北冰洋: 生物生产力的“沙漠”?

利用14C吸收法、3H吸收法、234Th/238U不平衡法和210Pbex测年法分别测定了北冰洋的初级生产力、细菌生产力、颗粒有机碳输出通量及沉积物有机碳埋藏速率. 结果表明, 北冰洋水柱积分生产力介于3.8~197.1 mmol C/m2@d, 高于早期的报道值, 其中楚克奇陆架区初级生产力水平高于深海盆地. 积分细菌生产力与初级生产力的比值大于0.5, 表明在北冰洋寒冷的水体中细菌活动并未受到明显限制. 由234Th/238U不平衡获得的234Th亏损程度、溶解态与颗粒态234Th停留时间、颗粒有机碳的输出通量均证实, 北冰洋深海盆地仍存在一定的颗粒清除、迁出作用. 夏季期间楚克奇陆架沉积物有机碳埋藏速率为25~35 mmol C/m2@d, 占水柱初级生产力的59%~82%, 表明有机碳的输送与埋藏是非常高效的. 上述证据均表明, 至少在夏季期间, 北冰洋并非生物生产力极其贫瘠的海洋"沙漠", 它存在相对活跃的海洋碳循环过程, 重新评估北冰洋在全球碳循环中的作用显得更为重要.     

南黄海夏季表层海水中pCO2分布的初步探讨

作者在1999年夏季的航次中，获得了南黄海表层海水pCO的实测数据，本文结合水文，化学和生物等要素的同步观测资料，对影响pCO2分布和变化的某些重要现象进行了初步探讨。研究表明南黄海表层海水pCO2的分布存在较大的不均匀性，这是边缘海区海水中生物，物理和化学因素复合作用的结果，除长江口门外的pCO2高值区外，南黄海表层海水的pCO2值与叶绿素、水温大体呈负相关，而与海水的盐度基本上呈正相关。     

岩溶系统对大气 CO_2 的调节作用

本文通过对中国南方岩溶区近２０００个水化学分析资料的统计分析，研究了云南、贵州、四川、广西、湖南、湖北六省（区）岩溶水ＣＯ２含量，ＣＯ２吸收模数，计算了南方碳酸盐岩出露区和分布区岩溶系统吸收ＣＯ２的数量，对全国碳酸盐岩出露区吸收的ＣＯ２作了估算，９０．７万ｋｍ２的碳酸盐岩出露面积所吸收的ＣＯ２为１４．０３×１０９ｋｇ／ａ，在碳循环平衡计算中，除了海洋吸收，大气增量以外，还有１２％被“遗漏的汇”吸收，岩溶系统吸收的ＣＯ２在这１２％中占１５％，它是全球碳循环的一个重要组成部分，是一个被“遗漏的汇”，它对大气ＣＯ２具有不可忽视的调节功能。     

中国东北地区植被NPP模拟与时空变化分析

利用北方生态过程模型(BEPS)模拟我国东北地区2003-2012年间植被生产力,以森林、 草地通量站点和区域森林样地生产力调查数据两个尺度验证了模型精度,并对其植被净初级生产力（NPP）的时空变化特征及影响因素进行了分析. 结果表明：在站点上,森林的总初级生产力（GPP）与站点观测值的决定系数（R²）为0.94,均方根误差(RMSE)为1.53g·(m²·d)^-1,草地植被的R²与RMSE分别为0.79和0.59g·(m²·d)^{-1;区域森林生产力调查数据处理结果与模拟的森林NPP的决定系数R2=0.84,RMSE=42.73g·(m2·a)-1;研究区域NPP值呈现东北部高西南部低,由东北向西南方向逐级递减的分布格局;10年来,林地NPP增长最为明显,农田增长缓慢,灌木增减不明显,而草地呈弱下降趋势. 温度和太阳辐射是影响东北NPP变化的主要因素,森林干扰是引发局部剧烈变化的重要驱动因素.}     

Exploring cyclic changes of the ocean carbon reservoir

A 5-Ma record from ODP Site 1143 has re-vealed the long-term cycles of 400—500 ka in the carbon isotope variations. The periodicity is correlatable all over the global ocean and hence indicative of low-frequency changes in the ocean carbon reservoir. As the same periodicity is also found in carbonate and eolian dust records in the tropical ocean, it may have been caused by such low-latitude proc-esses like monsoon. According to the Quaternary records from Site 1143 and elsewhere, major ice-sheet expansion and major transition in glacial cyclicity (such as the Mid-Brunhes Event and the Mid-Pleistocene Revolution ) were all pre-ceded by reorganization in the ocean carbon reservoir ex-pressed as an episode of carbon isotope maximum (d 13Cmax), implying the role of carbon cycling in modulating the glacial periodicity. The Quaternary glacial cycles, therefore, should no more be ascribed to the physical response to insolation changes at the Northern Hemisphere high latitudes alone; rather, they have been driven by the 揹ouble forcing? a combination of processes at both high and low latitudes, and of processes in both physical (ice-sheet) and biogeochemical (carbon cycling) realms. As the Earth is now passing through a new carbon isotope maximum, it is of vital impor-tance to understand the cyclic variations in the ocean carbon reservoir and its climate impact. The Pre-Quaternary varia-tions in carbon and oxygen isotopes are characterized by their co-variations at the 400-ka eccentricity band, but the response of d 13C and d 18O to orbital forcing in the Quater-nary became diverged with the growth of the Arctic ice-sheet. The present paper is the second summary report of ODP Leg 184 to the South China Sea.     

