中国区域碳循环研究进展与展望_戴民汉
我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定的研究进展及展望
我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定的研究进展及展望一、本文概述随着全球气候变化的日益严峻，温室气体减排和有机碳固定已成为全球关注的焦点。
作为世界上最大的农业国家，我国农田土壤在温室气体减排和有机碳固定方面扮演着至关重要的角色。
本文旨在概述我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定的研究进展，分析当前存在的问题和挑战，并对未来的研究方向进行展望，以期为我国的农业可持续发展和全球气候变化应对提供参考和借鉴。
文章首先回顾了农田土壤温室气体排放的来源和机制，以及有机碳固定的途径和方法。
然后，从政策、技术和管理等层面，梳理了我国在农田土壤温室气体减排和有机碳固定方面所取得的成果和经验。
在此基础上，文章深入分析了我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定面临的挑战和问题，如技术瓶颈、政策执行难度大、农民参与度低等。
文章提出了未来的研究方向和建议，包括加强技术研发和创新、完善政策体系和激励机制、提高农民参与度和意识等，以期推动我国农田土壤温室气体减排和有机碳固定工作的深入开展，为实现农业绿色发展和全球气候变化应对做出更大的贡献。
二、我国农田土壤温室气体排放现状随着我国农业生产的快速发展，农田土壤温室气体的排放问题日益凸显。
农田土壤是温室气体排放的重要源头之一，其中主要包括二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）。
这些气体的排放不仅加剧了全球气候变化，也对我国农业生产的可持续发展带来了严峻挑战。
农田土壤CO₂排放主要源于土壤有机碳的分解和根系的呼吸作用。
在我国，由于农业耕作方式的不断改进和化肥、农药的大量使用，农田土壤有机碳的分解速率加快，导致CO₂排放量不断增加。
同时，农业活动中的农机作业、灌溉等也会加速土壤有机碳的分解，进一步增加CO₂排放。
CH₄排放主要来源于稻田和养殖场的厌氧环境。
在我国，稻田是CH₄排放的主要来源之一。
由于稻田中存在大量的有机物质和水分，为CH₄的产生提供了有利条件。
随着养殖业的快速发展，养殖场的CH ₄排放也不容忽视。
土壤碳循环研究进展
土壤碳循环研究进展引言土壤碳循环是地球上最重要的生物地球化学循环之一，对于全球碳平衡和气候变化具有重要意义。
土壤中的有机碳储量仅次于大气中的二氧化碳，其分布和储量受到土壤类型、气候、植被和土地利用方式等多种因素的影响。
因此，研究土壤碳循环的内在机制、过程及其与环境因素的相互作用，对于深入了解全球碳循环、提高土壤碳管理策略以及制定应对气候变化的措施具有重要意义。
背景土壤碳循环研究涉及到全球碳循环、土壤碳储量、碳转化等相关概念和原理。
全球碳循环是指地球上碳元素在不同圈层之间的迁移和转化过程，包括大气圈、水圈、岩石圈和生物圈。
土壤碳储量是指土壤中有机碳和无机碳的总量，是全球碳循环的重要组成部分。
碳转化是指土壤中的有机碳在微生物的作用下转化为二氧化碳的过程，其速率和方向受到土壤类型、气候、植被等多种因素的影响。
研究现状近年来，国内外学者针对土壤碳循环开展了大量研究，取得了显著进展。
在国外，研究者利用遥感技术、稳定同位素技术和模型模拟等方法，对全球土壤碳储量和碳转化进行了深入研究。
在国内，研究者利用野外调查、实验室分析和数据统计等方法，对不同区域和不同土地利用方式的土壤碳循环进行了广泛探讨。
这些研究主要集中在以下几个方面：1、土壤碳储量和碳转化率的分布特征和影响因素；2、土壤碳循环与气候变化、人类活动和生态系统的相互关系；3、土壤碳管理的政策制定和实践应用。
然而，目前的研究还存在一些不足之处，如缺乏多学科交叉、研究尺度不够广泛以及碳管理措施不够精准等问题。
研究方法土壤碳循环研究的方法和技术多种多样，包括野外调查、样品采集、实验室分析和数据统计等。
野外调查主要是通过实地观测和测量，获取土壤类型、气候、植被和土地利用方式等环境因素的数据。
样品采集包括采集土壤样品、植物样品和气象数据等。
实验室分析主要包括有机碳和无机碳的测定、微生物生物量的测定和土壤呼吸速率的测定等。
数据统计主要是利用统计学方法对获取的数据进行分析和处理，以揭示土壤碳循环的内在机制和过程。
国内外碳汇研究的特征脉络与展望
国内外碳汇研究的特征脉络与展望国内外碳汇研究的特征脉络与展望一、引言碳汇是指通过吸收和储存二氧化碳等温室气体来减少大气中温室气体浓度的过程。
在全球变暖和气候变化问题日益突出的背景下，碳汇研究成为了一个重要的领域。
本文将从国内外碳汇研究的特征脉络和展望两个方面进行探讨。
二、国内碳汇研究的特征脉络1.政策支持：中国政府高度重视碳汇研究，在《巴黎协定》等国际协议的推动下，出台了一系列支持碳汇发展和应对气候变化的政策措施。
2.生态系统碳储量：国内碳汇研究主要关注生态系统中的碳储量和流动。
通过调查和监测不同类型生态系统（如森林、湿地等）中的植被生物量和土壤有机质含量，估算其对温室气体吸收与释放的贡献。
3.技术创新：国内碳汇研究积极推动技术创新，开展了碳汇监测与评估技术的研发，包括遥感技术、地理信息系统等，提高了碳汇研究的准确性和效率。
4.碳交易市场：随着碳排放权交易市场的建立，国内碳汇研究也逐渐关注碳交易市场的运行机制和影响因素。
三、国外碳汇研究的特征脉络1.区域差异：不同国家和地区的碳汇研究存在一定差异。
发达国家更加注重生态系统中的碳储量与流动，而发展中国家更加关注经济发展与减排目标之间的平衡。
2.多学科交叉：国外碳汇研究涉及多个学科领域，如生态学、地理学、经济学等。
通过跨学科合作，实现了对碳汇过程和机制的深入理解。
3.社会参与：在国外，社会组织和公众参与到碳汇研究中起到了重要作用。
通过社会调查和公众参与活动，提高了碳汇研究的社会认可度和实施效果。
四、国内外碳汇研究的展望1.加强数据共享：未来，国内外碳汇研究需要加强数据共享和开放，建立统一的数据平台，促进不同研究机构之间的合作与交流。
2.提高技术水平：随着科技的不断发展，国内外碳汇研究需要不断提高技术水平，探索新的监测与评估方法，以提高研究结果的准确性和可信度。
3.加强政策支持：政府在碳汇研究中的支持至关重要。
未来需要进一步完善相关政策法规，鼓励企业和个人参与碳交易市场，并提供相应的经济激励措施。
陆地和海洋生态系统碳循环研究最新进展
陆地和海洋生态系统碳循环研究最新进展近年来，随着全球气候变化问题的日益凸显，生态学领域对于陆地和海洋生态系统中的碳循环过程的研究也越发重要。
陆地和海洋生态系统不仅是碳循环的重要组成部分，也是地球生态系统的重要调节者。
