促进效应尤其明显.然而,海水酸性的增加导致钙化藻类钙化量下降,蒙受阳光UV辐射的损害增加,威胁其生存.即使非钙化藻类,如某些硅藻类和赤潮藻类,pCO2升高引起的海水酸性增加可降低其耐受高光胁迫的能力,加大光抑制,且增加其呼吸作用.因此,海洋酸化究竟会导致海洋光合固碳量增加还是减少,取决于酸化与CO2浓度升高"双刃剑"效应的平衡,也就是取决于海洋酸化正、负效应的平衡.在不可逆转的海洋酸化进程中,藻类必然进行生理调节并适应酸化带来的海水化学胁迫,由此,遗传或进化方面的变化也会发生.海洋从大气中吸收CO2的量,依赖于藻类光合作用驱动的CO2生物泵,自然也依赖于海洋酸化的正、负效应.     

森林生态系统的固碳功能和碳储量研究进展

森林是陆地生态系统的重要组成部分,充分发挥森林的固碳能力关系到能否降低大气CO2浓度和抑制全球变暖趋势.本文在回顾森林固碳作用和碳储量研究进展的基础上,对未来研究提出粗浅看法:探知全球森林生态系统的碳储量和碳通量是调控碳循环过程的必要环节和最大难题之一,样地清查、遥感分析和模型模拟等方法的综合运用将是解决这一问题的根本途径;森林生态系统的固碳和生物多样性保护等生态功能与采伐森林资源不存在绝对对立关系,以演替理论指导森林管理有利于发挥森林生态系统的固碳作用和生物多样性保护功能,同时能够实现对森林资源的适度经济利用;应重视和加强对中高纬度森林枯落物碳库的研究.     

大洋缺氧事件的碳稳定同位素响应

从碳稳定同位素组成及其分馏机理出发 ,系统探讨了大洋缺氧事件与海相碳酸盐和有机碳稳定同位素分馏之间的关系。缺氧事件期间 ,由于生物大批死亡和快速埋藏 ,其分解消耗海水中大量的溶解氧 ,引起大洋水体缺氧 ,富含 1 2 C的有机质从而得以大量保存 ;相应地大气和海水中富 1 3 C,同期海相碳酸盐岩碳同位素 δ值 (δ1 3C)正偏。在世界各地缺氧事件层内 ,无一例外地碳酸盐岩碳稳定同位素出现了不同程度的正偏 ,Cenomanian- Turonian 界线偏幅达～2‰。海相碳酸盐与有机质碳稳定同位素变化不仅可以提供地质历史中有机碳埋藏量的记录。研究全球碳循环变化 ,还可能追溯有机碳风化和埋藏速率的变化 ,定性地恢复大气 p CO2 变化。     

山东塔山黑松树轮稳定碳同位素与气候要素的响应

在山东塔山东坡采集黑松(Pinus thunbergii Parl)树芯样本,建立树轮稳定碳同位素年表,发现在数十年尺度上与工业革命以来大气稳定碳同位素比率降低的事实相吻合,但1976年之后树轮稳定碳同位素比率(δ13C)有逐渐上升的趋势,其原因可能是大气中CO2的积累效应导致了大气与海洋之间CO2交换的不稳定性.通过对样本δ13C序列校正提取高频序列后与气象站气象资料进行相关分析,发现树轮δ13C序列与温度呈正相关,与降水量和日照时数呈负相关,温度和降水以及日照时数对树轮δ13C的影响均存在一定的滞后效应,该地区树木生长的限制性气候因子比较复杂,可能受到多种气候因子的共同影响,在气候重建研究中应当慎重选择.     

论我国县域林业发展的制度创新——林业碳汇补偿交易机制形成与沈阳案例分析

碳汇是指当生态系统固定的碳量大于排放的碳量,该系统称为大气中CO2的汇,反之,则为碳源。森林在生长过程中,通过同化作用吸收大气中的CO2,并以生物量的形式将其长期固定,因此森林是一个汇。它是陆地生态系统中最大的碳库,单位面积森林储存的碳是农田的20～100倍。     

