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。     

硅酸盐岩风化碳汇与我国热带季风区花岗岩流域碳循环*

为探讨岩石风化碳汇在环境变化过程中的作用,阐明硅酸盐岩风化作为地质时间尺度净碳汇在全球碳循环过程中的重要意义。综述了岩石化学风化与环境变化之间的关系,总结了岩石风化领域的研究进展,重点论述了有关玄武岩和花岗岩地区碳汇速率的研究成果。结果表明,学者对玄武岩流域的研究开展较早,涉及玄武岩台地、火山岛屿及大陆边缘火山带等代表区域,但由于其在陆壳硅酸盐岩面积比例较低,当综合评价全球硅酸盐岩的碳汇能力时,花岗岩地区更具代表性。有关花岗岩地区的研究集中在北美洲和欧洲地区,学者对亚洲季风区,尤其是热带季风地区关注较少。事实上,热带地区花岗岩风化速率为10.05~44.3 t·km~(-2)·y~(-1),平均碳汇能力达5.25×10~5mol·km~(-2)·y~(-1),与国内外已有成果相比,中国热带季风区花岗岩正经历快速风化和较高的CO_2吸收通量,加上区域内特殊的河流碳输送规律,该区域在全球碳循环研究中意义重大。然而,目前中国花岗岩流域碳循环研究主要在温带及亚热带地区展开,无疑,对于中国热带季风区花岗岩流域碳循环的研究应是学者未来关注的重点。     

硅酸盐岩风化碳汇与中国热带季风区花岗岩流域碳循环

为探讨岩石风化碳汇在环境变化过程中的作用,阐明硅酸盐岩风化作为地质时间尺度净碳汇在全球碳循环过程中的重要意义。综述了岩石化学风化与环境变化之间的关系,总结了岩石风化领域的研究进展,重点论述了有关玄武岩和花岗岩地区碳汇速率的研究成果。结果表明,学者对玄武岩流域的研究开展较早,涉及玄武岩台地、火山岛屿及大陆边缘火山带等代表区域,但由于其在陆壳硅酸盐岩面积比例较低,当综合评价全球硅酸盐岩的碳汇能力时,花岗岩地区更具代表性。有关花岗岩地区的研究集中在北美洲和欧洲地区,学者对亚洲季风区,尤其是热带季风地区关注较少。事实上,热带地区花岗岩风化速率为10.05~44.3 t·km~(-2)·y~(-1),平均碳汇能力达5.25×10~5mol·km~(-2)·y~(-1),与国内外已有成果相比,中国热带季风区花岗岩正经历快速风化和较高的CO_2吸收通量,加上区域内特殊的河流碳输送规律,该区域在全球碳循环研究中意义重大。然而,目前中国花岗岩流域碳循环研究主要在温带及亚热带地区展开,无疑,对于中国热带季风区花岗岩流域碳循环的研究应是学者未来关注的重点。     

广东韩江流域化学风化作用及大气CO2消耗的分析

岩石的风化作用与碳循环有着极为密切的联系。韩江流域处于湿热地区,是广东省除珠江流域以外的第二大流域。对韩江水系进行了系统采样、测试分析显示,河水水化学组成以HCO3-和Ca2+为主,其次是SO24-和Na+。Gibbs图分析表明,韩江流域河水离子成分主要来源于岩石的风化释放;相关分析和因子分析则表明,蒸发盐岩、碳酸盐岩、硅酸盐岩风化过程对河水离子的贡献率分别为33.4%、27.7%和为10.5%。大气中的CO2通过参与岩石的化学风化过程对河水中溶解质的贡献率为20.2%。韩江流域河水中HCO3-有50.2%来自大气CO2,由此估算韩江流域岩石化学风化对大气CO2的消耗量为73.33×108mol/a。在主要支流中,由大到小的顺序是汀江、石窟河、宁江、五华河和梅潭河,分别为28.08×108,13.26×108,10.22×108,5.17×108和2.90×108mol/a。韩江流域岩石化学风化对大气CO2的消耗率为252.2×103mol/(km2·a)。各主要支流中岩石化学风化对大气CO2消耗率最高的是宁江,为718.55×103mol/(km2·a),其次是石窟河360.14×103mol/(km2·a),再依次递减的是五华河282.04×103 mol/(km2·a),汀江237.73×103 mol/(km2·a),梅潭河181.18×103mol/(km2·a);韩江流域的平均化学风化率为54.11 t/(km2·a),各主要支流由高到低依次为,宁江最高140.5 t/(km2·a),石窟河71.2 t/(km2·a),汀江52.39 t/(km2·a),五华河51.02 t/(km2·a),梅潭河38.04 t/(km2·a)。     

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 …     

二氧化碳全球分布季节变化的模拟研究

针对目前利用模式模拟全球碳循环研究中存在的问题,利用日本新开发的在线耦合大气化学传输模式模拟了CO2的全球传输,深入分析了CO2全球分布的季节变化特征。结果表明,CO2全球分布存在明显的季节变化,最大季节变化发生在北半球中高纬度陆地地区,全球CO2浓度春季最高夏季最低,在半球分布上,春季、冬季和秋季北半球浓度都高于南半球,夏季则相反。     