在这篇文章中，将介绍陆地和海洋生态系统碳循环研究的最新进展。
首先，我们从陆地生态系统的角度来看。
陆地生态系统中碳循环的过程主要包括植物光合作用，植物呼吸和腐殖质分解。
最新的研究表明，全球变暖对陆地生态系统中的碳循环过程产生了显著影响。
随着气温升高，植物的生长季节延长，植物呼吸增加，导致植物对大气中的二氧化碳吸收减少。
同时，全球变暖还加剧了地表土壤的碳分解速率，导致土壤中的有机碳释放到大气中增加。
此外，研究还发现，植被类型的变化和人类活动对陆地生态系统的碳循环也产生了影响。
例如，森林砍伐和土地利用变化导致土壤有机碳的丧失，进一步增加了碳排放。
海洋生态系统中的碳循环过程也备受关注。
海洋是地球上最大的碳汇之一，通过吸收和贮存大量的二氧化碳来调节全球气候。
然而，最近的研究表明，人类活动对海洋生态系统的碳循环产生了不利影响。
海洋温度上升和酸化加剧导致浮游植物的生理活动受到抑制，从而减少了二氧化碳的吸收。
此外，海洋生态系统中藻类和浮游动物的死亡会导致大量有机碳向海底沉积，并在长时间尺度上固定碳。
然而，过度捕捞和海洋污染等人类活动破坏了海洋生态系统的稳定性，不利于碳循环过程的顺利进行。
除了以上的研究进展，近年来，科学家们还在陆地和海洋生态系统碳循环研究中采取了一些新的方法和技术。
例如，通过利用遥感数据和全球定位系统（GPS）追踪植被变化和植物碳吸收量，可以更准确地估计陆地生态系统中的碳储量和年碳汇。
此外，引入基因测序和分子生物学技术可以对土壤中的微生物群落和土壤有机碳的分解过程进行研究。
同样地，利用海洋观测站点和遥感技术可以监测海洋生态系统中的碳吸收和释放。
总结起来，陆地和海洋生态系统碳循环的研究取得了一些重要的进展。
土壤碳循环研究进展及干旱区土壤碳循环研究展望_1
土壤碳循环研究进展及干旱区土壤碳循环研究展望许文强1，陈曦1，罗格平1，蔺卿2（1中国科学院新疆生态与地理研究所，荒漠与绿洲生态国家重点实验室，新疆乌鲁木齐830011；2新疆水利厅，新疆乌鲁木齐830000）摘要：土壤碳库动态及其驱动机制是陆地生态系统碳循环与全球变化研究的热点问题之一。
随着各国对《京都议定书》的重视，农业土壤碳库变化及其“源汇效应”研究不断加强，但以往研究土壤碳循环主要是针对有机碳，较少考虑无机碳的作用和地位，干旱区土壤无机碳储量巨大，其在区域碳循环过程中的贡献日益显著，这使得干旱区土壤碳循环研究必须同时考虑土壤有机碳和无机碳的行为。
国内外关于农业土壤有机碳动态的研究主要围绕农业土壤有机碳储量、固碳潜力等问题展开，研究区多为湿润、半湿润地区；国际上对农业土壤无机碳动态的研究主要集中在干旱区土地管理措施对土壤发生性碳酸盐碳的形成与转化方面，研究方法以稳定同位素技术为主，但目前关于中国干旱区农业土壤无机碳动态的研究还较为薄弱。
因此，应加强干旱区绿洲土壤碳循环研究，深入分析干旱区绿洲土壤碳的“源/汇效应”；探讨土壤无机碳动态变化的机理。
关键词：土壤有机碳；土壤无机碳；土壤碳“源/汇”；稳定同位素；干旱区绿洲中图分类号：S153文献标识码：A文章编号：1000－6060（2011）04－0614－07（614 620）土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库，土壤碳库动态及其驱动机制研究是陆地生态系统碳循环及全球变化研究的重点和热点之一，也是全球碳计划（GCP）、全球气候研究计划（WCRP）等一系列全球变化研究计划的核心问题之一〔1－4〕。
近年来，随着各国对《京都议定书》的重视，农业土壤碳库变化及其“源/汇”效应研究不断加强〔5－7〕。
土壤碳包括有机碳和无机碳，其中无机碳主要指存在于干旱土壤中的碳酸盐碳，由岩生性碳酸盐（Lithogenic Carbonate）碳和发生性碳酸盐（Pedogen-ic Carbonate）碳组成，而发生性碳酸盐在形成过程中可以固存大气CO2，其形成与周转对干旱区碳循环具有重要影响〔8－11〕。
干旱荒漠区土壤碳循环研究进展与展望
荒漠 区土壤碳 的分布 、土壤 碳 通量过 程 、影响 因素等 方 面 的研 究现 状 进 行 系统 总结 的基 础 上 ，指 出
当前仍 存在 诸如 荒漠 土壤 固碳 机理 、碳 转移 和 归宿 、多尺度 荒 漠生 态 系统碳循 环 以及 荒漠 生 态 系统
对 气候 变化 的响 应过 程与机 理 等方 面 的不足 ，需要 对 这 些科 学 问题做 进 一 步的深入 研 究 。 同时 ，非
４． ｎ’ａｎ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｗ ａｔｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｓａｔｉｏｎ Ｍ ｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｕｂ－Ｓｔａｔｉｏｎ ，Ｙａｈ＇ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１６０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｒｇｅ ａｒｅａ ｏｆ ａｒｉｄ ｄｅｓｅｒｔｓ ｉｓ ａｎ ｉｍ ｐｏｒｔａｎｔ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｃｙｃｌｅ ｉｎ ｔｈｅｓｅ ａｒｅａｓ ｉｓ ａｌｓｏ ａ ｋｅｙ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｍ ｐａｃｔｉｎｇ ａｔｍ ｏｓｐｈｅｒｉｃ ＣＯ２ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｇｌｏｂａｌ ｃｈａｎｇｅ．Ｕ ｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｃｙｃｌｅ ｈａｓ ｉｍ ｐｏｒｔａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｆｏｒ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｇｌｏｂａｌ ｃａｒｂｏｎ ｂｕｄｇ— ｅｔ．Ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｄｅｓｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｒａｔｉｏｎａｌ ｕｔｉｌｉｔｙ ｏｆ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗ ａｔｅｒ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｆｌｕｘ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎ ａｒｉｄ ｄｅｓｅｒｔ ｒｅ— ｇｉｏｎｓ ｗ ｅｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｔｉｃａｌｌｙ ｒｅｖｉｅｗ ｅｄ．