土壤有机碳研究进展

土壤有机碳在全球变化研究中具有重要地位,其固存与排放对全球气候变化有重要影响.本文回顾了国内外土壤有机碳的研究进展及趋势,阐述了土壤有机碳的含量与分布、测度指标以及测定方法,指出了我国在土壤有机碳研究方面存在的问题及今后的发展方向.     

根系输入对森林土壤碳库及碳循环的影响研究进展

植物根系输入是森林土壤碳库的重要来源。全球气候变化可能引起森林地下部分碳通量改变,进而影响森林土壤碳库及碳循环。笔者综述了根系输入对土壤碳累积、土壤活性碳库(包括土壤微生物生物量碳和可溶性有机碳)和土壤碳库稳定性的影响,综合分析了森林土壤呼吸、土壤微生物和土壤酶活性对根系输入变化的响应。分析发现:①根系输入减少可能减弱根际的激发效应,使土壤有机碳(SOC)短期增加,但从长期来看根系输入的缺失会导致SOC的减少;②根系分泌的一些物质促进土壤初始团聚体的形成,但其对矿物-有机质结合物稳定性的影响还不完全清楚;③根系输入减少会降低土壤呼吸作用;④微生物群落结构对根系输入变化的响应主要取决于微生物对底物质量和数量的适应,而这些响应在不同森林生态系统间可能也有差异;另外,酶合成主要取决于与微生物生长相关的资源分配到酶生产中的成本效率。目前,关于根系输入对碳循环,特别是土壤呼吸的研究比较多,但根系输入物组成复杂,微生物与酶对不同根系输入物的响应机制尚不清楚,这些响应在不同森林生态系统中也有差异;此外,根系输入对土壤碳库稳定性的作用常被忽视,根系与微生物的相互作用对碳循环和土壤碳库稳定性的影响还有很大不确定性。建议加强植物根系、土壤和微生物的相互关系研究,以深入理解气候变化背景下森林生态系统碳循环。     

试论环境生物地球化学

本文从理论上探讨了环境生物地球化学这一新兴交叉学科的形成过程和发展机制,尝试性地提出了该学科的定义和科学使命。着重强调,环境生物地球化学应该服务于环境保护和生态建设;以此可以预料,生物—非生物复合系统中原生/次生化学污染物质的生物地球化学循环的研究,将为有利于全球污染控制和原生与次生化学污染引起的生态恶化和地方病防治的环境战略制定和目的于节省地球自然资源的生态设计提供科学依据。     

四川华蓥二叠-三叠系界线剖面稳定碳同位素变化特征及其生物地球化学循环成因

对四川华蓥楼房湾剖面稳定碳同位素进行的研究表明,该地区二叠-三叠系界线附近碳同位素变化趋势与全球变化基本一致。早三叠世早期ΔB平均值高于晚二叠世晚期,指示海水中磷酸盐浓度的增大和初级生产力的繁盛。从晚二叠世末期开始δ13Ccarb的缓慢降低是由大规模火山作用以及陆地风化作用加强造成的;早三叠世最早期δ13Ccarb和δ13Corg的快速同步降低所代表的全球碳循环变化主要受控于生物集群绝灭的主幕及海平面上升引起的底部缺氧水上涌。总之,二叠-三叠纪之交碳同位素变化是火山作用、海平面变化、海洋和陆地生物集群绝灭以及缺氧水上涌等因素综合作用的结果。     

南海北部夏季海表二氧化碳分压及其海气通量的遥感算法初探

基于2004年夏季南海北部现场调查数据初步建立单一温度参数与温度和叶绿素a双参数估计海表二氧化碳分压（PCO2）的遥感经验算法．采用一组独立数据（2000年夏季）检验的结果,单一参数和双参数算法反演值与实测值之间的均方根误差（RMs）分别为22．1μatm（1atm=101325Pa）和6．3μatm,说明南海北部夏季叶绿素a对Pco2瓯的时空变动仍然有不可忽略的影响,因此,采用双参数算法是必要的．进一步结合卫星风场数据计算夏季南海北部海气CO2通量,2000年夏季CO2通量为7．65mmol·m-2·d-1,与基于实测数据估算的通量基本相符．多年平均的遥感海气CO2通量的空间差异显著,表明基于现场数据的简单外推可能导致较大的不确定性,现场与遥感手段的结合是提高大尺度碳通量观测可靠性的理想手段．     

土壤碳库分布与储量研究进展

土壤是陆地生态系统的核心，研究土壤碳库对正确评价土壤在陆地生态系统碳循环以及全球变化中的作用有重要意义．文章介绍了国内外有关土壤碳库分布与储量研究的进展情况．总结了土壤碳库研究中存在的问题，并对有关研究未来的发展提出了自己的看法。     