土壤碳转移动力学及其环境意义

综观土壤碳转移动力学及其环境效应的相关研究,土壤碳转移动力学对环境具有极其显著的作用,表现在土壤特性、土壤中碳转移动力学过程等控制并调节了土壤碳转移与环境污染物间的相互关系,土壤碳转移动力学对于大气CO2的升降影响巨大,而土壤碳转移动力学过程本身就具有大气CO2源、汇的效应。同时土壤碳转移动力学与环境有机污染物、重金属污染物等的运移有关,并且其特性控制了土壤碳的转移。但由于目前对土壤碳的环境交换过程研究未曾考虑土壤的特性,加上全球古环境变化研究的需要,了解土壤碳转移过程对于更好地解译古环境记录具有决定性的作用。现今土壤碳转移动力学资料的缺乏,需要加强对土壤碳转移动力学与环境间相互关系的研究。     

屋顶绿地碳固定潜力的研究

屋顶绿化因为能减轻城市内涝、热岛效应和空气污染等一系列城市化带来的负面影响,在很多国家和地区已经得到推广和应用。通过野外调查对10个用草坪草建植的简单式屋顶绿地的碳固定潜力进行评价,并探讨影响其碳固定能力的各种因子。同化箱试验的结果表明,屋顶绿地在白天可以通过吸收和固定CO2,降低其周围空气中的CO2含量。在多云清冷的上午,由朝鲜结缕草或狗牙根为主建植而成的屋顶植被在1 h内吸收的CO2可达0.46 g·m-2,在5 min内同化箱里CO2体积分数的降低幅度可达42%(162×10-6);地上部分碳储量试验的结果表明,以草坪草为主建成的屋顶绿地植被的地上部平均固定的有机碳为92.55 g/m2。故屋顶绿地是城市内小型碳库,具有一定的固碳作用。同时,基质厚度与草坪草地上部分的有机碳含量呈显著的正相关,也说明基质厚度可能是影响屋顶绿地碳固定潜力的重要因素。     

大洋碳循环的地质演变

地球表面各圈层中，大洋是碳循环活跃而容量最大的碳储库，在地质历史上经历了重大的变化. 元古代大气圈的氧化，引起了海洋碳酸盐沉积的型变和有机碳δ¹³C变重；中生代早、中期钙质骨骼浮游生物的繁盛，导致了海水碳酸盐沉积向深海转移和海洋碳同位素加重；元古代末期和新生代晚期的大气CO₂浓度急剧减低，又使得无机碳与有机碳同位素差值大幅度减小. 大洋碳储库的地质演变史反映了地圈、生物圈的相互作用，是认识地球系统变化机制的重要切入点；认识地球表层系统中碳循环在地质尺度上的变化，是查明温室效应如何影响人类生存环境长期趋势的前提.     

土壤碳转移动力学及其环境意义

综观土壤碳转移动力学及其环境效应的相关研究,土壤碳转移动力学对环境具有极其显著的作用,表现在土壤特性、土壤中碳转移动力学过程等控制并调节了土壤碳转移与环境污染物间的相互关系,土壤碳转移动力学对于大气CO2的升降影响巨大,而土壤碳转移动力学过程本身就具有大气CO2源、汇的效应.同时土壤碳转移动力学与环境有机污染物、重金属污染物等的运移有关,并且其特性控制了土壤碳的转移.但由于目前对土壤碳的环境交换过程研究未曾考虑土壤的特性,加上全球古环境变化研究的需要,了解土壤碳转移过程对于更好地解译古环境记录具有决定性的作用.现今土壤碳转移动力学资料的缺乏,需要加强对土壤碳转移动力学与环境间相互关系的研究.     

江苏省里下河地区杨树人工林的碳储量及其动态

研究了江苏省里下河地区10年生I 69杨无性系(PopulusdeltoidesBartr.cv."Lux")人工林的碳储量及其动态。结果表明,林分总的碳储量为(136.2±15.9)(平均值±标准差)t/hm2,其中林木、林下植物、A0层以及土壤的碳储量分别为(74.1±8.3),(0.3±0.1),(1.9±0.2)和(59.9±14.2)t/hm2。10年生时林木碳的净生产力为(11.1±1.7)t/(hm2·a),凋落物归还量为(2.3±0.3)t/(hm2·a),土壤CO2释放量为(5.5±0.2)t/(hm2·a)。可见,I 69杨人工林具有较高的生物生产力和碳储量,发展杨树等速生丰产林能对大气碳循环起到积极的作用。     