Ｉｔ ｗ ａｓ ｄｅｍ ｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｒｅ ｎｏｔ ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｎ ｓｏｉｌ ｃａｒ— ｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｍ ｅｃｈａｎｉｓｍ ｓ，ｃａｒｂｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｎｄ ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ，ｍｕｌｔｉ—ｓｃａｌｅ ｃａｒｂｏｎ ｃｙｃｌｅ ｉｎ ｄｅｓｅｒｔ ｅｃｏｓｙｓ— ｔｅｒｎ ，ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｄｅｓｅｒｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｃｌｉｍ ａｔｅ ｃｈａｎｇｅ，ａｎｄ ｅｔｃ．Ｔｈｕｓ，ｔｈｅｓｅ ｉｓｓｕｅｓ ｎｅｅｄ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ．Ｍ ｅａｎｗｈｉｌｅ，ｉｔ ｉｓ ｖｅｒｙ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｅｓｔａｂｌｉｓｈ ａ ｎａｔｉｏｎａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｆｌｕｘｅｓ ｆｏｒ ｄｅｓｅｒｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ，ａｎｄ ｔｏ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｍａｎａｇｅｍ ｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｉｎ ｄｅｓｅｒｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｒｉｄ ｄｅｓｅｒｔ； ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ； ｃａｒｂｏｎ ｃｙｃｌｅ； ｃａｒｂｏｎ ｌｅａｃｈｉｎｇ； ｐｒｏｇｒｅｓｓ
中国森林生态系统碳循环研究进展
中国森林生态系统碳循环研究进展谭外球;王荣富;闫晓明;何成芳;朱鸿杰;洪玲【期刊名称】《湖南农业科学》【年(卷),期】2013(000)011【摘要】森林生态系统碳循环及其管理是全球变化研究的重要课题,同时也是人类维持全球生态系统的物质循环、能量流动和自然资源循环再生的一个重要生态学途径.在分析当前中国森林生态系统碳循环研究内容、基本特征,并与中国其他典型生态系统碳循环研究进行比较的基础上,阐述了森林碳循环在全球碳循环及气候变化研究中的重要地位和作用,介绍了全球碳循环研究的新方法,并讨论了当前研究存在的问题及研究的前景.【总页数】4页(P65-68)【作者】谭外球;王荣富;闫晓明;何成芳;朱鸿杰;洪玲【作者单位】安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥 230036;安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥 230036;安徽省农业科学院农产品加工研究所,安徽合肥230031;安徽省农业科学院农产品加工研究所,安徽合肥230031;安徽省农业科学院农产品加工研究所,安徽合肥230031;安徽省农业科学院农产品加工研究所,安徽合肥230031【正文语种】中文【中图分类】Q14【相关文献】1.中国森林生态系统碳储量及其影响因素研究进展 [J], 杨晓菲;鲁绍伟;饶良懿;耿绍波;曹晓霞;高东2.中国森林生态系统服务功能价值评估研究进展与趋势 [J], 郭志新;杨海燕;袁良济3.中国森林生态系统细根分解格局及调控因子研究进展 [J], 许玉庆;项文化;曾叶霖;谢武4.模拟大气氮沉降对中国森林生态系统影响的研究进展 [J], 鲁显楷;毛晋花;张勇群;王玉芳;黄娟;莫江明;张炜;毛庆功;刘荣臻;王聪;王森浩;郑棉海;MORI Taiki5.中国森林生态系统性状与功能研究进展 [J], 无因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
陆地碳循环研究进展
陆地碳循环研究进展一、本文概述随着全球气候变化问题的日益严峻，陆地碳循环研究已成为地球科学研究领域的热点之一。
本文旨在综述近年来陆地碳循环研究的最新进展，包括碳源、碳汇、碳通量及其影响因素等方面的研究。
通过系统地梳理和分析相关文献，本文旨在揭示陆地碳循环的内在机制，评估其对全球气候变化的响应与反馈，为应对气候变化和制定碳减排政策提供科学依据。
本文将首先介绍陆地碳循环的基本概念和研究背景，阐述其在全球碳循环中的重要地位。
接着，从碳源和碳汇的角度，分别探讨植被、土壤和大气等陆地生态系统中碳的循环过程及其影响因素。
在此基础上，本文将重点关注近年来关于陆地碳通量、碳储量和碳循环动态变化的研究，分析这些变化对全球气候变化的潜在影响。
本文将对未来陆地碳循环研究的方向和挑战进行展望，以期为推动全球碳循环研究的深入发展提供参考。
通过本文的综述，我们期望能够为读者提供一个全面、系统的了解陆地碳循环研究进展的视角，为应对全球气候变化和促进可持续发展贡献智慧与力量。
二、陆地碳循环的基本过程陆地碳循环是地球碳循环的重要组成部分，涉及大气、植被、土壤和水体等多个系统之间的碳交换和转化过程。
其基本过程主要包括光合作用、呼吸作用、分解作用以及碳的输入输出等。
光合作用是陆地碳循环的起点，通过绿色植物的光合作用，大气中的二氧化碳被转化为有机碳，固定在植物体内。
这一过程是陆地生态系统生产力的重要体现，也是全球碳循环中最重要的碳汇之一。
呼吸作用则是碳从有机体释放回大气的过程。
植物和动物通过呼吸作用将体内的有机碳分解为二氧化碳和水，从而释放碳回到大气中。
植物根系和土壤微生物的呼吸作用也是土壤碳释放到大气的重要途径。
分解作用主要由土壤中的微生物完成，它们将死亡的植物和动物残体分解为二氧化碳和水，以及形成稳定的土壤有机碳。