农田土壤固碳及其影响因子研究进展

固碳过程对于改善土壤质量、维持农田生态系统、保障全球粮食安全、缓解气候变化趋势等至关重要。本文介绍了农田土壤的生物与非生物固碳过程,阐述了土壤质地、水热变化、全球变暖和人为因素对农田土壤固碳过程的影响。总结了目前较受重视的一些农田固碳措施（施肥、灌溉、秸秆还田、生物炭质施入等）及其对农田土壤固碳能力的改善和应用中存在的问题,并对今后的相关研究作出展望。     

开展我国陆地生态系统碳氮循环的生物地球化学遥感动态评估的思路与建议

全球变暖是目前全球变化研究中一个热点问题 ,温室气体被人们认为是造成全球升温的主要原因 ,碳循环不仅是ＩＰＣＣ、ＩＨＤＰ和ＩＧＢＰ中ＧＣＴＥ等一系列国际组织和核心项目的研究内容 ,并且已成为联合国气候变化框架协议、京都会议的一个重要话题。在自然界 ,各种温室气体的交换主要发生在大气、海洋与陆地生态系统之间 ,因此陆地生态系统的碳氮循环一直是人们的研究焦点。一、植被碳库、土壤碳库及其影响因素是陆地生态系统碳循环研究重点陆地生态系统中的碳库形式按生态类型分 ,主要有森林、草原、湿地、耕地等几种 ,其余如冻原和沙漠…     

南海表面海温异常对南海季风影响的数值模拟

采用P-σ混合坐标系区域气候模式模拟了4－7月南海季风的爆发、演变过程，并进行了3组敏感性数值试验，研究南海表面海温异常对南海季风的影响，得到以下结论：（1）南海4月份海温异常对南海季风的爆发日期影响不大，但对季风爆发后的强度有所影响，异常增温造成南海季风增强，异常降温则南海季风减弱。（2）南海季风爆发和强度的变化与南海本身的海温变化情况有密切的关系，尤其是5月份南海海温异常。5月份南海异常增温可以使南海季风提前爆发，季风增强，南海海温异常降低时，南海季风爆发的时间推迟，季风减弱。（3）南海海温持续异常可以影响南海及中国大陆的高低空环流变化，海温持续异常增温可以使南海季风提前爆发，显地加强南海季风，并有利于南海季风向北推进，但当海温在6月份进一步持续增温时，则有利于季风维持在较南地区，阻碍季风向北发展；当海温持续异常降低时，南海季风推迟爆发，且明显减弱。     

Carbon isotopic record of foraminifers in surface sediments from the South China Sea and its significance

Since the 1990s, the papers and data involved withthe South China Sea (SCS) have been emerging in largenumbers in the world as people pay more attention to thepaleoceanography of the SCS. There have been more than100 cores mentioned in papers containing p…     

A 200-ka carbon isotope record from the South China Sea

Stable isotope of autogenous oceanic carbonate (e.g., calcite of foraminiferal shells) has become a basic tracer in paleoceanography. Oxygen isotope composi-tion (δ 18O) is generally controlled by factors, such as ice volume and water temperature, and is…     

南海碳循环：通量、调控机理及其全球意义

基于多年观测研究,南海CO₂源汇及其时空格局的总体特征是:南海海盆是大气CO₂的弱源区,年均海-气CO₂通量为2.1±0.3 mmol·m^-2·d^-1;而南海北部陆架是碳汇区,年均CO₂通量为-2.2±3.5 mmol·m^-2·d^-1;南海总体上每年向大气释放的碳量为1330万±1880万t。由于南海位于陆地-大洋交界带,存在多个界面过程,根据物质交换发生的不同界面,可将南海海盆和北部陆架视为大洋主控型边缘海(Oce Mar)和河流主控型陆架海(RiOMar)。这两类系统分别接受大洋和河流输入的外源无机碳和营养盐,经由一系列动力过程进入真光层后同时被生物消耗,无机碳和营养盐之间的"竞争"最终决定CO₂源汇格局。在南海海盆,无机碳相对过剩,部分以CO₂形式向大气释放,即为源;而在南海北部陆架,无机碳相对不足,系统需从大气补充CO₂,即为汇。南海碳循环...     

