生态系统碳循环-气候变化碳源与碳汇(2).

增加3.3% y-1
320
2 ppm/year 300
人为原因的碳排放：地区贡献
100%
D3-最不发达国家
80%
发展中国家
60%
40%
20%
0%
Cumulative
Emissions
[1751-2004]
Flux in 2004
印度
Flux Growth in 2004
中国 苏联 D1-发达国家 日本 欧洲
Raupach et al. 2007, PNAS; Canadell et al 2007, PNAS
2006 化石燃料燃烧: 8.4 Pg C
[2006人为原因导致的碳排放 总量: 8.4+1.5 = 9.9 Pg]
Fossil Fuel Emission (GtC/y)
9
8
Emissions
7
Population 美国
in 2004
Raupach et al. 2007, PNAS
北半球高纬度地区是“ The Missing Sink”?
基本概念
• GPP：总初级生产 • NPP：净初级生产 • NEE：净生态系统交换 • NEP：净生态系统生产 • Re： 生态系统呼吸 • Ra： 自养呼吸 • Rh： 异养呼吸
生态系统碳循环
---气候变化、碳源与碳汇
陈书涛
Atmoapheric [CO2] (ppmv)
Fossi l
2
大气01 CO2浓度
4001850 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010
2006
380
[C[COO22]
大气CO2浓度： 360
381 ppm
340
--陆地、海洋仍存在碳吸 收潜力
全球碳循环
陆地生态系统储存约2000 GtC, 其中约75%储存在土壤 中
http://www.fe.doe.gov/coal_power/sequestration/reports/rd/index.shtml
全球碳平衡估算中的不确定性
海洋吸收 2.0 ± 0.6 未知碳汇1.8 ± 1.5 （missing sink）
6
5
4
3
2
1
0
40011885500 11887700 11889900 11991100 11993300 11995500 11997700 11999900 22001100
[CO2]
380
1990 - 1999:
增加1.3% y-1
360
tmoapheric [CO2] (ppmv)
340
2000 - 2006:
2000 - 2006: 1.9 ppm y-1
Temperature (deg C)
Atmoapheric [CO2] (ppmv)
Fossil Fuel E
4 3 2 1 0 4001850 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010
380 [C[COO2]2]
360
340
320 2 ppm/year
300
280
0.811885500 11887700 11889900 11991100 11993300 11995500 11997700 11999900 22001100
0.6 Temperature
0.4
0.2 C/decade
0.2
0
-0.2
-0.4
高出工业革命前35%
Байду номын сангаас
320
2 ppm/year 300
Temperature (deg C)
280
0.81188550 0 1188770 0 11889900 1199110 0 1199330 0 11995500 11997700 11999900 22001100
1970 – 1907.69: 1.3Tepmppmeraytu-r1e 1980 – 1908.49: 1.6 ppm y-1
-0.6 1850 1870 1890 1910 1930 1950 1970 1990 2010
NOAA 2007; Canadell et al. 2007, PNAS
CO2浓度升高的影响: 全球变暖 IPCC, 2001
--陆地生态系统吸收 1.7 GtC/yr
--海洋吸收 2.2 GtC/yr
FAO-Global Resources Assessment 2005; Canadell et al. 2007, PNAS
人为原因导致的碳释放：土地利用变化
由于热带雨林破坏导致的碳排放
1.80
1.60
Africa
2000-2006
1.5 Pg C y-1
1.40
Latin America
1.20
S. & SE Asia
1.00
SUM
0.80
0.60
0.40
0.20
0.00
Pg C yr-1
1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Houghton, unpublished
人为原因导致的碳释放：化石燃料燃烧
陆地生态系统碳通量估算
NPP=GPP-Ra
思考题
• 假如你厌倦了整天吃东西，想躺在太阳底 下过日子。我们又想象你找到了一种方法， 把你全身的皮肤都覆上一层藻类，藻类生 产的所有还原碳的产物都通过你的皮肤被 吸收并可供你呼吸用。对你的表面积进行 一些假设，而且假定光合效率为1%，中午 入射的具光合作用活性的辐射为400瓦/米2。 计算通过这种途径满足的能量需求占你每 日能量需求的百分数。
热带雨林破坏面积平均 约每年1300万公顷
Borneo, Courtesy: Viktor Boehm
2000-2005
Tropical Americas 0.6 Pg C y-1
Tropical Asia 0.6 Pg C y-1
Tropical Africa
0.3 Pg C y-1 1.5 Pg C y-1
0.2 C/decade
1990 – 1909.29: 1.5 ppm y-1 0
2000 - 20-00.2 6: 1.9 ppm y-1
-0.4
NOAA 2007; C-a0n.a6dell et al. 2007, PNAS
2006大气CO2浓度： 381 ppm
高出工业革命前
35%
1970 – 1979: 1.3 ppm y-1 1980 – 1989: 1.6 ppm y1 1990 – 1999: 1.5 ppm y-1
化石燃料 5.5±0.3
土地利用变化1.6 ± 0.8
进入大气
大气吸收碳 3.3 ± 0.2
目前碳源、汇的 强度存在不确定性
预测未来气候辐 射力的变化情况也 存在不确定性
进入陆地或海洋
=
大气储存
+
人类输入
-
-
生物摄取
Peta (1015 ) grams of carbon/year
人为原因导致的碳排放：土地利用变化