这一过程对于维持土壤碳库的稳定和减缓大气二氧化碳浓度的上升具有重要意义。
除了上述基本过程外，陆地碳循环还包括碳的输入输出过程。
《河口和陆架边缘海碳的源汇格局与调控机理》
《河⼝和陆架边缘海碳的源汇格局与调控机理》《河⼝和陆架边缘海碳的源汇格局与调控机理》提名意见：该项⽬聚焦边缘海碳循环前沿领域问题，基于⼤量详实现场数据，揭⽰了中国近海与河⼝的CO2源汇格局与调控机理；同时，拓展研究⾄全球尺度，厘清了全球近海碳汇值，为国际学术界所共识；在此基础上，建⽴了⼤洋主控型边缘海碳循环理论框架与定量解析⽅法，显著提升了对边缘海碳循环的机理性理解和认识。
该项⽬在Geophysical Research Letters、Limnology and Oceanography、Marine Chemistry等具有国际重要影响的⾼⽔平学术期刊上发表论⽂38篇，其中8篇代表作被SCI他引329次，在国际海洋碳循环相关领域产⽣了⼴泛的影响。
项⽬的部分成果“低纬度近海碳的源汇格局与调控机理”获2009年度教育部⾃然科学奖⼀等奖；第⼀完成⼈戴民汉在国际系列学术会议作⼤会特邀报告10余次，于2017年当选中国科学院⼠。
提名该项⽬为国家⾃然科学奖⼆等奖。
项⽬简介：碳循环是地球⽓候系统的调控因素，其中，海洋碳循环是全球碳循环的关键环节，也是全球变化科学前沿领域。
边缘海碳循环既受河流影响，⼜受⼤洋调制，是全球碳循环研究中最复杂和最薄弱的环节之⼀，也⼀直缺乏相应的理论框架和定量解析⽅法。
本项⽬系统研究了中国近海与河⼝碳循环，揭⽰其CO2源汇格局、关键控制过程与机理，厘清全球近海碳汇值，建⽴了⼤洋主控型边缘海碳循环理论框架。
主要科学贡献如下：⼀、发现南海异于世界⼤部分近海系统，是⼤⽓CO2的源，并基于多年海上观测和系统研究，揭⽰了南海主体海域CO2通量季节变化规律，得出每年3200万吨碳源值；拓展南海碳循环研究⾄全球尺度，集成了全球58个边缘海的碳通量数据，厘清全球近海碳汇值为每年 3.6亿吨，被联合国最⾼环境奖获得者Takahashi，碳循环权威Regnier、Gruber等⼴泛认可，已成为国际学术界的共识。
国内外CO2研究现状及发展趋势
高温高压模拟实验，在实验条件下利用短暂的实验
时间再现漫长的地质历史时期中ＣＯ。的生成过程， 这是近十多年来较热门的研究手段口９￣“］。总之，目 前国内外关于ＣＯ：的研究主要集中于ＣＯ。地质地球 化学特征及成因方面的研究，而对ＣＯ：气藏形成机 理、资源潜力、勘探技术及评价方法等方面研究较 少，还没有形成较系统的针对ＣＯ。气藏的勘探评价 理论和方法体系。
Ｊ等［３８３对西德克萨斯Ｐｅｒｍｉａｎ盆地
ＪＭ—Ｂｒｏｗｎ Ｂａｓｓｅｔ气田的３Ｈｅ／Ｃ０２、艿”Ｃｃｏ进行了分，
析，结果表明，来源于洋中脊岩浆流体的ＣＯ。／３Ｈｅ 值分布范围很窄，为（４．１～６．２）×１０９，而壳源型流
万方数据
４１４
天然
气地球科学
Ｖ０１．１５
同位素地球化学等单一学科及方法的研究，而是强 调和注重多学科与多种技术方法的有机结合，进而 推动气体地质地球化学理论的发展，如气体包裹体 研究方法和高温高压实验模拟技术与盆地模拟技术 的相互结合等；④重视ＣＯ。资源的综合开发利用以 及工矿企业生产过程中排放出的Ｃ０。回收利用的系 统研究。 ３
ＮＡＴＵＲＡｌ，ＧＡＳ ＧＥ（）ＳＣＩＥＮＣＥ
Ｖ０１．１５ Ｎｏ．４ Ａｕｇ． ２００４
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国内外Ｃ０２研究现状及发展趋势
１
国内外ＣＯ。研究现状
以往人们对研究ＣＯ。的认识不够，识不够。但自２０ 世纪７０～８０年代以来，不断有学者认识到了研究 ＣＯ。对解决油气勘探中所出现问题的重要性和必要 性。许多学者通过气体同位素地球化学、包裹体特征 或直接在火山口测量等手段对Ｃ０。的成因进行了研 究。从国外学者Ｅ５～７］研究情况来看，近年来应用气体 地质地球化学、同位素地球化学研究Ｃｏ。成因较多， 而对其分布规律、资源潜力、勘探技术和评价方法研 究得较少。我国学者对ＣＯ。研究起步较晚［８￣１¨，主 要是根据天然气中Ｈｅ、Ａｒ稀有气体丰度及３Ｈｅ／４Ｈｅ 和４０Ａｒ／３６Ａｒ同位素比值等地球化学方法并结合天 然气成藏地质条件来探讨非烃气的成因。戴金星 等‘１ ２～１…、赫英等‘１“１９］、何家雄等‘２”蚓、戴春森等‘３４］ 和李先奇等口５。、刘宝明等［３６≈７３分别针对我国东部及 南海北部大陆架诸盆地赋存的ＣＯ：气藏及高含ＣＯ。 油气藏，运用同位素地球化学及天然气地质理论进 行研究，基本形成了以下认识：①我国东部陆上早第 三纪一晚中生代盆地处于伸展发育期和北西西向玄 武岩带活动期所形成的ＣＯ。气藏，和沿海海域第三 纪东海盆地、南海北部琼东南盆地、珠江口盆地中深 大断裂附近所形成的ＣＯ：气藏及高含ＣＯ。油气藏， 其ＣＯ。主要属幔源～岩浆成因类型，具有偏重的负 碳同位素系列（护Ｃ。（）ｎ≥ｏ‰～一８‰），且氦同位素 值（３Ｈｅ／４Ｈｅ）偏高，Ｒ／Ｒ。≥２左右；②我国中西部陆 上中生代及古生代诸盆地以及南海北部第三纪莺歌 海盆地目前勘探发现的ＣＯ。气藏及高含ＣＯ。的油气 藏，其ＣＯ：属壳源型及壳幔混合型成因类型，也具偏 重的负碳同位素系列，且其艿１３Ｃｃ吼值与幔源一岩浆 成因类型ＣＯ。基本无差别，但氦同位素值（３Ｈｅ／４Ｈｅ） 偏低，Ｒ／Ｒ。≤２以下，与前者存在明显的差异，据此 可区分以上两大成因类型的ＣＯ：。 天然ＣＯ：主要有３种成因［１２￣＂Ｊ：①地幔岩浆脱 气；②地壳富碳岩石热分解；③有机质热分解。尽管 各种地质环境生成的ＣＯ：含量与稳定碳同位素比值 关系能够帮助我们区分有机、无机成因类型ＣＯ： （扩Ｃ。（）ｎ＞一８％Ｏ为无机成因，艿１３Ｃｃ眦＜一１０％。为有 机成因），但不能严格区分幔源与壳源无机ＣＯ：。因 此，Ｂａｌｌｅｎｔｉｎｅ
海洋生物地球化学过程与生态环境效应
海洋生物地球化学过程与生态环境效应研究进展洪华生戴民汉商少凌编著厦门大学海洋环境科学教育部重点实验室二OO二年度年报序言2002年12月13日至14日，在重点实验室学术委员会主任苏纪兰院士主持下，于厦门大学环境科学研究中心201会议室召开了第二届学术委员会第四次会议。
会上委员们听取了实验室重点研究方向的研究工作进展及成果汇报和实验室主任洪华生教授的年度工作报告。
经讨论，委员会对重点实验室过去一年的工作作出如下综合评议：1．实验室围绕亚热带近海主要研究方向，以台湾海峡、南海东北部及东南沿海河口港湾等为典型区域，开展了近海碳循环与全球变化、微型生物生态及其资源环境效应、有机物污染及其生态毒理效应和海岸带环境与可持续发展四个方面的研究，逐步形成了过程—机制—效应—应用综合的研究架构。
2．该室本年度在国家级重大项目的争取及科研成果水平等方面有了长足进步。
新争取科研总经费达1330万元，其中国家973项目子课题1项，国家863项目及子项目7项，国家基金重点项目1项。