南海深海塑料垃圾污染

渔业捕捞及商业航运活动的塑料排放是南海深海塑料污染的主要来源。南海深海微塑料污染始于20世纪80年代,具有明显陆源输入的特征,陆架近岸区域微塑料污染严重。陆坡深海峡谷是塑料/微塑料向深海盆地输运的主要通道,近底浊流在输运中发挥了重要作用。综述了南海海底塑料垃圾深潜研究的最新进展,首次提出了深海塑料垃圾生态系统的概念。     

Oxygen and carbon isotope records of calcareous nannofossils for the past 1 Ma in the southern South China Sea

Oxygen and carbon isotopic analyses have been carried out on calcareous nannofossils from ODP Site 1143 in the southern South China Sea. The results demonstrate that the δ18O values of calcareous nannofossils for the past 1 Ma vary systematically with those of planktonic and benthic foraminifera from the same site. But the average δ18O value of nannofossils is 1.869‰ higher than that of planktonic foraminifera, and is 3.855‰ lower than that of benthic foarminifera. There are systematic differences between the δ13C values of nannofossils, planktonic foarminifera and benthic foraminifera. The average δ13C of nannofossils is 0.756‰ higher than that of benthic foraminifera, and is 0.460‰ lower than that of planktonic foraminifera. The δ13C values of nannofossils exhibit a significant positive shift beginning near isotope stage 14 and lasting until stage 8. This study also finds that there is a close ralationship between the δ13C of nannofossils and the percentage of Florisphaera profunda. This implies that the δ13C of nannofossils can be used as an indicator of sea water surface paleoproductivity.     

Seasonal features of the Sverdrup circulation in the South China Sea

Based on the Sverdrup relation, using climatological wind stress data, the basin scale Sverdrup transport in the South China Sea(SCS) is calculated and the basic seasonal features of the Sverdrup circulation are obtained. A comparison of these calculated features with observations proves that the wind-driven circulation in the SCS is very important for the formation of the SCS upper oceanic circulation in winter, summer and fall. It is shown that the non-uniform sea surface wind is one of the causes to form multi circulation centers in the basin of the SCS. The westward current at 18°N is caused by the local wind, which is stronger in fall and winter. The seasonal variation of circulation in the southern SCS is much more remarkable than that in the north. The wind in spring is helpful to the seasonal reversal of the circulation in the central SCS. The northward transport of the cyclonic circulation reaches the maximum in fall.     

Upper pycnocline turbulence in the northern South China Sea

The first regional mapping of the averaged turbulent kinetic energy dissipation rate <εp> in the upper pycnocline of the northern South China Sea is presented and discussed.At φ=20°N and to the north of this latitude,<εp> appears to be more than two times larger than that to the south of 20°N.It is suggested that this asymmetry is associated with the predominant northwestward propagation and dissipation of the internal waves originated in the Luzon Strait area.An approximately linear relationship between <εp> and the available potential energy of the waves P IW,suggests a characteristic time of the P IW dissipation of about 6 h.     

基于HYCOM模拟的南海西北部环流

为研究北部湾在内的南海西北部海域环流结构的时空特征,本文基于Hybrid Coordinate Ocean Model(HYCOM)模式和气象强迫数据,通过三重嵌套模拟研究南海西北部环流在风力强迫下的结构及其时空分布特征,结果表明:(1)南海西北部流场受季风影响较大,冬季基本为西南向流,夏季基本为东向流,流场结构复杂,外海涡旋众多,Ekman运动特征较为明显;(2)北部湾流场呈现出较强的密度流特征,冬季基本为气旋式环流,夏季同时存在较小尺度的气旋式和反气旋式环流; 7月湾口表层的气旋式环流结构向下直接影响到海底;(3)北部湾的海表面盐度受蒸发降雨影响较大,盐度分布西低东高,这与湾口和琼州海峡入侵的南海高盐海水有关;(4)在热盐作用和季风驱动下,琼州海峡的表、底层流冬季为西向流,夏季为东向流,冬季广东沿海地区的富营养化海水可能通过琼州海峡影响广西近海海域环境质量。     

澳大利亚高压对南海夏季风爆发前期的影响

利用NCEP/NCAR的在分析资料,分析了1948～2004年期间澳大利亚（以下简称澳高）的年变化和日变化及其对南海夏季风的影响。结果显示在澳高强弱年这种影响有着不同的结果：在年际变化中,澳高与南海夏季风的相关性在澳高弱年明显大于强澳高年;而日变化中,澳高与南海夏季风的相关性在澳高弱年为正,澳高强年则为负。进一步研究表明,造成这些现象的原因大致可以归为：强弱澳高年,越赤道气流的通道变换;西太平洋副热带高压（以下简称副高）的位置偏向;马斯可林高压（以下简称马高）的作用的叠加效应.这些作用对于南海夏季风的重要组成部分：越赤道气流产生了重要影响,从而影响了南海夏季风的强度。