土壤碳转移动力学及其环境意义

综观土壤碳转移动力学及其环境效应的相关研究，土壤碳转移动力学对环境具有极其显著的作用，表现在土壤特性、土壤中碳转移动力学过程等控制并调节了土壤碳转移与环境污染物间的相互关系，土壤碳转移动力学对于大气CO2的升降影响巨大，而土壤碳转移动力学过程本身就具有大气CO2源、汇的效应。同时土壤碳转移动力学与环境有机污染物、重金属污染物等的运移有关，并且其特性控制了土壤碳的转移。但由于目前对土壤碳的环境交换过程研究未曾考虑土壤的特性，加上全球古环境变化研究的需要，了解土壤碳转移过程对于更好地解译古环境记录具有决定性的作用。现今土壤碳转移动力学资料的缺乏，需要加强对土壤碳转移动力学与环境间相互关系的研究。     

土地利用变化的碳排放机理及效应研究综述

就影响陆地生态系统碳储量的主要生态机制(CO2施肥效应、氮沉降增加、污染、全球气候变化、土地利用变化和土地管理),阐述了土地利用变化对陆地生态系统结构和功能产生的影响,以及对系统造成的碳储量变化.主要从土地利用变化和土地管理两方面对土地利用碳排放效应进行论述:森林砍伐后变为农田和草地,使生态系统中植被和土壤碳贮量大大降低;农田和草地弃耕恢复为森林,以及农田保护性管理措施的利用,能够使大气中的碳在植被和土壤中得到汇集;森林恢复过程中植被可以大量汇集大气中的碳,而由于农田耕种历史不同以及土壤空间异质性,导致土壤碳汇集速率差异极大;保护性农田管理措施(诸如免耕、合理的种植制度、化肥的施用等)可以影响土壤理化特性、作物根系生长以及残茬数量和质量、土壤微生物数量和活性,维持和提高土壤碳含量水平.土地利用碳排放核算主要从陆地生态系统的植被碳和土壤碳入手,综述了目前国内外的研究进展.     

温州市森林生态系统碳储量研究

【目的】对浙江省温州市森林生态系统碳储量进行研究,摸清区域森林碳储量现状,为区域碳汇功能的评价提供基础数据。【方法】基于温州市2018年森林资源年度监测的马尾松林、其他松林、杉木林、柳杉林、柏木林、硬阔林、针叶混交林、阔叶混交林、针阔混交林、毛竹林等10种主要类型的森林资源监测数据,以及30个调查样地的实测数据,用平均生物量转换因子法计算不同森林类型的碳储量和碳密度,同时采用Pearson相关分析法对不同森林生态系统各组分之间有机碳储量进行相关性分析。【结果】2018年,温州市森林生态系统碳储量为81.70 Tg, 其中乔木层18.46 Tg,灌草层1.55 Tg,凋落物层1.02 Tg和土壤层60.67 Tg,分别占生态系统碳储量的22.60%、1.89%、1.25%和74.26%。温州市的森林生态系统碳密度为123.81 t/hm²,其中乔木层27.98 t/hm²,灌草层2.34 t/hm²,凋落物层1.54 t/hm²和土壤层91.95 t/hm²,土壤有机碳库为植被有机碳库的2.88倍。乔木层和土壤层有机碳储量是温州市森林生态系统的主要碳库,占全部森林生态系统有机碳储量的96.86%。乔木层碳密度最大的是柏木林,达到46.06 t/hm²;阔叶混交林碳密度最低,为20.50 t/hm²;土壤层中,碳密度最大的为柳杉林,达到136.97 t/hm²;最小的为其他松木林,为49.38 t/hm²。不同林分生态系统碳密度有一定差异,其中柳杉林碳密度最大(185.42 t/hm²),最低的是马尾松林(83.34 t/hm²)。各组分碳储量相关性分析表明,乔木层与凋落物层碳储量呈显著正相关关系(P<0.05),土壤层碳储量与森林生态系统碳储量呈极显著相关关系 (P<0.01),说明土壤层对整个生态系统碳储量的贡献最大。其他各组分之间相关关系均达不到显著水平。【结论】温州市森林生态系统碳密度略高于浙江省平均水平,但是低于全国平均水平,因此可以通过合理的森林经营管理措施提高森林碳密度。