发表论文78篇，其中SCI文章24篇，占发表文章总数的30%，其中1篇为国际权威刊物Environmental Science and Technology的评论性文章。
发表论文质量明显提高。
3．该室在人才引进和梯队建设方面成绩显著。
新增博士生导师2名，教授1名，从国内外引进从事生物地球化学过程和遥感研究人才各一名，使实验室人才结构更趋合理和完善。
目前该室有固定工作人员30名，其中研究人员27人，技术人员3人；具有博士学位的20人，约占80%；教授（研究员）15人，其中博士生导师 10人；平均年龄40.5岁，其中45岁以下的19人，占总人数的70%。
此外，该室现有在读硕士生59人，博士生41人，博士后4人，已成为该室一支重要的科研生力军。
4．该室国内外学术交流活跃。
国际方面，本年度有25人次出境短期合作或参加国际学术会议，140人次境外人员来我室访问、讲学及执行合作项目，1名与本室合作的美国学者获海外合作青年基金。
国家重点基础研究发展计划
国家重点基础研究发展计划中国近海碳收支、调控机理及生态效应研究（编号：2009CB421200）项目进展研讨会会议日程承办：CHOICE-C项目第二研究课题国家海洋局第二海洋研究所2011年02月26-28日浙江杭州会议指南会议时间与地点：本次会议日程安排定为2011年02月26-28日，26日（星期五）上午08.30- 开始，28日下午18:30 结束，会议结束后即可离会。
25日全天报到，住宿、报到地点：浙江新世纪大酒店，地址：杭州市文三路18号。
会议地点：国家海洋局第二海洋研究所新大楼15楼会议室，地址：杭州市保俶北路36号。
与会人员：1.咨询专家组及项目专家组全体成员2.首席科学家、课题负责人、项目骨干、航次骨干3.项目办公室全体成员会议主题及会议目标：1.初步分析2010年10月下旬至2010年12月上旬秋季航次所获科研资料；2.深入对比分析项目所组织的3个不同季节航次取得数据、研讨分析结果和科学问题发现探索；3.春季航次备航的相关事宜；4.第二届国际顾问委员会议准备研讨方式：1. 本次会议拟不安排各课题的研究进展报告，而以科学问题为导向设计会议研讨版块；2. CHOICE-C秋季航次数据结果分析与讨论A.航次数据报告的目的是检阅所取得的资料，判断数据的交汇并为综合分析打下基础；B.以报告秋季航次数据为基本内容，充分展示数据，同时希望能结合航次的总体目标展开讨论。
如条件成熟，希望与本海区的其他季节或类似的其他海区的系统进行比较；C.建议涵盖内容：航次获取的数据与样品概况、数据质量的评估、初步结果与分析及其相关的科学问题、下一步的样品和数据分析的计划和时间安排、其他数据的支持需求；3. 2月26日晚上安排分组讨论，主要探讨秋季航次结果的沟通、交流，并探讨集成研究的科学问题。
4. 夏季、冬季、秋季航次深入分析。
希望以初步综合集成的方式进行报告，报告分Tutorial and theme报告及Specific topical报告三类。
中国区域碳循环研究进展与展望_戴民汉
第19卷第1期2004年2月地球科学进展ADVANCE IN EARTH SCIENCESVol.19 No.1Feb.,2004文章编号:1001-8166(2004)01-0120-11中国区域碳循环研究进展与展望戴民汉1,翟惟东1,鲁中明1,蔡平河1,蔡卫君2,洪华生1(1.厦门大学海洋环境科学教育部重点实验室环境科学研究中心,福建 厦门 361005;2.美国乔治亚大学海洋科学系,阿森斯 乔治亚 30602)摘 要:中国陆地和海洋生态系统的区域碳循环在全球碳循环过程中占有重要地位。
目前,中国陆地生态系统在全球碳循环中的地位和作用已有比较深入的研究,而中国边缘海系统碳循环研究相对薄弱。
简要回顾中国碳循环(以现代过程的描述为主)的研究动态,重点阐述中国边缘海碳循环研究概况及CO2的海—气交换、有机碳循环、颗粒有机碳的输出、河流的输运等海洋碳循环过程的关键科学问题。
在汇总补充及数据更新的基础上勾画了中国区域碳循环框架。
我们认为,中国的区域碳循环过程尚有诸多未知量和不确定性,缺乏把陆、海、气作为一个系统的综合研究,海洋生态系统碳循环研究尤其需要加强。
中国边缘海的碳循环研究应当围绕CO2的汇源过程这一碳循环的中心问题,深入开展边缘海碳的生物地球化学及其与大气CO2的耦合作用等方面的研究。
关 键 词:碳循环;CO2;海洋生物地球化学;边缘海;中国中图分类号:P736.4 文献标识码:A 工业革命以来,化石燃料燃烧等人类活动已经显著地改变了全球碳循环,突出地表现为大气CO2的平均浓度从过去42万年中的180～300μL/L[1]上升到目前的370μL/L[2,3]。
大气CO2时空变化受控于由海洋碳酸盐体系驱动的溶解度泵和浮游生物驱动的“生物泵”过程,以及大气CO2与陆地植被光合/呼吸作用的相互作用,因此,对CO2的研究涉及全球碳循环的系统过程[4]。
过去的10年中,我们对碳循环的了解已有长足的进展。
如目前的观测结果[5]证实了以往仅用模型展示的海洋作为碳汇的量级,直接检测到的海水中无机碳量的增加[6,7]亦证实了以往用放射性碳核素所观测到的结果。
关于中国土壤碳库及固碳潜力研究的若干问题
关于中国土壤碳库及固碳潜力研究的若干问题一、本文概述随着全球气候变化问题的日益严重，土壤碳库及其固碳潜力成为了全球科学研究的热点之一。
中国作为世界上人口最多、地理环境最为复杂的国家，其土壤碳库的研究具有特殊的意义。
本文旨在深入探讨中国土壤碳库的现状、分布特征、影响因素，以及固碳潜力的评估方法和影响因素，以期为我国的土壤碳管理和碳减排政策提供科学依据。
文章首先对中国土壤碳库的基本概念、研究意义和国内外研究现状进行概述，然后详细分析了中国土壤碳库的分布特征、影响因素及其与全球土壤碳库的差异，接着探讨了中国土壤固碳潜力的评估方法、影响因素及其提升策略，最后总结了当前研究存在的问题和未来研究方向。
本文期望通过系统的研究和分析，为我国的土壤碳管理和碳减排工作提供理论支撑和实践指导。
二、中国土壤碳库的分布与特征中国作为一个地域辽阔、气候多样、地形复杂的国家，其土壤碳库的分布和特征具有显著的地理和气候依赖性。
土壤碳库的空间分布受到土壤类型、土地利用方式、气候条件和人类活动等多种因素的共同影响。
从土壤类型来看，中国的主要土壤类型包括黄土、红壤、黑土、棕壤等，这些土壤类型因其形成条件和成土母质的差异，在碳含量和碳存储能力上有所不同。
例如，黄土高原的黄土土壤，由于其深厚的土层和较好的保水保肥能力，土壤碳库较为丰富；而南方的红壤则由于风化和淋溶作用强烈，土壤碳含量相对较低。
土地利用方式对土壤碳库的影响也不可忽视。
中国的土地利用方式多种多样，包括农田、林地、草地、城市用地等。
不同土地利用方式下的土壤碳库存在显著差异。