海洋溶解有机碳循环简介

海洋在全球碳循环中扮演着重要的角色,人类每年向大气排放的CO2约有30%都被海洋所吸收。海洋中溶解有机碳的储量巨大,与大气中的无机碳储量相当,可能对大气CO2浓度产生重要影响。本文主要简介了海洋溶解有机碳的研究进展。     

化学风化研究的进展

化学风化是联系陆地与海洋、流域与湖泊、反演气候及环境的重要纽带.硅酸盐岩化学风化过程中造成的大气CO2净消耗在物质的地球化学循环尤其是地球长期碳循环中发挥着极其重要的作用.本文综述了化学风化作用与全球碳循环的研究现状,着重介绍了化学风化作用与碳循环的特征之间的相互作用关系,详细阐明了在二者的影响下国内外河流水化学的研究成果.提出了化学风化作用影响的长期碳循环将可能是未来的研究热点.     

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。     

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.     

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.     

铜绿微囊藻生长过程中CO_2通量及其影响因素分析

采用静态箱-气相色谱法对铜绿微囊藻生长过程中水-气界面CO2通量进行18 d连续观测,同时监测表层水体相关指标。实验结果表明:铜绿微囊藻生长过程中表层水体经历了"碳源"到"碳汇",CO2通量值在4天后出现大幅变化且由正转负,水体表现为较强的固碳能力,其最大值出现在第7天,吸收通量为-8.89 mg/(m2·min),实验期间CO2通量均值为-4.1 mg/(m2·min)。利用偏最小二乘回归分析法对各监测数据进行回归分析:CO2通量主要影响因素有比增值速率、氨氮与p H。CO2通量与p H呈负相关关系,CO2通量与氨氮呈现正相关关系,铜绿微囊藻在低氨氮浓度下能够更好地生长。铜绿微囊藻的增值作用是控制CO2通量的关键因素。     

海南省典型热带滨海砂地植被生态系统碳通量动态格局及成因初步分析

为了解热带滨海砂地生态系统碳通量特征及其成因,本研究以海南省文昌地区典型砂地植被为例,采用涡度相关技术进行长期的碳通量观测,同期开展了温度、降雨、辐射等气象因子监测.结果表明:1)典型热带滨海砂地植被碳汇/效益显著,2016年碳收支量为-400.959 g·m~(-2)·y~(-1);2)典型热带滨海砂地植被生态系统碳交换的季节变化明显,雨季(5~10月)碳通量变化差异较大,雨季前期(5~7月)净CO2交换(NEE,Net Ecosystem Exchange)占全年碳交换量的58%,而雨季后期(8~10月)受降雨等因素影响,NEE仅占全年碳交换量的10.7%;3)典型热带滨海砂地植被生态系统碳交换有明显的日变化格局,净生态系统碳交换最大值出现在正午12:00~2:00之间.日最大交换量出现在4月,最大值为-0.655 mg·m~(-2)·s~(-1);4)雨季生态系统碳交换量对于气象因子的响应显著于旱季,光合有效辐射是影响生态系统碳通量的主要影响因子,其雨季相关性R~2为0.70.     

全球森林及林产品碳科学研究进展与前瞻

森林和木质林产品是全球碳循环系统中的一个重要组成部分,能够对大气层温室气体的浓度造成重大影响。研究发现全球森林在最近几十年平均每年从大气中吸收二、三十亿吨碳,而毁林和森林退化又造成每年10多亿吨的碳排放。全球森林碳汇并不平衡,由于森林面积的增加,美国、加拿大、中国、欧盟等国家和地区的森林碳汇在近几十年里有了巨大的增长,而在南美洲、中美洲、非洲、南亚和东南亚,毁林却造成了森林碳汇大量减少。相对于森林碳汇来说,木质林产品碳储量较小,但在全球尺度上木质林产品碳储的持续增加对减排的贡献却非常重要。近10年的研究发现,使用木质林产品替代高能耗非林产品可以对林业整体的减排效益做出重要贡献,而生命周期分析法的引入使得这种替代减排效应的核算更为准确。主流研究强调使用集成评估,将经营森林和源于这些森林的木质林产品看作一个整体,从而把两者的碳储及碳排放系统结合,集成评估能够更全面准确地核算整体林业的净温室气体效应。林业碳科学的研究前沿在以下重要领域仍需着力拓展:充分考虑气候变化对森林生长及森林碳汇的影响; 积极推进并完善各国的森林资源清单; 可持续管理和优化使用森林资源以使林业在减缓气候变化方面的贡献最大化; 构建和完善林产品生命周期数据库; 加强全球林业减排效应的集成评估和系统研究。     

大兴安岭北端地形因子对针叶林土壤黑碳储量的影响

[目的]气候变化对人类社会发展产生的影响受到了世界各国的广泛关注,提高森林生态系统的固碳潜力被认为是经济可行且有效减缓大气二氧化碳(CO2)浓度的重要途径之一,大兴安岭地区森林生态系统的黑碳储量在全球碳循环和碳汇方面具有重要的作用.研究大兴安岭不同地形因子条件下土壤黑碳的储藏分布特征,为区域森林土壤黑碳储量准确估算和森...     