西安东南部7月份土壤CO2释放量和释放规律研究

根据碱溶液吸收法,对西安东南部地区7月份不同植被条件下土壤CO2释放量进行了昼夜观测,观测资料显示,西安东南部地区7月份土壤CO2释放量一昼夜内具有明显变化,从当日9时到次日9时,CO2释放量表现出由低变高再变低的规律,土壤CO2释放量变化与温度变化具有相同的特征,但释放量的变化具有滞后性,相对于温度的变化滞后4－6h,温度是决定土壤CO2释放量昼夜变化规律的主要因素,它的升高和降低分别造成了土壤CO2释放量的增加和减少,不同植被条件下,土壤CO2释放量不同,林地释放量大于草地,草地释放量大于裸地,夜间12h释放量大于白天12h释放量。     

降水改变对樟子松人工林土壤微生物量碳及微生物商动态变化的影响

在北京大学地球环境与生态系统塞罕坝实验站樟子松（Pinus sylvestris var. mongolica）人工林内设置降水控制实验,研究地下生态系统过程的两个重要指标土壤微生物量碳和微生物商对穿透雨增加或减少30%的响应。在2007年5月到9月的生长季,土壤微生物量碳和微生物商平均值分别为260.7mg/kg和1.84%,二者随土壤深度增加呈下降趋势。总体上,穿透雨增加或减少30%对土壤微生物量碳和微生物商的生长季内平均值影响不显著,但穿透雨减少30%的土壤微生物量碳及微生物商的变幅较大,变化范围分别为243.1～354.3mg/kg和1.43%～2.16%,5月最高,7月最低,表明生长季内穿透雨减少将导致土壤微生物活动的较大波动,从而可能改变地下碳过程的季节变化规律。     

深部碳循环：来自火成碳酸岩的启示

全球碳循环研究对于理解现今及未来大气圈CO2浓度及其变化趋势至关重要。传统的碳循环研究多侧重于探讨碳元素在大气圈、水圈、生物圈等地球表层之间的循环过程,基本不讨论地球内部圈层碳元素地球化学的行为与循环,现在发现传统的研究方式已很难深刻认识大气圈CO2浓度变化的规律。探讨地球内部与表层碳元素双向交换过程的深部碳循环研究应运而生,成为当前全球碳循环研究的主要方向。火成碳酸岩主要由碳酸盐矿物所组成,是地球内部碳元素含量最高的岩石,因而成为深部碳循环研究的主要对象之一。当前的研究发现,相当一部分火成碳酸岩中的碳来自大气圈的CO2,是再循环的碳。地表附近消耗大气CO2所新生成的沉积碳酸盐岩借助板块深俯冲作用被带入地球内部,在（超）高温和含水条件下发生部分熔融作用,形成碳酸岩浆,后者再上侵形成火成碳酸岩,或者直接喷发至地表,碳元素又重返地球表层。因此,地球内部的构造运动主导碳元素在地球表层与内部的循环过程,进而控制大气圈CO2浓度长周期变化的趋势。     

大兴安岭森林生态系统氮磷元素对碳循环的影响

结合陆地生物地球化学模型CENTURY,以大兴安岭呼中自然保护区森林生态系统为例,探究大兴安岭生态系统碳循环以及氮磷元素对碳循环的影响.模型模拟达到平衡状态时的植被碳库碳储量为4 874.47g·m-2,在观测值2 430.08~10 001.7g·m-2的范围之内,土壤碳库的平衡值为8 353.42g·m-2,与观测值8 244.23g·m-2差别不大,说明CENTURY模型在研究区域有较好的适用性.但Century模型对营养元素的限制作用模拟过于简单,不能满足动态模拟植物生长状况的要求,因此需要对模型进行改进来达到更好的模拟效果.改进模型中氮磷限制作用产生方案后,模拟的植被碳库、土壤碳库、通量和生态系统碳储量都明显下降.植被碳库受氮磷元素限制作用影响较大,较修改前下降31%以上.土壤碳库中表层(0~10cm)碳库受到的影响程度更大,碳储量约降低33%.氮库在改进限制作用产生方案后,除了表层代谢库有较小的升高趋势外,其余库均呈现出增高趋势;与此相反,土壤磷库则表现出增加趋势,植被磷库表现出降低趋势,综合起来生态系统整体磷库表现出降低趋势,但降低幅度较小,为6%.     

我国土壤有机碳储量及影响因素研究进展

土壤有机碳储量、分布及其转化在陆地碳循环中起着重要的作用.本文对我国土壤有机碳储量、估算方法以及影响有机碳贮量的自然和人文因素等方面的研究进展进行了综述.介绍了土壤有机碳变化对土壤质量的影响,认为研究应从保护生态环境和可持续发展的理论出发,加强土地管理方式的改变,促进土壤有机质的积累,提高土壤生产力.