例如，林地和草地由于其植被覆盖良好，生物量大，土壤碳库相对较高；而农田则由于长期的耕作和施肥活动，土壤碳库可能受到一定程度的破坏。
气候条件也是影响土壤碳库分布的重要因素。
中国的气候类型复杂多样，从北到南依次为寒温带、中温带、暖温带、亚热带和热带。
不同气候区的温度和降水条件差异较大，导致土壤碳库的分布也存在明显的地域性差异。
陆地生态系统碳循环研究进展与评述
陆地生态系统碳循环研究进展与评述近年来，随着全球气候变化问题日益凸显，陆地生态系统碳循环的研究备受关注。
陆地生态系统是地球上最大的碳储存库之一，其对全球碳循环的调节至关重要。
本文将结合近年来的研究成果，评述陆地生态系统碳循环的研究进展，并探讨其对于应对气候变化的意义。
一、陆地生态系统碳循环的基本过程陆地生态系统碳循环主要由净初级生产力（NPP）、土壤有机碳储量和土壤呼吸组成。
NPP是陆地生态系统从大气中吸收二氧化碳进行光合作用形成有机物的速率，它是陆地生态系统中碳汇的重要指标。
土壤有机碳储量则代表着陆地生态系统的长期碳储存能力。
二、全球变暖对陆地生态系统碳循环的影响全球变暖带来了气温的升高和降水模式的改变，对陆地生态系统碳循环产生了深远影响。
首先，气温升高可能导致植物光合作用速率的提高，从而增加NPP。
然而，高温也可能影响植物的呼吸速率，增加了土壤呼吸释放的二氧化碳。
另外，变化的降水模式对植物生长也有重要影响。
一些研究发现，干旱条件下，植物的光合作用能力减弱，导致NPP的下降。
此外，干旱还容易导致土壤碳的氧化分解加速，从而释放更多的二氧化碳。
三、人类活动对陆地生态系统碳循环的干扰随着人类活动的不断发展，人类对陆地生态系统的破坏和利用也日益加剧。
森林砍伐、农田开垦等活动导致陆地生态系统碳储量的丧失，释放大量的碳进入大气。
此外，大规模的化肥施用和畜禽养殖释放了大量的氧化亚氮和甲烷等温室气体，进一步加剧了全球气候变化。
然而，人类也可以通过生态修复和环境保护来减轻这些负面影响。
例如，森林的再造和保护可以增加陆地生态系统的碳储量，并且可以有效地减少二氧化碳的排放。
此外，推广环保农业和减少化肥施用，也有助于减缓土壤氮的排放。
四、未来的研究方向和意义对陆地生态系统碳循环的研究仍然有许多需要深入探索的问题。
首先，我们需要更好地理解气候变化对不同地区和不同生态系统的影响。
不同的气候和环境条件可能导致不同生态系统对气候变化的响应方式有所不同，因此深入探索这种差异具有重要意义。
海气CO2通量与涡动相关法应用研究进展
第21卷第10期2006年10月地球科学进展A DVANCE S I N E AR TH S C I ENC EV o l.21 N o.10O c t.，2006文章编号：1001-8166（2006）10-1046-12海气C O2通量与涡动相关法应用研究进展鲁中明，戴民汉*（厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室，厦门大学环境科学研究中心，福建 厦门 361005）摘 要：海气C O2交换速率及通量的测定、估算是碳循环研究的重要内容。
测定、估算海气C O2交换速率及通量有多种方法，但都有其局限性，准确定量海气碳通量的大小仍是碳循环研究的热点问题。
当前应用最广泛的海气界面分压差法需要通过间接手段测定海气交换速率，交换速率和风速的关系基于经验公式，不确定性较大；而涡动相关法（e ddy c ova r i a n c e/e ddy c o rr e l a ti o n）是一种直接测量方法，理论上不需要任何经验参数，在近年来取得较大进展。
综述了近年来国内外C O2海气交换速率及通量的测定、估算方法的研究进展，并对各种方法的原理、应用、优缺点进行了分析，着重介绍了涡动相关法测量C O2通量的原理、国内外研究现状、相对传统方法的优缺点以及发展前景等，对未来海气C O2交换速率及通量研究发展趋势和研究方法作了展望。
关 键 字：二氧化碳；海气交换；通量；涡动相关中图分类号：P736.4 文献标识码：A1 引 言在工业革命以前约42万年中，全球大气C O2的平均浓度随冰期和间冰期的转换在180～300μL/L［1］之间作周期性变化，然而工业革命以来大气C O2有迅速升高趋势，目前仍在持续增长之中，如2001年全球大气平均C O2浓度为370μL/L［2～4］，2003年达375.07μL/L［5］，2004年达到377.38μL/L［6］。
陆地或海洋与大气之间的能量和物质交换的定量研究是生物地球化学循环的重要内容，海气间的气体交换通量特别是C O2交换通量的监测、估算对我们深刻理解碳的生物地球化学循环以及全球气候变迁有重大意义，国际上已在这方面开展了众多研究计划［7］，如表层海洋与低层大气研究（S u r f ac e O-c ea n L o w A t m o s ph e r e S t udy，S O L A S）［9］、北美碳计划（N o r t h A m e r i ca n C a r b o n P r og r a m）［11］、全球海洋碳观测系统（G l o b a l O cea n C a r b o n O b s e r va ti o n S y s-t e m）［10］、大尺度C O2观测计划（L a r g e S ca l e C O2O b-s e r va ti o n P l a n）［11］等，其核心问题均涉及海气C O2的交换通量。
中国区域碳循环研究进展
中国区域碳循环研究进展刘娜,顾凯平(1.北京林业大学经济管理学院,北京100083;2.北京林业大学经济管理学院,北京100083)摘要 简要回顾了中国碳循环的现状。
对国内外碳循环的主要研究方法做了综述。
并提出建立基于复杂适应性理论的动态碳循环模型。
简要介绍了CA S 的主要特点以及利用C AS 进行建模仿真的一般思路。
试图为研究我国区域碳循环提供一条捷径。
关键词 碳循环;研究方法;CA S中图分类号 X511 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)17-08081-04作者简介 刘娜(1979-),女,黑龙江齐齐哈尔人,博士研究生,研究方向:中国区域碳循环。
收稿日期 2009-03-131 中国区域碳循环的现状进入20世纪之后,尤其是20世纪中叶工业革命以来,人类活动及现代化工业的迅速发展,特别是化石燃料的燃烧、森林的大量砍伐、草原开垦与过度放牧等,已引起了地球大气中气体组成的变化,特别是以C O 2为代表的温室气体的迅速增加,对区域甚至全球的气候产生了明显的影响。
根据国际政府间气候变化专门委员会(IPC C )于2000年报告的研究结果表明,自从工业革命前以来的近200年内(1750～1998年),大约有406±60G tC (1G t =109t =10亿t =1P g =1015g),以C O 2的形式排放进入大气,其中,以化石燃料燃烧和水泥生产导致的CO 2排放约为270±30G tC,占总排放量的33%。