关于秀山大塘坡式锰矿风化淋滤作用的探讨

地壳表面的岩石和矿石,在大气、水、生物等营力的机械和化学作用影响下,发生物理的、化学的以及生物化学的变化,原岩中活动性较大的物质,经过风化淋滤被地下水带至邻近的岩石中富集,这种地质作用称为风化淋滤作用。风化淋滤作用除由成矿元素的地球化学性质决定外,还需要有明显的地球化学屏障,主要是潜水运动的阻滞和物理化学环境的急剧改变。     

空气污染现状及咸阳市大气中SO2浓度变化研究

目的研究空气污染所造成严重健康问题以及咸阳市2014-2017年大气中SO_2浓度变化,并对其进行统计分析,为咸阳市能源结构调整和大气污染控制提供参考。方法以全球环境污染对健康影响的最新成果以及历史上SO_2烟雾事件为背景,结合咸阳市2014-2017年大气中SO_2浓度变化,利用Origin9.0软件进行统计分析,总结其变化规律。结果全世界每6个过早死亡者当中就有一个是因为环境污染而导致的,仅2015年约有900万人因为暴露于毒素而导致疾病致死,因为污染年度损失花费约4.6万亿美元,约占全球经济产出的6.2%。咸阳市大气中SO_2浓度变化,每年度的采暖期(11月中旬到来年3月中旬)SO_2浓度要比其它时间段更高一些;2014-2017年9月之间,年度SO_2浓度平均值有逐年下降之势,而且平均值之间存在极其显著性差异(P0.01);SO_2浓度变化与NO_2及CO浓度变化呈现出正线性相关,而与O_3浓度变化呈现出负线性相关。结论面对全球环境污染发展严重之势,咸阳市大气中SO_2浓度变化呈现出逐年下降的发展态势,与咸阳市进行能源结构调整、控制燃煤消费量等环境保护措施有直接关系。但是,同时也应该注意对于其它大气污染物(PM_(2.5),PM_(10),NO_2,CO,O_3)浓度变化的研究,为保护环境、控制污染提供更为全面的参考依据。     

河水化学离子成因及影响因素的因子分析探讨

因子分析通过提取影响水化学场形成的主要因素,定量研究流域内岩石风化等对河水化学离子的影响程度,从而对河水溶解质综合分析,反映水化学形成及变化规律。对朝鲜半岛汉江流域前人已发表的数据进行因子分析,研究南北支流水化学的主控因素及其影响程度,结果显示:岩溶作用是汉江流域重要的风化过程,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为41.83%和43.15%;硅酸岩类的风化作用较弱,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为13.94%和12.12%;人类活动和大气沉降对汉江水化学贡献较大,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为29.37%和37.14%。硫酸对南北汉江岩石风化的贡献分别为68%和95%,硝酸参与了南汉江流域的岩石风化。硫酸和硝酸在岩石风化吸收大气CO2中的作用及其对通量计算的影响应引起注意。综合因子得分和总溶解固体浓度有很好相关性,因子分析结果很好地反映了研究区的实际情况。汉江河水离子在空间分布上受地质背景控制,在时间上受降雨等气候变化影响。     

温室气体减排与CO2资源化宏观研究与探讨

介绍了近一段时间全球温室气体减排的进展及面临的形势,并预测了未来二氧化碳的排放趋势.着重对CO2的资源化问题进行了分析和探讨,从CO2作为再生资源的角度讨论了CO2的回收、利用和处置技术;同时指出资源化问题存在的挑战和负面影响.证明CO2资源化对温室气体减排作用不明显,应大力提倡"无悔"行动.最后从热力学角度分析了CO2问题的本质.     

北京市海淀公园绿地CO2通量变化特征

为了定量评估城市绿地吸收CO2改善城市生态环境的效果,2006年4月—2007年3月在北京海淀公园绿地使用涡度相关系统连续观测CO2通量、总辐射、大气温度,并使用冠层分析仪测量叶面积指数,研究CO2通量的变化及其影响因素.结果表明,绿地CO2通量受植被生物活动的影响呈现明显的季节变化特征,晴天天气状况下CO2通量日均值FCO2在4—10月为负值,绿地是CO2汇,在6—9月是CO2强吸收汇,FCO2约-0.100—-0.120mg/m2.s,而在11—3月FCO2为正值,绿地为CO2源,12—2月是CO2强排放源,FCO2约0.100mg/m2.s.绿地CO2通量受总辐射、LAI、大气温度的显著影响,净辐射的影响明显大于大气温度,净辐射越大、LAI越大、大气温度越高,绿地光合作用吸收CO2的能力越强.观测期间一年海淀公园绿地CO2的净吸收量约为615gCO2/m2.