在此期间,大约占总排放量43%的CO 2滞留在大气中,其余则被海洋和陆地生态系统吸收。
其结果是,大气中CO 2浓度从1950年的280±5ppm v 上升至1998年的365ppm v ,即200年内上升了85ppm v ,约30%。
目前的C O 2浓度增加量约1.5ppm v/年,年增加率大约为0.4%。
由此造成的辐射强度约为1.46W /m 2。
《2024年岱海湖滨带土壤有机碳含量及土壤呼吸分布特征研究》范文
《岱海湖滨带土壤有机碳含量及土壤呼吸分布特征研究》篇一一、引言作为地球生态系统中至关重要的元素，土壤有机碳和土壤呼吸在全球碳循环和气候变迁过程中起着重要作用。
作为这一认识的基础，本研究着重对岱海湖滨带的土壤有机碳含量和土壤呼吸分布特征进行研究。
通过对岱海湖滨带的具体分析，以期为湖泊生态系统碳循环的研究提供新的视角和科学依据。
二、研究区域与方法岱海湖位于我国某地，其独特的地理位置和生态环境为研究提供了丰富的素材。
本研究选择岱海湖滨带为研究区域，利用科学的方法对土壤样品进行采集，并进行室内分析。
在方法上，本研究采用实地考察、样品采集、实验室分析相结合的方式。
首先，通过实地考察了解岱海湖滨带的地形地貌、植被分布等基本情况；然后，根据土壤类型和深度进行样品采集；最后，在实验室中测定土壤有机碳含量和土壤呼吸强度。
三、岱海湖滨带土壤有机碳含量特征通过对岱海湖滨带土壤样品的实验室分析，我们发现：1. 岱海湖滨带土壤有机碳含量较高，其中湖岸植被区明显高于裸露地区。
2. 不同深度的土壤有机碳含量存在差异，一般来说，表层土壤的有机碳含量高于深层土壤。
3. 季节变化对岱海湖滨带土壤有机碳含量有显著影响，夏季和秋季的有机碳含量高于春季和冬季。
四、岱海湖滨带土壤呼吸分布特征在研究过程中，我们还对岱海湖滨带的土壤呼吸进行了测定，并得出以下结论：1. 岱海湖滨带土壤呼吸强度整体较高，其中植被覆盖区的呼吸强度明显高于裸露地区。
2. 土壤呼吸强度在不同深度之间存在差异，一般来说，随着深度的增加，呼吸强度逐渐降低。
3. 季节变化对岱海湖滨带土壤呼吸强度有显著影响，尤其在夏季和秋季，由于温度和湿度的增加，呼吸强度会显著增强。
五、结论与讨论本研究通过实地考察、样品采集和实验室分析，研究了岱海湖滨带土壤有机碳含量及土壤呼吸分布特征。
结果显示，岱海湖滨带土壤有机碳含量和土壤呼吸强度在空间分布和时间变化上均存在显著差异。
这一结果不仅有助于我们更好地理解湖泊生态系统的碳循环过程，也为湖泊管理提供了重要的科学依据。
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第19卷第1期2004年2月地球科学进展ADVANCE IN EARTH SCIENCESVol.19 No.1Feb.,2004文章编号:1001-8166(2004)01-0120-11中国区域碳循环研究进展与展望戴民汉1,翟惟东1,鲁中明1,蔡平河1,蔡卫君2,洪华生1(1.厦门大学海洋环境科学教育部重点实验室环境科学研究中心,福建 厦门 361005;2.美国乔治亚大学海洋科学系,阿森斯 乔治亚 30602)摘 要:中国陆地和海洋生态系统的区域碳循环在全球碳循环过程中占有重要地位。
目前,中国陆地生态系统在全球碳循环中的地位和作用已有比较深入的研究,而中国边缘海系统碳循环研究相对薄弱。
简要回顾中国碳循环(以现代过程的描述为主)的研究动态,重点阐述中国边缘海碳循环研究概况及CO2的海—气交换、有机碳循环、颗粒有机碳的输出、河流的输运等海洋碳循环过程的关键科学问题。
在汇总补充及数据更新的基础上勾画了中国区域碳循环框架。
我们认为,中国的区域碳循环过程尚有诸多未知量和不确定性,缺乏把陆、海、气作为一个系统的综合研究,海洋生态系统碳循环研究尤其需要加强。
中国边缘海的碳循环研究应当围绕CO2的汇源过程这一碳循环的中心问题,深入开展边缘海碳的生物地球化学及其与大气CO2的耦合作用等方面的研究。
关 键 词:碳循环;CO2;海洋生物地球化学;边缘海;中国中图分类号:P736.4 文献标识码:A 工业革命以来,化石燃料燃烧等人类活动已经显著地改变了全球碳循环,突出地表现为大气CO2的平均浓度从过去42万年中的180～300μL/L[1]上升到目前的370μL/L[2,3]。
大气CO2时空变化受控于由海洋碳酸盐体系驱动的溶解度泵和浮游生物驱动的“生物泵”过程,以及大气CO2与陆地植被光合/呼吸作用的相互作用,因此,对CO2的研究涉及全球碳循环的系统过程[4]。
过去的10年中,我们对碳循环的了解已有长足的进展。
如目前的观测结果[5]证实了以往仅用模型展示的海洋作为碳汇的量级,直接检测到的海水中无机碳量的增加[6,7]亦证实了以往用放射性碳核素所观测到的结果。
放射性和稳定同位素的应用为全球碳循环研究提供了强有力的工具;森林的统计和植被遥感的研究表明北半球陆地是显著的碳汇[8]。
最近全球海洋通量联合研究根据最新数据更新了1995年IPCC绘制的全球碳循环箱式框图(图1)[9]。
但迄今为止,碳循环研究存在诸多不确定性,如我们依然难以定量表征由农业化、森林砍伐等人类活动所导致的全球效应[10];对陆架边缘海是大气CO2的源或汇也依然在争论之中[9,11,12];对CO2海—气交换,碳在海洋真光层、深海的迁移转化,以至最终输出到沉积物的埋藏过程和速率仍认识模糊;对El Niño等一些气候变异的影响也不甚了解。
查明大气CO2的源、汇的量级与机制,有助于了解人为CO2在当前全球变化背景下的归宿,不仅具有重大的科学意义,也将为人类调控全球气候变化提供重要理论基础,还对全球人类活动及各国制定经济和社会发展战略具有指导意义,而且对国家环境外交政策的制定也有重要参考价值。
中国人口众多,近来经济发展迅速,我国在1995年的化石燃料等能源的生产和消耗均已占世界的10%[13],到了2000年,我国因化石燃料燃烧所 收稿日期:2002-01-19;修回日期:2003-09-18.＊基金项目:国家自然科学基金项目“南海北部海气CO2通量与上层生物地球化学过程的相互作用”(编号:40176025);国家重点基础研究发展规划项目“地球圈层相互作用中的深海过程和深海记录”(编号:G2000078500)资助. 作者简介:戴民汉(1965-),男,浙江人,教授,主要从事海洋生物地球化学研究.E-mail:mdai@图1 碳在全球诸储库间的年平均通量[9](109t C/a)Fig.1 A verage annual fluxes between global carbon pools方框中左边数字为储量(109t C),右边括号中数字为平均每年因人为输入导致的增加量(109t C/a)排放的CO2已达0.73Gt C,占全球排放量的10.6%[14],中国的碳循环问题也因此日益受到国际社会的关注。
此外,中国地域广大,自然地域类型多样,陆地和海洋的生态系统受季风驱动,受到青藏高原和西太平洋暖池这两个重要的地球气候系统驱动力的直接调制,区域碳循环过程与全球变化的相互作用十分突出。
中国的江河资源丰富但受人类扰动的程度也非常剧烈,长江、黄河、珠江等大河流系对全球碳循环也有显著影响。
本文将简要回顾碳循环在中国的研究动态以及所涉及到的尚未确定的过程,注重探讨的是碳循环的现代过程,提出我国进一步进行碳循环研究之浅见,重点阐述中国边缘海的碳循环研究动态和深入开展研究的思路。
1 中国陆地生态系统碳循环中国陆地生态系统在全球碳循环中的地位和作用已有比较深入的研究。
方精云等[15]通过定量研究陆地植被碳库和土壤有机碳库,初步建立了以1991年为基础的中国陆地系统碳循环模式[16],但这一结果尚有争议,不少数据也已更新。
1.1 中国的CO2排放据研究[14],中国因化石燃料使用所排放的CO2在1996年达到最高,相当于0.805×109t C/a,以后有所下降,2000年为0.734×109t C/a;水泥生产造成的CO2排放已升高为0.0816×109t C/a;生物量燃烧的量约为0.175×109t C/a。
此外,按照方精云等[16]的计算方法,目前中国的人体呼吸相当于0.102×109t C/a。
1.2 大气C O2库1989年在青海海拔3816m的瓦里关山顶建立了世界上第一个内陆高原型的全球大气背景监测站,作为世界气象组织全球大气监测网22个全球基准站之一,1991年以来每周采集烧瓶空气样品送美国国家海洋大气管理局气候监测与诊断实验室(NOAA/CMDL)分析CO2等气体组分,并由美国科罗拉多大学的稳定同位素实验室(CU-IINS TAAR)分析δ13C和δ18O。
10年来瓦里关站的时间序列资料清晰地反映出北半球中高纬度地区大气CO2浓度及其δ13C与全球平均水平大体一致的周期性季节波动及长期变化趋势,大气CO2平均浓度已从1991年的355.2μL/L升高到2000年的369.5μL/ L[3,17]。
为了全面评价人类活动对不同地区温室气体区域背景浓度及其变化趋势的影响,“八五”期间在中国大陆从南到北分别设立了华南鼎湖山站、华北兴隆站和东北长白山站,与基准站瓦里关站一起,在统一采样和观测设备、统一监测和分析操作规范、统一标准气体的基础上,1993—1994年开始对当地大气中CO2等指标定期或连续采样、分析[18,19]。
121第1期 戴民汉等:中国区域碳循环研究进展与展望 大气CO2的分析方法是非分散红外或气相色谱—氢火焰离子检测器,在瓦里关站实现了2种方法同时现场连续测量[17],以非分散红外观测系统具有较高的自动化程度、良好的稳定性和CO2浓度响应特性[20,21]。
监测表明,华南、华北地区大气CO2平均浓度比瓦里关站高23.2μL/L和2.4μL/L[19],说明这两个地区人类活动对大气本底影响明显,尤以华南地区影响更加显著,对各大气背景浓度监测站的CO2年变化幅度的分析也有类似结果[19]。
1.3 陆地生态系统碳库根据方精云等[15]的结果,中国陆地植被的总碳量仅为6.1×109t C,而土壤有机碳库则高达185.7×109t C,其中21%分布在青藏高原;而Ni[22]根据1982年出版的基线植被分布图和不同作者对各种类型植被单位面积上生物量碳密度及土壤碳密度的估计,给出了中国植被、土壤中碳储量的3种水平的估计,中国陆地生态系统碳储量最低水平估计为120.47×109t C,最高水平为189.23×109t C,中位水平为154.99×109t C。
按照中位水平估计,中国陆地植被生物量合计为35.23×109t C,土壤有机碳库为119.76×109t C(表1)。
Ni也认为草地、疏林和灌丛、高山植被等植被类型的土壤有机碳库在碳储存方面的作用十分显著,其结果对植被、土壤碳储量比例的估计比方精云等的更接近世界平均水平,但根据其方法估计的中国森林生物质碳储量比最近国内其他学者估计的[23～25]高2～3倍。
王效科等[23,24]以各林龄级森林类型为统计单元,得出中国森林生态系统的植物C储量为3.26×109～3.73×109t C,同时发现中国森林生态系统植物碳密度与所在省份的人口密度显著负相关[23]。
方精云等[15,25]对中国森林碳库的研究则是基于对储量与生物量之间关系的研究计算的所谓“材积源生物量”[15],他们认为基于文献调研资料得到的平均生物量,计算结果可能比实际高[15]。
王绍强等[26]比较了对中国森林植被碳储量的不同研究,认为导致植被碳储量估算出现较大差异的一个重要原因是对中国陆地生态系统自然植被类型划分上的不同引起的面积差异。
将Ni[22]的结果中对森林生物质碳的估计修订为方精云等[25]的结果,中国陆地植被生物质碳储量为24.02×109t C。
李克让等[27]应用0.5°网格分辨率的气候、土壤和植被数据驱动的生物地球化学模型估算了当前中国植被和土壤的碳储量,结果表明,中国陆地生态系统植被和土壤总碳储量分别为13.33×109和82.65表1 中国各类陆地植被的碳储量(Ni2001的中位估计)[22]Table1 Carbon storage in the terrestrialecosystems of C hina植被类型面积总碳储量生物质碳土壤有机碳104km2109t C109t C109t C 森林112.0331.7515.9615.80疏林和灌丛216.3737.509.4528.05草原58.547.490.726.76温带荒漠83.825.700.505.20冻原和高山植被202.0937.021.9535.07湿地33.194.950.874.08作物183.4630.555.7424.80戈壁、流石滩70.150.010.020.01总计959.65154.9935.23119.75×109t,这与我们采用的数据———植被碳储量24.02×109t C和土壤碳储量119.76×109t C是接近的。
1.4 中国陆地生态系统在全球碳循环中的作用方精云等[16]研究得出中国陆地植被净生产量是2.33×109t C/a,每年产生1.48×109t C的凋落物,提供0.224×109t C的粮食和0.0209×109t C 的木材,以及生物质燃料,而且他们认为扣除土壤呼吸、生物质燃烧、人体呼吸等因子,中国陆地生物圈系统是一个CO2源,每年向大气释放0.44×109t C 的CO2,如果考虑化石燃料的使用,则中国大陆每年向大气净释放量相当于全球总释放量12.8%～21.8%的CO2;王庚辰[28]利用其他研究结果修订了上述碳循环模式的数据,认为中国陆地植被系统是一个CO2的弱汇,每年可吸收相当于0.24×109t C 的大气CO2,但如果考虑化石燃料燃烧等人为活动的影响,则中国是一个源,每年向大气排放相当于0.57×109t C的CO2。